血管增生與肝纖維化研究進(jìn)展

血管增生與肝纖維化研究進(jìn)展

高俊茶高麗君呂曉萍

(河北省人民醫(yī)院消化科，河北石家莊050051)

關(guān)鍵詞〔〕血管增生；肝纖維化；血管內(nèi)皮生長因子；血小板衍生生長因子

中圖分類號(hào)〔〕R92〔

第一作者：高俊茶(1969-)，女，副主任醫(yī)師，博士，主要從事慢性肝病研究。

肝纖維化是由于各種急慢性肝損傷因素如病毒性肝炎、酒精性肝病、某些代謝性疾病、藥物、化學(xué)毒物及寄生蟲病等反復(fù)作用于肝臟，引起肝臟細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)異常沉積、肝細(xì)胞再生、血管增生和肝內(nèi)血管結(jié)構(gòu)重建等病理變化。持續(xù)纖維化可導(dǎo)致終末期肝病的發(fā)生。血管增生是一個(gè)由低氧刺激、依賴于生長因子的生物學(xué)過程〔1〕，在慢性炎癥、損傷修復(fù)、腫瘤發(fā)生發(fā)展、纖維化和門脈高壓等病理生理過程都有參與，與肝纖維化發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，一方面增加肝內(nèi)血管的阻力和門脈壓力，減少肝臟血流灌注；另一方面促進(jìn)門-體側(cè)支循環(huán)的建立，增加內(nèi)臟血流，是肝硬化門脈高壓形成的重要機(jī)制之一〔2〕。

1肝纖維化與血管增生

肝血管增生可分為生理性和病理性，肝部分切除術(shù)和急性肝損傷后多為生理性血管增生，而原發(fā)性肝癌、轉(zhuǎn)移性肝癌和慢性肝病病理性血管增生多見。血管增生程度取決于缺氧的程度及細(xì)胞對低氧誘導(dǎo)因子(HIF)的反應(yīng)〔3〕。

肝纖維化是在各種肝損傷因素反復(fù)作用下引起肝臟的損傷和炎癥，在肝纖維化進(jìn)程中，除持續(xù)存在的肝內(nèi)炎癥、肝細(xì)胞再生和ECM沉積，還存在著血管增生及血管結(jié)構(gòu)的重建〔2〕。呂靖等〔4〕發(fā)現(xiàn)四氯化碳(CCl4)纖維化小鼠肝臟血管具有動(dòng)態(tài)增生現(xiàn)象，且隨著肝纖維化程度加重，微血管的數(shù)目或者微血管密度增加，這種病理性血管增生可能通過上調(diào)HIF1α-血管內(nèi)皮生長因子(vEGF)信號(hào)通路中有關(guān)信號(hào)分子的基因和蛋白表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的〔5〕。Vanheule等〔6〕通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)伴隨著肝纖維化的形成，血管增生明顯。同時(shí)在慢性病毒性肝炎患者肝組織中發(fā)現(xiàn)與血管增生有關(guān)的黏附分子、VEGF、整合素αVβ3和血管生成素血管性血友病因子(vWF)等表達(dá)增加，并伴有明顯的血管增生。而在肝硬化患者，由于纖維間隔形成、肝竇毛細(xì)血管化，致使肝內(nèi)血流阻力增加和肝組織缺氧，刺激HIF分泌引起血管增生及血管的重塑〔7〕。

2參與肝纖維化血管增生的生長因子及受體

2.1VEGF及其受體(VEGFR)VEGF是由兩個(gè)相同的多肽鏈通過二硫鍵交聯(lián)構(gòu)成的同源二聚體糖蛋白，通過與細(xì)胞膜上的受體VEGFR-1、-2、-3結(jié)合，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶磷酸化而發(fā)揮作用。VEGF的主要功能是介導(dǎo)血管生成和血管發(fā)生，它特異性地作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，使之增殖、遷移、管腔形成，并可使毛細(xì)血管通透性增加，是最重要的血管生成因子〔8〕。Karvinen等〔9〕通過基因轉(zhuǎn)染的方法發(fā)現(xiàn)VEGF可促進(jìn)兔骨骼肌組織血管增生、巨噬細(xì)胞浸潤、ECM沉積及纖維化形成。Brodsky等〔10〕發(fā)現(xiàn)在肝硬化早期階段VEGF 表達(dá)增高及微血管數(shù)目增加。而新近研究顯示由VEGF誘導(dǎo)的血管增生在肝硬化門脈高壓、內(nèi)臟高動(dòng)力循環(huán)及門體側(cè)支循環(huán)形成方面具有重要的意義〔11〕。Vanheule等〔6〕發(fā)現(xiàn)隨著肝纖維化進(jìn)展，小鼠肝內(nèi)微循環(huán)發(fā)生障礙，纖維間隔內(nèi)血管增多，VEGF表達(dá)增加，認(rèn)為肝纖維化時(shí)血管增生部分原因可能是由于VEGF作用所致。

2.2血小板衍生生長因子(PDGF)及其受體(PDGFR)PDGF是來源于血小板、分子量為27～ 31 kD的細(xì)胞因子，主要表達(dá)于緊鄰間質(zhì)細(xì)胞的上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等，在肝臟內(nèi)主要由血小板、Kupffer細(xì)胞、竇內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生。PDGF必須與細(xì)胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合后才能發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。PDGFR為分子量為170～180 kD的單鏈跨膜糖蛋白，主要由α和β兩種單體形成二聚體，具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性。當(dāng)受體與配體結(jié)合后激活細(xì)胞內(nèi)酪氨酸殘基而將信號(hào)傳入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)級聯(lián)式放大而發(fā)揮其作用。

PDGF 是目前已知最強(qiáng)的促肝星狀細(xì)胞(HSC)分裂因子，而HSC 是形成肝纖維化的最主要細(xì)胞，它通過促進(jìn)肝星狀細(xì)胞增殖、Ⅰ型和Ⅲ型膠原的合成及上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑等而參與肝纖維的發(fā)生和發(fā)展。研究〔12〕報(bào)道血小板被凝血酶激活后能夠促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的遷移，加入抗PDGF的抗體后這種效應(yīng)減弱，認(rèn)為血管增生成熟與PDGF密切相關(guān)。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)PDGF能夠間接促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的生長和增殖，這種作用是通過細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)途徑，誘導(dǎo)活化的HSC分泌VEGF實(shí)現(xiàn)的。Semela等〔13〕觀察到外源性PDGF可以促進(jìn)體外培養(yǎng)HSC的血管形成及體內(nèi)肝血竇對HSC的覆蓋。Sato等〔14〕觀察到與肌成纖維細(xì)胞共同培養(yǎng)后，在PDGF刺激下微血管內(nèi)皮細(xì)胞可形成毛細(xì)血管索。Brogi等〔15〕證實(shí)PDGF可誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞表達(dá)堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)mRNA。因此，PDGF刺激血管增生可能主要與以下機(jī)制有關(guān)：PDGF可能通過促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等細(xì)胞合成、分泌bFGF，間接刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長，進(jìn)而促進(jìn)血管增生。

2.3肝細(xì)胞生長因子(HGF)HGF具有一定的抗肝損傷和預(yù)防肝纖維化作用，但HGF對細(xì)胞生長具有雙向調(diào)節(jié)作用，一方面它是許多正常上皮細(xì)胞如肝細(xì)胞、腎上皮細(xì)胞等的促有絲分裂劑，能促進(jìn)細(xì)胞生長和抗凋亡作用；另一方面HGF也能抑制許多不同類型的細(xì)胞生長，誘導(dǎo)一些腫瘤細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞凋亡。HGF與其受體(c-Met)結(jié)合引起酪氨酸激酶活化，激活細(xì)胞內(nèi)多個(gè)信號(hào)級聯(lián)，包括磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)、Grb2/Sos/Ras復(fù)合物、Gab-1、磷脂酶C等。通過激活不同信號(hào)通路產(chǎn)生HGF多種生物學(xué)功能如促進(jìn)上皮細(xì)胞生長和分化、血管增生等。Cramer等〔16〕發(fā)現(xiàn)HGF和c-Met mRNA及蛋白在肝細(xì)胞、膽管細(xì)胞、微動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞都有表達(dá)，認(rèn)為HGF的促有絲分裂作用在肝臟可能引起不希望發(fā)生的膽管增生及血管生成。You等〔17〕發(fā)現(xiàn)HGF在腫瘤生長及血管增生中起著重要的作用，體內(nèi)外的研究證實(shí)應(yīng)用阻滯劑阻斷HGF/c-Met信號(hào)通路可以抑制血管生成。郭英華等〔18〕發(fā)現(xiàn)HGF可促進(jìn)大鼠心肌缺血區(qū)域血管增生；新近研究發(fā)現(xiàn)在短暫性阻斷大鼠腦中央動(dòng)脈后局部應(yīng)用HGF，不但促進(jìn)了缺血區(qū)域血管的增生及新突觸形成，而且減少了瘢痕的形成，阻止了腦缺血區(qū)纖維性變化〔16〕。

3HSC在肝纖維化血管增生中的作用

3.1HSC是促血管增生的細(xì)胞Ankoma-Sey等〔20〕在CCl4導(dǎo)致的急性肝損傷動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)VEGF不僅在肝臟的內(nèi)皮細(xì)胞和肝細(xì)胞表達(dá)，而且在間質(zhì)細(xì)胞，尤其是在活化的HSC表達(dá)。對原代HSC研究發(fā)現(xiàn)，隨著HSC活化，VEGF表達(dá)增多。Ishikawa等〔21〕在CCl4所致肝損傷大鼠不同時(shí)間點(diǎn)分離HSC，發(fā)現(xiàn)其高表達(dá)VEGF受體Flt-1和Flk-1。對大鼠和人HSC的研究得到進(jìn)一步證實(shí)，大鼠和人HSC在低氧條件下能夠上調(diào)VEGF的基因轉(zhuǎn)錄水平并分泌VEGF，VEGF受體Flt-1和Flk-1的表達(dá)增高。Novo等〔22〕還發(fā)現(xiàn)在低氧條件下HSC血管腎張素(Ang)-1和受體Tie2顯著增高。Taura等〔23〕對肝纖維化患者及大鼠的研究發(fā)現(xiàn)，低氧能夠刺激HSC轉(zhuǎn)化為具有促血管生成的表型，導(dǎo)致VEGF和Ang-1表達(dá)增加，血管生成增多。

3.2HSC是促血管增生因子的靶細(xì)胞各種促血管生成因子主要通過調(diào)控HSC活性來參與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展，促血管生成因子以HSC為靶細(xì)胞能夠促進(jìn)HSC增殖，Yoshiji等〔24〕發(fā)現(xiàn)VEGF可促進(jìn)HSC增殖。Aleffi等〔25〕發(fā)現(xiàn)HSC在瘦素(LP)作用下VEGF和Ang-1表達(dá)均增加。

4抗血管增生的靶向治療

基于慢性肝損傷、肝纖維化和血管增生之間的密切關(guān)系，靶向病理性血管增生成為慢性肝病、肝纖維化潛在治療靶點(diǎn)。

靶向病理性血管增生可以阻止肝纖維化的進(jìn)展在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)，Wang等〔26〕發(fā)現(xiàn)煙曲霉素的衍生物(TNP)-470，一種半合成的血管增生抑制劑，能夠明顯減少CCl4和二乙基亞硝胺所致的肝纖維化大鼠ECM沉積，使α平滑肌肌動(dòng)蛋白(SMA)陽性細(xì)胞數(shù)顯著減少。體外實(shí)驗(yàn)〔26〕也證實(shí)，TNP-470能夠阻止大鼠HSC增殖，降低細(xì)胞活力，使細(xì)胞阻滯在G1期。Yoshiji等〔24〕應(yīng)用能夠阻斷VEGFR-1和VEGF-2的特異性抗體，干預(yù)CCl4肝纖維化大鼠2 w后，同樣發(fā)現(xiàn)明顯抑制了血管增生，減少α-SMA陽性細(xì)胞及阻止了肝纖維化進(jìn)展。在門脈高壓性大鼠，發(fā)現(xiàn)VEGFR-2抗體減少了血管增生，側(cè)支循環(huán)的建立及內(nèi)臟血流均減少，因而降低了門脈壓力。Sunitinib和Sorafenib是近年來新研發(fā)的多激酶抑制劑，能夠阻斷VEGFR和PDGFR等多種酪氨酸激酶受體而發(fā)揮抑制細(xì)胞增殖和抗血管形成的作用。Tugues等〔27〕從體內(nèi)和體外研究Sunitinib對肝纖維化大鼠及HSC的影響，發(fā)現(xiàn)舒尼替尼減少肝內(nèi)血管生成、減輕炎癥反應(yīng)及肝內(nèi)纖維化，降低門脈壓力，抑制HSC激活。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)舒尼替尼抑制人HSC增殖、膠原合成，認(rèn)為舒尼替尼對肝硬化具有治療作用。Hennenberg等〔28〕也發(fā)現(xiàn)Sorafenib每日60 mg口服治療1 w能夠阻止膽總管結(jié)扎(BDL)大鼠肝組織Rho激酶的表達(dá)，減少肝內(nèi)血管生成，降低門脈壓力而對體循環(huán)血壓無影響。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Sorafenib用藥2 w能夠有效阻斷VEGFR-2，PDGFR-β和Raf激酶信號(hào)途徑，對肝纖維化大鼠產(chǎn)生幾種保護(hù)性作用：減少內(nèi)臟增生血管的生成，內(nèi)臟和體循環(huán)血流顯著減少，門體側(cè)支循環(huán)也明顯減少，從而達(dá)到降低門脈高壓的效果〔29〕。研究發(fā)現(xiàn)Sorafenib能夠減輕肝纖維化，抑制Ⅰ型膠原合成和HSC活化，促使HSC凋亡〔30〕。

盡管抗血管增生治療在肝纖維化動(dòng)物模型和體外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)能夠抑制HSC增殖，阻止肝纖維化進(jìn)展，但是其應(yīng)用于臨床還有一定的距離。Shah等〔31〕指出，Sorafenib用于肝硬化病人有許多方面要考慮，需要考慮的是用藥劑量，藥物副作用，對于肝硬化和門脈高壓患者是否抗血管治療及什么時(shí)機(jī)適合抗血管治療等。近期在治療肝癌時(shí)發(fā)現(xiàn)約有40%病人由于藥物的副作用而被迫中斷治療，主要見于Sunitinib，中斷治療的主要原因是曲張靜脈出血。盡管Sorafenib被證明是相對安全，但是強(qiáng)效的抗血管治療可能導(dǎo)致血管的損傷。因此，抗血管治療應(yīng)該權(quán)衡利弊并持謹(jǐn)慎態(tài)度。

綜上，血管增生既是慢性肝損傷后組織修復(fù)中血管重塑的表現(xiàn)，也與纖維化進(jìn)展及并發(fā)癥的發(fā)生密切相關(guān)，血管增生在不同病因的肝纖維化中普遍存在，慢性肝損傷中表達(dá)上調(diào)的許多細(xì)胞因子同時(shí)促進(jìn)血管生成和HSC活化。研究血管增生在肝纖維化進(jìn)程的病理生理作用，有助于進(jìn)一步闡明肝纖維化進(jìn)展機(jī)制，為尋找治療靶點(diǎn)和從不同靶點(diǎn)研發(fā)不同抗肝纖維化新藥以及并發(fā)癥的治療等多個(gè)方面提供新的治療切入點(diǎn)。

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〔2013-06-19修回〕

(編輯安冉冉/張慧)