TGF-β及PDGF介導(dǎo)的信號(hào)通路在肝纖維化中的作用

涂 奎 綜述，趙禮金 審校

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽胰脾外科，貴州遵義 563099)

·綜述·

TGF-β及PDGF介導(dǎo)的信號(hào)通路在肝纖維化中的作用

涂 奎 綜述，趙禮金△審校

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽胰脾外科，貴州遵義 563099)

肝硬化；轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1；血小板源性生長(zhǎng)因子；信號(hào)通路

人肝纖維化是肝臟在受到各種有害刺激的作用下導(dǎo)致的損傷-修復(fù)反應(yīng)過(guò)程，表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)合成、降解與沉積不平衡，肝內(nèi)結(jié)締組織增生[1]。它不是一個(gè)獨(dú)立的疾病，而是由各種原因包括病毒性、自身免疫性、藥源性、膽汁淤積、代謝異常及先天性肝疾病等引起的共同病理過(guò)程[2-4]，在炎性和細(xì)胞因子的作用下，直接或間接的刺激肝星狀細(xì)胞(HSC)，HSC活化、合成過(guò)多的細(xì)胞外基質(zhì)在肝內(nèi)沉積最終致肝纖維化的形成[5]，本文就導(dǎo)致肝纖維化中兩個(gè)主要炎性因子：轉(zhuǎn)化因子β(TGF-β)及血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)所涉及的主要細(xì)胞信號(hào)通路進(jìn)行綜述。

1 TGF-β-Smad/MAPK信號(hào)通路

TGF-β是由至少30多種細(xì)胞因子組成的細(xì)胞因子超家族，在肝內(nèi)可由多種細(xì)胞通過(guò)旁分泌或自分泌的方式形成，包括HSC、Kupffer 細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞等。TGF-β1作為TGF-β家族中的重要組成成員，在肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，在肝損傷早期，TGF-β1主要由Kupffer 細(xì)胞釋放，在肝損傷晚期，主要由HSC釋放。在巨噬細(xì)胞活化因子(IFN2γ)、內(nèi)毒素(LPS)、TNF2α、PDGF、疏水性膽鹽等炎性因子的作用下，TGF-β1形成細(xì)胞活化并活成釋放TGF-β1[6]，其中LPS及疏水性膽鹽結(jié)合Kupffer細(xì)胞、激活Kupffer細(xì)胞的可能信號(hào)通路如下：LPS與血清中LPS結(jié)合蛋白結(jié)合,再與Kupffer細(xì)胞表面CD14 受體相互作用,通過(guò)TOLL樣受體4，然后將信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)[7],進(jìn)一步激活NF2κB，NF2κB被激活后轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),調(diào)節(jié)下游多種細(xì)胞因子基因的表達(dá),尤其是TGF-β1及PDGF[8-9]。

疏水性膽鹽(HBS)結(jié)合疏水性膽鹽受體(TGR5)-激活調(diào)控因子JNK-增加轉(zhuǎn)錄因子ETS1表達(dá)-整合素ανβ6表達(dá)增加-結(jié)合TGFβ-TGFβ1表達(dá)增加。而TGF-β1是目前公認(rèn)的最強(qiáng)的致纖維化細(xì)胞因子[10],不僅能促進(jìn)HSC的增殖及肝纖維化相關(guān)膠原的分泌，還可促進(jìn)肝細(xì)胞、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞、Kupffer細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等合成和分泌TGF-β1、EGF 等促纖維化細(xì)胞因子，進(jìn)一步激活HSC，促進(jìn)ECM 分泌[11]。PDGF是目前發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的激活因子，對(duì)HSC有強(qiáng)烈的趨化作用[12]，也是HSC活化的標(biāo)志之一[13]。TGF-β1在合成與分泌的初始均以無(wú)活性的形式存在，其活化主要受其前體潛在相關(guān)肽(LAP)調(diào)節(jié)，當(dāng)活化的TGF-β1與LAP結(jié)合后便失去其生物學(xué)功能[14]。當(dāng)活化的TGF-β1與其受體TGF-β1Ⅰ型受體(TβRⅠ)結(jié)合后，磷酸化TβRⅠ，磷酸化后的Tβ RⅠ能激活Tβ RⅠ自身的磷酸化酶活性，進(jìn)一步磷酸化Smad 2/3，這些被磷酸化的Smad 2/3 和Smad 4 結(jié)合形成復(fù)合物并轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核，調(diào)節(jié)特異性靶基因，如膠原基因等的表達(dá)[15]。TGF-β1的另一條下游信號(hào)通路是通過(guò)P38MAPK通路實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)TGF-β1與其表面受體結(jié)合后，P38MAPK以保守的三級(jí)激酶級(jí)聯(lián)形式激活[16]，使其下游因子如ATF磷酸化，增加相關(guān)基因的結(jié)合能力及轉(zhuǎn)錄活性，起血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子分泌增強(qiáng)、肝內(nèi)血管增生，從而導(dǎo)致肝竇毛細(xì)血管化[17-18]。TGF-β1的兩條信號(hào)通路之間并非是獨(dú)立的，彼此之間存在對(duì)話，其中ATF-2 是TGF-β1介導(dǎo)的MAPK 和Smads 兩條信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的共同通路[19]。有研究證實(shí)P38MAPK信號(hào)通路亦是TGF-β1依賴的血管緊張素Ⅱ促進(jìn)HSC分泌TGF-β1的重要信號(hào)通路[20-22]。

2 PDGF信號(hào)通路

PDGF是一種重要的有絲分裂源，主要存在于血小板、上皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及單核細(xì)胞中，在肝內(nèi)主要由血小板、Kupffer細(xì)胞、竇內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生，是目前發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的激活因子，對(duì)HSC有強(qiáng)烈的趨化作用[12]，也是HSC活化的標(biāo)志之一[13],其有5種同分異構(gòu)體，分別為PDGF-AA、PDGF-AB、PDGF-BB、PDGF-CC、PDGF-DD，其中PDGF-BB是最強(qiáng)的有絲分裂因子，PDGF-DD次之[12]。PDGF通過(guò)多條信號(hào)通路促進(jìn)HSC的增殖，膠原纖維的形成及對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑表達(dá)的上調(diào)[23]。

2.1 Ras/ERK信號(hào)通路 Ras蛋白是一種小分子的三磷酸鳥苷(GTP)酶蛋白，具有催化GTP分解為GDP的活性,將細(xì)胞外信號(hào)傳遞到胞內(nèi)。ERK是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，能磷酸化含有絲氨酸/蘇氨酸結(jié)構(gòu)的底物，兩者組成的Ras/ERK信號(hào)通路是MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一條重要通路。當(dāng)PDGF與細(xì)胞表面相應(yīng)蛋白酪氨酸激酶受體結(jié)合后，受體上的酪氨酸殘基磷酸化→結(jié)合含有SH2結(jié)構(gòu)域的生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2(Grb2) →結(jié)合Ras蛋白，在膜下形成PDGFR、Grb2、Ras蛋白復(fù)合體，Ras蛋白在熱休克蛋白的作用下釋放GDP結(jié)合一份子磷酸形成GTP，Ras蛋白被激活，激活后的Ras蛋白啟動(dòng)MAPK三級(jí)激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終激活ERK,活化的ERK轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核中,磷酸化Ets-1、c-jun、c-fos和c-myc的轉(zhuǎn)錄因子及許多調(diào)控細(xì)胞周期的蛋白，促使HSC從G1期進(jìn)入S 期并增殖，從而導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生及發(fā)展。Ras/ERK信號(hào)通路也同時(shí)參與了結(jié)締組織生長(zhǎng)因子及內(nèi)皮素所介導(dǎo)的肝纖維化[24-25]。

2.2 磷酯酰肌醇3 激酶(PI3K)信號(hào)通路 PI3K是一類能特異性催化磷酯酰肌醇第3位羥基磷酸化，產(chǎn)生具有第二信使作用的肌醇脂物質(zhì)的激酶[26]。與Ras/ERK信號(hào)通路相似，PDGF均需與細(xì)胞表面具有磷酸化且含有SH2結(jié)構(gòu)域的酪氨酸殘基受體結(jié)合后，才能激活PI3K，活化的PI3K磷酸化PIP2 以生成PIP3，PIP3 作為第二信使與AktN 端的PH 結(jié)構(gòu)域結(jié)合，使得Akt從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)位到細(xì)胞膜上，定位于磷酸肌醇依賴性酶1(phosphoinositdedependentkinase1，PDK1) 和PDK2 附近。在PDK1與PDK2的參與下，Akt磷酸化而被激活，進(jìn)而正性調(diào)控細(xì)胞周期，促進(jìn)細(xì)胞周期從G1到S期的轉(zhuǎn)換、HSC增殖，加強(qiáng)HSC細(xì)胞膠原合成等[27-28]。PI3K信號(hào)通路同時(shí)介導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體表達(dá)[29]，促進(jìn)新生血管的形成、肝竇毛細(xì)血管化、肝纖維化形成。

2.3 磷酯酰肌醇3 激酶(JAK/STAT)信號(hào)通路 JAK/STAT信號(hào)通路是JAK(Janus 激酶，胞漿內(nèi)的一類非受體型可溶性酪氨酸蛋白激酶)通過(guò)與STAT(一類既具有信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能又有轉(zhuǎn)錄活化功能的胞漿蛋白)信號(hào)相偶聯(lián)，與靶基因DNA 結(jié)合后調(diào)控轉(zhuǎn)錄的一信號(hào)通路，它廣泛參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡及炎癥等過(guò)程，是眾多細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要途徑。在肝纖維化過(guò)程中，PDGF與受體結(jié)合并激活胞質(zhì)內(nèi)的JAK，活化的JAK能使底物STAT磷酸化并以SH2結(jié)構(gòu)域與之結(jié)合形成二聚體，形成的二聚體進(jìn)入細(xì)胞核激活靶基因轉(zhuǎn)錄從而引起HSC的增殖[30]。JAK/STAT信號(hào)通路同時(shí)也參與調(diào)節(jié)瘦素所介導(dǎo)的金屬蛋白酶組織抑制劑的表達(dá)[31]及IL-4誘導(dǎo)的LX-2Ⅰ型膠原基因的表達(dá)[32]，最終導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的沉積、肝纖維化形成。

3 小結(jié)

肝臟纖維化是多種病因多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑導(dǎo)致的一病理結(jié)果，除了TGF-β及PDGF所介導(dǎo)的主要信號(hào)通路外，還包括Rho-ROCK 信號(hào)通路、NF-JB信號(hào)通路、VitA類信號(hào)通路、整合素信號(hào)通路、Wnt信號(hào)通路等已知及尚待明確的信號(hào)機(jī)制，這些信號(hào)通路構(gòu)成了錯(cuò)綜復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò)，肝纖維化是他們彼此相互滲透及相互作用的結(jié)果，它們之間興許存在某一共同信號(hào)樞紐，如在PDGF所介導(dǎo)的信號(hào)通路中，具有了某些共同的特點(diǎn)：作為PDGF的受體，都需含有酪氨酸蛋白激酶，在通路的信號(hào)分子中，都需要一個(gè)SH2結(jié)構(gòu)域作為連接點(diǎn)，這為肝纖維化的防治提供了理論依據(jù)。

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涂奎(1989-),住院醫(yī)師,碩士,主要從事肝膽管纖維化研究。△

,E-mail：386421696@qq.com。

10.3969/j.issn.1671-8348.2015.04.042

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