肝脏纤维化上皮-间充质转化相关信号通路的研究进展

王 芳综述，赵礼金审校

（遵义医学院附属医院肝胆外科，贵州遵义563000）

肝脏纤维化上皮-间充质转化相关信号通路的研究进展

王 芳综述，赵礼金审校

（遵义医学院附属医院肝胆外科，贵州遵义563000）

肝/代谢； 纤维化； 间质细胞； 上皮细胞； 生物转化； 信号处理，计算机辅助； 综述

肝脏纤维化（hepatic fibrosis，HF）是各种慢性肝脏损伤发展到一定阶段的共同病理学表现，以组织纤维化及正常肝脏结构被结构异常的小结节所取代为特征。众多研究证实，肝星状细胞（hepatic stellate cells，HSCs）的激活是HF的中心环节。近年来，大量研究认为，在肝脏损伤过程中，一些上皮细胞如肝细胞或胆管细胞，可经历上皮-间充质转化（epithelial to mesenchymal transition，EMT）获得间充质细胞表型或特征，最终促进HF进程。相反，某种间充质细胞如HSCs，可经历间充质-上皮转化（mesenchymal to epithelial transition，MET）最终分化成上皮细胞[1]。尽管该理论备受争议，但仍表明EMT及MET之间的平衡可能决定了肝脏损伤修复的结局。

多种信号通路可介导EMT发生，包括转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）超家族、Hh、Wnt、Notch、上皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）、促纤维生长因子（broblast growth factor，FGF）、促血小板生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）等。本文针对EMT参与肝脏纤维化过程时涉及的相关信号通路作一综述。

1 TGF-β介导信号通路

体外培养各种良恶性肝脏上皮细胞，包括肝细胞和胆管细胞，证实TGF-β是诱导EMT发生的主要调节因子[2]。TGF-β与Ⅰ/Ⅱ型TGF-β受体结合后，使Smad2/3磷酸化。磷酸化的Smads募集大量的Smad4形成复合物转移细胞核，作用于几种控制转录的目标基因，例如SNAI1（snail1）、SNAI2（slug）或 Twist，进一步抑制上皮基因表达，诱导间充质基因的表达。TGF-β还可以通过激活丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、Ras相似物GTP酶（Rho GTP）、磷脂酰肌-3激酶（PI3K）促进EMT。其次，骨成型蛋白（BMP-7）作为TGF-β超家族的一员，可拮抗TGF-β信号通路，参与各种类型的器官损伤诱导HF的EMT过程。在CCl4诱导的肝脏损伤动物模型中，BMP-7通过阻断TGF-β激发的EMT过程，减弱了HF的表现[3]。

2 Hh介导信号通路

Hh介导信号通路是胚胎期肝脏形成与形态发生有关的一个重要路径，在成人各种类型的肝脏损伤中也扮演重要的角色[4-5]。Hh产生细胞分泌可溶性Hh配体Sonic Hh、Indian Hh、Desert Hh，与Hh应答细胞产生的Patched（Ptc）受体结合后，解除对 Ptc辅助受体 Smoothened（Smo）的抑制，从而激活细胞核内的转录因子Glioblastoma（Gli）家族，包括Gli1、Gli2和Gli3。Hh信号转导通路在胚胎形成及几种成人恶性肿瘤的转移中，可促进EMT的发生。在成人肝脏损伤修复过程中，某种特定类型的肝脏细胞发生EMT样改变也受到Hh信号路径的调节。关于HSCs的研究提供了大量数据支持此观点。尽管HSCs通常被认为是非上皮细胞，最近的研究证明至少某个亚型的HSCs同时具有间充质细胞及上皮细胞特性[6-7]。当通过药物或基因阻断Hh信号通路，可阻止HSCs转化成肌纤维母细胞过程中的EMT样转化，使细胞趋于静止状态或更具上皮细胞特性表型[8-9]。有报道称，胆管细胞和良性肝细胞同样受到Hh信号路径的调控[10-11]。以上证据均表明，在成人肝脏损伤修复和再生过程中，Hh信号路径像TGF一样，参与调节EMT/MET。

3 Notch介导通路

在胚胎形成和组织损伤修复过程中，Notch是另外一个被激活的高度保守信号分子。Notch介导的信号通路包括 Notch受体（Notch1～4）、Notch配体（Jagged）和Ddlta-like。Notch1～4与Jagged结合后，发生2次蛋白裂解，最终释放胞内活化阈并转移至细胞核中，与转录因子的DNA结合蛋白PBR-J结合形成转录因子复合物，激活下游目的基因Hes家族和HeyJ家族，促使细胞进入分化状态。在胚胎形成、组织损伤、肿瘤发生过程中，已经有大量研究证实Notch介导信号通路可促使EMT发生[12-14]。最近，Notch介导的信号通路在肝脏纤维化中的作用也被证实。γ-分泌酶抑制剂和双重抗血小板治疗药物DAPT通过阻断Notch信号通路，从而阻止幼鼠和大鼠HSCs系发生EMT。抑制HSCs活化，最终减弱CCl4诱导的大鼠纤维化[15-16]。体外培养胆管细胞，加入γ-分泌酶抑制剂或Jagged1抗体，可通过阻断Notch信号通路阻断EMT[17-18]。相反，过度表达Notch1将诱导胆管癌细胞系发生EMT[18]。这些研究均表明，Notch信号通路在肝脏损伤发生EMT过程中起到重要作用。

4 缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor，HIF）介导信号通路

缺氧及氧化还原应激常发生于慢性肝脏疾病过程中。在肝脏肿瘤中，缺氧诱导的相关信号通路促进肿瘤发生过程中EMT的发生。HIF是负责缺氧应答的主要转录因子。Zhang等[19]报道肝癌标本中，HIF-1α表达与上皮标记物呈负相关，但与EMT相关的转录因子SNAI1及间充质标记物呈正相关。在体内研究中也发现了同样的结果，缺氧可通过HIF-1α增加SNAI1转录，促进两类肝细胞肝癌（HCC）细胞系发生EMT。在HCC细胞系中，Wnt-β连环蛋白可通过与HIF-1α相互作用进一步加强其促进EMT。缺氧诱导的HCC也受到PI3K/AKT信号路径的调节[20-21]。TGF-β诱导 HCC细胞系发生EMT中，抗氧化物可减少活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）产生，证明ROS产生在缺氧诱导肝癌相关EMT中发挥重要作用[22]。

除了以上提及的信号通路之外，EGF、PDGF和其他信号通路参与调节肝脏疾病中的EMT。更重要的是，这些路径之间相互作用，形成复杂的信号网络，调节EMT/ MET，最终决定细胞的命运。这些路径通常诱导或激活几种EMT相关的转录因子，如 SNAI1、SNAI2、Twist、ZEB1、KLF8、Goosecoid、和FOXC2。上调这些转录因子表达，可抑制上皮型钙黏蛋白（E-Cadherin）和其他连接蛋白的表达，促进EMT及其介导的生物学功能。例如，Rowe等[23]报道，特异性抑制肝细胞来源的SNAI1可减轻CCl4诱导的肝脏纤维化和炎性反应。多项研究也证明，Twist可促进HCC浸润、转移及血管生成[24-25]。其参与肝脏纤维化的EMT/MET信号转导通路见图1。

图1 Twist参与肝脏纤维化的EMT/MET信号转导通路

总之，在各种肝脏慢性疾病形成过程中，多种信号通路形成一张复杂的信号网络，通过调控肝脏细胞的EMT/MET，参与HSCs的来源、活化、增生、募集和细胞外基质的产生降解等，从而促进肝脏纤维化。因此，阻断这些信号通路或进一步研究寻找一个共同的调节节点，可为肝脏抗纤维化药物研制提供新的理论依据。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.19.011

A

1009-5519（2015）19-2920-03

2015-05-15）

国家自然科学基金项目（81260085）。

王芳（1989-），女，四川梓潼人，在读硕士研究生，主要从事胆管纤维化相关研究；E-mail：770318730@qq.com。

赵礼金（E-mail：386421696@qq.com）。