肝星狀細胞活化功能論文

時間:2022-07-16 08:39:00

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肝星狀細胞活化功能論文

摘要:肝星狀細胞活化增殖細胞外基質(zhì)基質(zhì)金屬蛋白酶細胞因子細胞收縮

80年代初,Knook等[1用膠原酶、鏈酶蛋白酶原位循環(huán)灌注法首先成功地分離了大鼠肝星狀細胞(舊稱貯脂細胞),從此人們開始了肝星狀細胞的體外探究。隨著細胞學、分子生物學等基礎醫(yī)學科學的發(fā)展和應用,人們對肝星狀細胞的探究和熟悉不斷深入。目前認為,肝星狀細胞是肝纖維化細胞外基質(zhì)的主要來源細胞,肝星狀細胞活化是肝纖維化形成的關鍵[2,3,而肝星狀細胞活化是一個形態(tài)、功能等改變的復雜過程。本文將近年來有關肝星狀細胞活化的重要功能改變的探究進行綜述。

1肝星狀細胞活化

迄今,肝星狀細胞活化尚無一個確切的定義。但它的主要特征是維生素A脂滴減少甚至消失,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增加,細胞增大,向肌成纖維樣細胞轉化,表達平滑肌α-肌動蛋白,增殖明顯,合成大量細胞外基質(zhì)等[4。肝纖維化時,四氯化碳(CC14)誘導肝損傷3周后[5及從正常人或其他動物分離的原代培養(yǎng)7天后的肝星狀細胞或傳代的肝星狀細胞基本具有上述特征,這些細胞被認為是活化的肝星狀細胞。一般認為,肝星狀細胞活化可分為兩個步驟摘要:(1)啟動摘要:對促增生和纖維化的細胞因子反應增強。(2)后續(xù)活化摘要:對細胞外微環(huán)境變化反應加劇。由于炎癥反應在肝星狀細胞活化中起重要功能,因此,近年來有人將肝星狀細胞活化分為炎癥前期、炎癥期、炎癥后期[3。很多因素參和肝星狀細胞活化的調(diào)節(jié),其中細胞因子起主要功能。

2肝星狀細胞活化的功能改變

2.1細胞增殖

細胞增殖是肝星狀細胞活化的重要特征之一。Davis等[6觀察了原代培養(yǎng)的肝星狀細胞增殖情況,發(fā)現(xiàn)新分離的細胞培養(yǎng)7天后才開始分裂、增殖,同時伴有維生素A脂滴減少,并發(fā)現(xiàn)傳代肝星狀細胞增殖活躍。Shiratori等[7分離了CC14誘導的實驗性肝纖維化大鼠和正常大鼠的肝星狀細胞,結果兩者的細胞得率分別為(2.3±0.8)×106和(1.2±0.37)×106個/克肝組織,肝纖維化大鼠的肝星狀細胞顯著多于正常大鼠。肝星狀細胞活化增殖的機制不明,一些具有促分裂功能的細胞因子可能起重要功能。據(jù)報道,內(nèi)皮生長因子、成纖維細胞生長因子、內(nèi)皮素、胰島素樣生長因子、血小板源生長因子(PDGF)等能促進肝星狀細胞增殖,其中PDGF是使肝星狀細胞增殖最有效的細胞因子[8。PDGF分為三個亞型,即PDGF-AA、PDGF-AB、PDGF-BB,而以PDGF-BB對肝星狀細胞增殖功能最強。其機制可能為,PDGF和相應受體結合后激活磷脂酶C,促進磷脂肌醇二磷酸生成二酰甘油和1,4,5-二磷酸肌醇,二酰甘油激活蛋白激酶C,后者活化Na+/H+離子流交換,細胞內(nèi)pH值升高,細胞內(nèi)的堿性化是某些RNA轉錄和蛋白質(zhì)合成的必要條件之一。蛋白激酶C還可使許多蛋白質(zhì)磷酸化,從而實現(xiàn)對細胞增殖的調(diào)節(jié),而1,4,5-三磷酸肌醇可引起細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中Ca2+的釋放,增加細胞內(nèi)Ca2+濃度,加快細胞內(nèi)DNA合成和有絲分裂,促進細胞從G1期向S期轉化。

2.2合成大量細胞外基質(zhì)

正常情況下,肝星狀細胞合成一定量的細胞外基質(zhì),合成的膠原蛋白有Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ型;粘性蛋白有板層素、纖維連接蛋白、內(nèi)皮素、腱蛋白、波浪蛋白、分區(qū)蛋白;蛋白多糖有透明質(zhì)酸等。其中膠原以Ⅲ、Ⅳ型為主,而Ⅰ型較少。肝纖維化時大量細胞外基質(zhì)在Disse間隙沉積,而肝星狀細胞是肝纖維化細胞外基質(zhì)的主產(chǎn)細胞,提示肝星狀細胞活化能合成大量細胞外基質(zhì)。肝纖維化時Disse間隙的大量細胞外基質(zhì)以膠原為主,尤以Ⅰ型膠原為主,因此對Ⅰ型膠原的探究較多。Shiratori等[7以3H-脯氨酸摻入法測定肝星狀細胞的膠原合成,結果從正常大鼠分離的肝星狀細胞膠原合成為天天(2930±728)cpm/3×106個細胞,而CC14誘導的肝纖維化大鼠的肝星狀細胞膠原合成為天天(18539±429)cpm/3×106個細胞。Ikeda等[9發(fā)現(xiàn)肝纖維化模型大鼠肝星狀細胞合成的膠原是正常大鼠的2.7倍。Weiner[10測定了新分離及培養(yǎng)7天的肝星狀細胞的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型mRNA,結果表明,培養(yǎng)7天的肝星狀細胞的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型mRNA分別為新分離的肝星狀細胞的17、3、2.6倍。有人發(fā)現(xiàn)人肝星狀細胞活化時Ⅰ型膠原mRNA為靜止時的60~70倍[11。肝星狀細胞活化合成大量細胞外基質(zhì)的機制尚不明了。一方面可能和其增殖、細胞數(shù)量增加有關;另一方面也可能和單個肝星狀細胞合成細胞外基質(zhì)的能力增強有關。近年有人[12認為,轉化生長因子-β對刺激肝纖維化細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生起關鍵功能。

2.3產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶

正常情況下,Disse間隙含有Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和蛋白多糖組成的基底膜。肝纖維化時大量細胞外基質(zhì)在Disse間隙沉積,這不僅和細胞外基質(zhì)合成增加有關,而且和細胞外基質(zhì)降解異常也密切相關。和細胞外基質(zhì)降解有關的酶系主要為金屬基質(zhì)蛋白酶,可分為四個亞型摘要:(1)膠原酶;(2)明膠酶;(3)基質(zhì)溶酶;(4)其他。Arthur等[13探究了原代培養(yǎng)人肝星狀細胞的明膠酶A(分子量為63kD)產(chǎn)生情況,結果發(fā)現(xiàn),新分離的肝星狀細胞幾乎測不到明膠酶AmRNA表達,但隨著肝星狀細胞的活化,其明膠酶AmRNA表達明顯增加。Vyas等[14發(fā)現(xiàn),原代培養(yǎng)活化的肝星狀細胞釋放基質(zhì)溶酶(分子量為57kD)。Herbst等[15發(fā)現(xiàn),基質(zhì)溶酶mRNA轉錄水平在正常肝臟較低,而在CC14誘導的肝損傷中明顯增高。但肝星狀細胞活化對間質(zhì)膠原酶(一種膠原酶)產(chǎn)生似乎無明顯影響。原位雜交探究表明,正常肝臟和纖維化肝臟的間質(zhì)膠原酶mRNA表達均很低或缺乏[16。

2.4分泌趨化因子、細胞因子

趨化因子可引起白細胞在損傷部位的聚集,而白細胞向肝小葉的聚集能加速肝纖維化的進程。肝星狀細胞活化可分泌一些趨化因子。巨噬細胞炎癥蛋白-2(MIP-2)是一種重要的趨化因子,Sprenger等[17用腫瘤壞死因子(TNF)-α作為刺激因素用酶聯(lián)免疫吸附法測定了培養(yǎng)的肝星狀細胞上清液的MIP-2,結果顯示,活化的肝星狀細胞顯著高于培養(yǎng)早期的肝星狀細胞。單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)是一種誘發(fā)單核細胞趨化和活化的因子,Marra等[18發(fā)現(xiàn),慢性活動性肝炎患者的肝臟MCP-1明顯高于正常人。肝星狀細胞活化還能表達或分泌轉化生長因子-β、TNF-α、肝細胞生長因子、成纖維細胞因子、白介素-6等細胞因子[3。

2.5細胞收縮

(1)肝星狀細胞位于肝竇內(nèi)皮細胞和肝細胞之間的Disse間隙內(nèi),就解剖位置而言,類似組織的外膜細胞;(2)肝星狀細胞表達肌細胞所具有的中間絲、結蛋白;(3)在某些情況下表達平滑肌α-肌動蛋白。這些因素決定了肝星狀細胞的收縮功能。Bockey等[19發(fā)現(xiàn),肝星狀細胞只有活化后才收縮,有關機制尚不明了。探究表明,肝星狀細胞表達內(nèi)皮素受體[20。內(nèi)皮素可引起活化的肝星狀細胞收縮,可能機制為內(nèi)皮素和其受體結合,引起細胞內(nèi)Ca2+含量增加,增加的Ca2+和鈣調(diào)蛋白結合,后者激活肌球輕鏈激酶,引起收縮蛋白如肌動蛋白、肌漿蛋白的收縮[21。

3肝星狀細胞活化功能改變的意義

肝星狀細胞活化合成大量細胞外基質(zhì)是肝纖維化形成的直接原因。肝星狀細胞活化增殖、數(shù)量增加,從而增加細胞外基質(zhì)的合成。肝星狀細胞活化時其細胞外基質(zhì)降解酶合成異常,一方面不能正常地降解細胞外基質(zhì),導致細胞外基質(zhì)增加;另一方面基質(zhì)的異常代謝可引起靜止的肝星狀細胞活化,活化的肝星狀細胞產(chǎn)生的趨化因子、細胞因子可通過自分泌或旁分泌途徑使靜止的肝星狀細胞活化,從而產(chǎn)生大量細胞外基質(zhì)。細胞外基質(zhì)增加、肝星狀細胞數(shù)量增加以及肝星狀細胞的收縮使竇腔狹窄限制肝竇血流,有助于門脈高壓形成。

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