转化生长因子β介导的上皮—间质转化在克罗恩病肠壁纤维化中的作用

徐 速 陈 浩 综述 曾 莉 审校

1 南京中医药大学盐城附属医院，江苏省盐城市 224001； 2 南京中医药大学第一临床医学院

肠壁纤维化被认为是炎症性肠病（Inflammatory bowel disease，IBD）常见的一种现象，而在CD中，常会引起严重的并发症，最终可导致肠道的狭窄，甚至梗阻而需要手术［1］。据报道，超过1／3的CD病人会因为纤维化导致反复发作的肠道狭窄［2］。因为其病理机制尚未完全明确，至目前为止，针对其病因的靶向性治疗药物尚未开发出来，所以治疗CD肠道纤维化的手段十分局限，手术治疗CD的肠道狭窄亦有约70%的复发率［3］。明确CD的纤维化机制，尤为重要。近年来有研究表明，上皮—间质转化（EMT）是CD肠道纤维化形成的一个重要途径［4］，而 TGF－β 在 EMT 进 程 中 起 到 重 要 作 用［5］。本文就此作一综述。

1 EMT是肠道纤维化形成的重要机制

肠道的慢性炎症会触发生理性的纤维形成过程，是发生组织修复还是纤维化取决于ECM蛋白的降解、生成的平衡［6］，表达α平滑肌肌动蛋白（αsmooth muscle actin，α－SMA）的 肌 成 纤 维 细 胞（Myofibroblast，MFB）的生成是ECM 合成和沉积的主要原因。EMT是指上皮细胞失去细胞极性，丢失细胞间紧密连接和黏附连接，在形态学上发生向间质细胞表型的转变。此过程中上皮细胞表型如E－钙黏蛋白（E－cadherin）、细胞角蛋白（Cytokeratin，CK）丧失，转变为间质细胞表型如α－SMA、成纤维细胞特异蛋白1（Fibroblast specific protein 1，FSP1），并获得较强运动和迁徙能力，分泌大量细胞外基质。40多年前Greenburg和Hay在晶状体上皮细胞研究中首次提出了EMT的概念［7］，之后的许多研究发现其与病理情况下的肿瘤上皮细胞的转移及器官的纤维化密切相关［8］，是一种重要的病理机制。近来发现EMT也是肠道纤维化过程中一个重要途径［4］。在CD狭窄肠道的EMT进程中，上皮细胞转变成间质细胞，表达MFB和成纤维细胞，MFB可分泌能降解ECM成分的基质金属蛋白酶（Matrix metalloproteinase，MMPs）和组织基质金属蛋白酶抑制物（Tissue inhibitors of metalloproteinase，TIMPs），它们之间的平衡失调（TIMP－1活性增高，抑制了MMPs的活性），继而抑制了ECM的降解，刺激纤维化反应的发生发展而致肠壁纤维化。

纤维化是复杂的微环境中，在各种生长和分化因子、细胞因子、炎症趋化因子、蛋白水解酶等诱导或调节发生EMT的［9］，例如一些研究表明，RhoA在TGF－β诱导的EMT过程中是必需的，激活的RhoA GTP酶使细胞骨架重组，细胞极性消失，导致E－cadherin减少而发生EMT。在这之中，TGF－β是在EMT过程中起关键作用的诱导因子，其对纤维化、创面愈合等调控起决定性作用，直接或间接促进纤维化，包括诱导ECM生成细胞的迁移和活化、促进ECM蛋白的合成，调控其降解，促进EMT过程。

2 TGF－β及其信号通路在EMT中的作用

TGF－β属于生长因子超家族，是一种多功能的多肽类细胞因子，在多种组织中广泛表达，在肠道中免疫细胞（如肥大细胞、树突状细胞、T细胞等）和非免疫细胞（如上皮细胞、间质细胞等）都分泌TGF－β。其参与多种生物学过程，如细胞增殖、分化、粘连、细胞凋亡及细胞外基质的生成等。在哺乳类动物中其亚型有3种分别为TGF－β1、TGF－β2和TGF－β3，其中TGF－β1是含量最丰富、表达最多的亚型，与纤维化及EMT关系也最密切。多数细胞的细胞膜上都存在相应的3种TGF－β1跨膜受体，其中以Ⅰ、Ⅱ型受体为主，具有丝／苏氨酸酶活性。TGF－β1信号通路能够启动和促进EMT的完成，其通过多条通路发挥效应，包括主要的Smad信号通路以及MAPK通路、PI3K／Akt通路等。Smad蛋白是将TGF－β1的信号从细胞膜上的受体转入到细胞核内过程中最重要的转导分子，其和TGF－β1因子共同组成的信号通路称为TGF－β1／Smad信号通路，主要包 括 受 体 调 节 性 Smad（R－Smads，即 Smad2、Smad3）、通用性 Smad（Smad4）和抑制性 Smad（Smad7）三类。TGF－β1与其受体结合使受体相关Smad蛋白（R－Smad）磷酸化，磷酸化的 R－Smads与Smad4形成复合物，进入细胞核内调节相关靶基因转录［11，12］，促进 EMT 相关分子的表达。

磷酸化的R－Smads复合物进入细胞核后，经过转录因子的转录，目的蛋白的合成，实现EMT的发生。TGF－β1／Smad通路途径的转录过程包括三大转录因子家族：Snail、ZEB和bHLH，它们都可由TGF－β诱导，依赖Smad机制，抑制上皮细胞标志基因的表达，同时激活间质细胞的表达，如纤维粘连蛋白（Fibronectin，FN）等。其中，锌指转录因子Snail是研究较多的转录因子，它是E－cadherin转录的强效抑制剂，有研究表明小鼠E－cadherin启动子的EPal元件通过E－box序列与Snail相互作用，与Smad3结合激活转录，继而抑制E－cadherin表达［13］；亦有研究发现，TGF－β诱导成年大鼠肝脏细胞的 EMT、SIP1和Snail上调，E－cadherin下调［14］。

在肠道CD病变中，TGF－β在肠道中由上皮细胞、成纤维细胞、单核细胞等分泌，其可能是介导一些或所有诱导EMT的因子激活的共同下游效应分子，同时对肠道纤维化形成过程中的许多细胞及细胞因子起到调控作用。在普通创伤修复过程中，促纤维化的因子TGF－β1等和抗纤维化因子相互作用，但在病理状态下，由成纤维细胞等分泌的TGF－β1过度表达，促进ECM分泌，如FN、胶原生成增加，并进一步使 MMPs／TIMP－1比例失调，而TGF－β1也可以对肠道上皮细胞诱导向成纤维细胞分化，促使EMT的发生。综上所述，TGF－β在肠道纤维化的形成过程中，处于调控的核心地位。

EMT是肠道纤维化的一种重要的机制，其受到细胞因子、ECM、细胞间连接等多因素的共同调节。其中，TGF－β因子及其信号通路被认为是最重要的影响EMT的机制，和发生EMT的诸多因素都有关联。充分认识和明确TGF－β介导的EMT对肠道纤维化的影响，对治疗克罗恩病引起的肠道纤维化性狭窄具有重要意义，在此基础上找到治疗此病的药物的潜在靶点，开发出新的治疗药物，是今后治疗克罗恩病肠道纤维化的研究方向。

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