基質(zhì)金屬蛋白酶-13及星狀細(xì)胞的研究進(jìn)展

扶小華，田 猛綜述， 戴 東審校

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，廣東 湛江524023；2.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 肝膽外科，廣東 湛江 524001)

基質(zhì)金屬蛋白酶-13及星狀細(xì)胞的研究進(jìn)展

扶小華1，田 猛1綜述， 戴 東2審校

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，廣東 湛江524023；2.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 肝膽外科，廣東 湛江 524001)

肝纖維化是由實(shí)質(zhì)性損傷引起的炎癥所導(dǎo)致。未經(jīng)積極治療的肝纖維化最終將發(fā)展為肝硬化甚至有相當(dāng)高的轉(zhuǎn)變?yōu)楦渭?xì)胞癌的風(fēng)險(xiǎn)[1]。肝星狀細(xì)胞(HSC)在整個過程中起著非常重要的作用，因?yàn)榛罨腍SC是肝內(nèi)產(chǎn)基質(zhì)肌纖維母細(xì)胞的主要來源。當(dāng)組織損傷時，這些活化的產(chǎn)基質(zhì)肌纖維母細(xì)胞具有高度增生性、遷移及合成細(xì)胞外基質(zhì)能力，包括Ⅰ型和Ⅲ型膠原，后者在肝纖維化過程中最為關(guān)鍵。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化是指上皮細(xì)胞在一些病理因素的作用下，失去其原有特征，形態(tài)學(xué)發(fā)生改變，獲得了浸潤性和游走遷移能力，具備間質(zhì)細(xì)胞形態(tài)和特征性的細(xì)胞。這一過程影響細(xì)胞外基質(zhì)的合成，也參與纖維化的發(fā)生。肝纖維化是肝硬化過程中重要環(huán)節(jié)，目前觀點(diǎn)認(rèn)為肝硬化是不可逆的，肝纖維化是可以逆轉(zhuǎn)的，而在整個逆轉(zhuǎn)的過程中，基質(zhì)鑫屬蛋白酶-13(MMP13)及HSC發(fā)揮著重要作用。

1 MMP13在肝纖維化中的作用

肝纖維化是由于細(xì)胞外基質(zhì)取代正常肝組織，這些基質(zhì)包括纖維性膠原，層粘連蛋白，粘連蛋白。纖維性組織主要由受到持續(xù)性損傷刺激而轉(zhuǎn)化成肌纖維母樣細(xì)胞的活化的HSC所產(chǎn)生的。HSC不僅引起肝臟纖維化的進(jìn)展，也能通過產(chǎn)生許多如基質(zhì)金屬蛋白酶這樣的酶類來減輕肝纖維的進(jìn)展。纖維化的嚴(yán)重性取決與MMPs與組織抑制因子(TIMP)之間的平衡[1]。在眾多的MMPs中，MMP13在肝纖維化中是主要的膠原酶及細(xì)胞外基質(zhì)分解的關(guān)鍵因素。在肝組織內(nèi)，MMPS在分解和抑制細(xì)胞外基質(zhì)成分的有著重要的作用[2]。在生理狀態(tài)下，MMPs主要受TIMP在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上的調(diào)節(jié)，MMP1和MMP13是分解膠原的主要酶類，主要分解Ⅰ、Ⅱ 和Ⅲ型膠原[3]。有研究[4]表明在肝臟損傷早期， MMP13的表達(dá)是成明顯上升趨勢，但隨著后期病情的逐漸進(jìn)展，MMP13的表達(dá)則出現(xiàn)逐漸下降隨著外源性MMP13的表達(dá)增強(qiáng)，MMP9，MMP2的表達(dá)也隨之增強(qiáng)。MMP13的表達(dá)增強(qiáng)引起整個MMP系統(tǒng)呈瀑布式反應(yīng)，表明MMP13是最為關(guān)鍵的一個因素。MMP13的表達(dá)可以增強(qiáng)HGF的表達(dá)，引起下游信號受體c-met和TNF-α的表達(dá)增強(qiáng)，促進(jìn)肝臟組織再生。Kim E J等[2]將外源性MMP13基因注入纖維化鼠模型后，發(fā)現(xiàn)血漿AST水平很快得到回復(fù)，同時I型膠原的沉積明顯減少。表明抗肝纖維化的靶向分子就是MMP13。Abe H等[1]發(fā)現(xiàn)通過動態(tài)注入外源性MMP13基因，其可以得到持續(xù)性的表達(dá)，對肝纖維化有著明顯的保護(hù)作用。目前眾多研究結(jié)果表明MMP13對肝纖維化的保護(hù)作用比較明確，由于靶向肝組織大多數(shù)都有乙肝、丙肝或其他炎癥性肝病，藥物治療所帶來的副損傷不可避免。這時，通過門靜脈或是動脈向肝組織內(nèi)靶向注入外源性DNA并使其有效表達(dá)，實(shí)現(xiàn)靶向精準(zhǔn)治療就成為一種安全有效的方法。

2 HSC與miRNA之間相互作用

miRNA是人類染色體中大約長20-23個核苷酸構(gòu)成的非編碼蛋白質(zhì)核算序列，人類染色體大約編碼1000種miRNA在人體各種組織器官中以特定的形式表達(dá)，每一種都有著大量的潛在靶向位點(diǎn)，因此其在整個基因調(diào)節(jié)過程中尤為重要。近年來研究發(fā)現(xiàn)不同的miRNA在肝纖維化過程中的作用也不同，肝纖維化的進(jìn)展與這些基因表達(dá)的異常有一定關(guān)系。在HSC由靜止轉(zhuǎn)為活化過程中，基因表達(dá)出現(xiàn)異常，特定的改變并不明確[5]。

2.1 肝纖維化發(fā)生時miRNA表達(dá)規(guī)律

在肝纖維化進(jìn)程中，不同的miRNA的表達(dá)水平有的增高，有的則降低或抑制。綜合眾多研究結(jié)果，在纖維化發(fā)生或HSC發(fā)生活化，增殖，遷移的變化時體內(nèi)具有保護(hù)性的miRNA表達(dá)水平出現(xiàn)降低，而一些升高的miRNA則對肝纖維化進(jìn)展起促進(jìn)作用。所以探明其發(fā)生的機(jī)制就尤為重要，可以為肝纖維化的診療提供更加充分，完整的理論依據(jù)。

2.2 具有保護(hù)性miRNA及其機(jī)制

一項(xiàng)研究[6]發(fā)現(xiàn)許多丙肝患者體內(nèi)及hsc活化初期階段，miRNA29迅速且顯著降低，促進(jìn)其表達(dá)后，肝炎病毒數(shù)量減少。在使用TGF-β刺激后HSC miRNA29的數(shù)量顯著下調(diào)，但肝細(xì)胞中卻沒有這種結(jié)果，表明TGF-β信號通路是丙肝病毒感染下調(diào)miRNA29的一個機(jī)制。miRNA29主要是影響HSC增殖和膠原的形成，而不影響a-SMA 的表達(dá)。在Li J等[7]研究中發(fā)現(xiàn)，miRNA-29a的過表達(dá)可以顯著抑制多種細(xì)胞外基質(zhì)基因的表達(dá)。有研究[8]發(fā)現(xiàn)促進(jìn)miR-335表達(dá)可以減少HSC的遷移活動及a-SMA和1型膠原的形成。TNC可以促進(jìn)HSC的遷移，miR-335正是通過抑制TNC的表達(dá)從而達(dá)到抑制HSC的作用。Tu X L等[9]發(fā)現(xiàn)促進(jìn)miRNA101表達(dá)可以明顯抑制肝細(xì)胞和HSC的TGF-β信號通路。 KLF6及TGFB是miRNA101的作用靶點(diǎn)。miRNA101可以抑制TGF-β1，PDGF,CTGF,TIMP-1及1型膠原的表達(dá)，對HSC有去活化作用，從而發(fā)揮抑制肝纖維化的作用。有研究[10]發(fā)現(xiàn)miRNA 19b在肝纖維化患者體內(nèi)降低大約80%。對TGF-β具有負(fù)性調(diào)節(jié)用，降低下游膠原靶基因TGFβRII的產(chǎn)生。增強(qiáng)其表達(dá)能夠?qū)Β裥湍z原有明顯抑制作用，同時抑制 α-SMA的產(chǎn)生，對HSC分化具有調(diào)節(jié)作用。MiR-146a-5p主要作用Wnt1 和Wnt5a從而發(fā)揮作用。在HeYong等[11]發(fā)現(xiàn)miR-146a抑制HSC的增殖主要是促進(jìn)凋亡而不是單純的對細(xì)胞周期的抑制。SMAD4是miR-146a的作用靶點(diǎn)， miR-146a對SMAD4的調(diào)節(jié)主要是轉(zhuǎn)錄后抑制。2.3 促進(jìn)纖維化的miRNA及其機(jī)制

在肝纖維化的進(jìn)程中，升高的miRNA對纖維化有促進(jìn)作用。研究[12]發(fā)現(xiàn)miR-214-5p在肝纖維化人和鼠體內(nèi)表現(xiàn)出上升，尤其在活化HSC中比肝細(xì)胞中顯著升高，在進(jìn)展期肝硬化患者體內(nèi)要比輕度肝硬化體內(nèi)的水平明顯增高。miR-222的表達(dá)升高導(dǎo)致PPP2R2A降低繼而引起去磷酸化作用的缺失最終引起Akt信號通路的活化。Wang B C等[13]發(fā)現(xiàn)miR-181b可以促進(jìn)HSC的生長，其促進(jìn)細(xì)胞增殖主要是增加S期的細(xì)胞數(shù)量。P27作為細(xì)胞周期的一個關(guān)鍵性抑制劑，是miR-181b的一個直接靶基因，miR-181b直接抑制P27的表達(dá)。在肝硬化患者體內(nèi)181b的血清水平呈現(xiàn)明顯增高，因此miR-181b可以作為一個診斷學(xué)標(biāo)志。

3 展望

肝纖維化嚴(yán)重影響人類生存質(zhì)量，藥物治療存在著許多弊端。MMP13和HSC在逆轉(zhuǎn)肝纖維化的作用已比較明確。隨著研究的進(jìn)展，分子靶向治療技術(shù)越來越成熟，對肝纖維化過程中表達(dá)異常的miRNA及其作用機(jī)制的探索，越來越多的機(jī)理被探明。在未來將可以對患者實(shí)施外源性保護(hù)基因注入，促進(jìn)保護(hù)性miRNA的表達(dá)，抑制促進(jìn)肝纖維化發(fā)展的miRNA表達(dá)等一系列靶向治療，從而提高治療效果。

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