循分子机制,把握抗肝纤维化的关键

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循分子机制,把握抗肝纤维化的关键
复旦大学附属中山医院消化科     王吉耀


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    肝纤维化是慢性肝病向肝硬化发展的中间环节,其实质是细胞外基质(ECM)过度沉积。肝星形细胞(HSC)经历由原来的静止状态表型转化为肌成纤维样细胞表型的“活化”过程,之后产生大量的ECM,这也正是导致肝纤维化的ECM的主要来源。因此,HSC活化是肝纤维化的中心事件。

    　　因此,我们以肝纤维化细胞分子机制为基础,为寻找有效的肝纤维化干预措施进行了积极探索。目前的研究表明,HSC靶向给药是肝纤维化治疗成功的关键,转化生长因子β(TGF-β)、肝细胞生长因子(HGF)、金属蛋白酶组织抑制因子-1(TIMP-1)以及促血管生成分子等是可供选择的抗肝纤维化靶点。此外,甘草酸具有明确抗肝纤维化作用,是目前临床抗肝纤维化治疗中可供选择的有效药物。



    肝星形细胞靶向给药载体的构建

    　　HSC在肝纤维化发生机制中居于核心地位,但其数量少、位置特殊、缺乏特异性受体,这些特点都制约了抗肝纤维化药物的靶向性和疗效。因此,我们选择了活化HSC表面表达的Ⅵ型胶原受体,通过设计合成与之相配的含有精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸(Arg-Gly-Asp,RGD)的环形多肽,作为外源性配基,并与长循环脂质体耦联,构建具有HSC高效靶向性的、由RGD序列环肽介导的主动靶向长循环脂质体载药系统。

    　　体内外研究显示,经主动靶向脂质体携带干扰素治疗的大鼠肝功能指标、血清肝纤维化指标、肝羟脯氨酸含量和肝脏组织学改变,均较常规单纯干扰素治疗组明显改善,这表明主动靶向脂质体携带干扰素具有更强的靶向性和抗肝纤维化效果。

    　　新型HSC主动靶向脂质体载药系统的研制,为的是达到可携带药物高效靶向治疗肝纤维化的目的,为今后携带有效药物及基因片段治疗肝纤维化,提供了强有力的工具。

   

    中药甘草酸抗肝纤维化

    　　甘草酸是传统中药甘草中最主要的活性成分,我们最早在国内开展的甘草酸治疗慢性肝炎的随机对照研究表明,其具有抗炎、降酶、抗病毒等功能。之后,我们进行了甘草酸抗肝纤维化作用的研究,结果显示甘草酸能抑制大鼠的HSC和四氯化碳(CCl4)诱导肝纤维化大鼠肝脏的Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA的表达,上调间质胶原酶mRNA的表达,显著改善CCl4等肝毒性损伤后的肝脏病理变化。

    　　甘草酸可通过抑制慢性肝损伤大鼠肝脏内核转录因子κB(NF-κB)结合活性,起到抗纤维化作用。我们还采用基因芯片技术分析甘草酸治疗前后基因差异表达,发现在CCl4诱导大鼠肝纤维化过程中,Smurf2、FGG、CYP2D6、PTAFR等基因表达发生变化,而甘草酸治疗会对这些异常表达基因产生影响。体内外的进一步研究提示,通过调控Smurf2基因的转录来影响TGF-β/Smad信号传导,可能是甘草酸抗肝纤维化作用的分子机制之一。

    　　甘草酸抗肝纤维化机制的阐明, 为甘草酸用于临床抗肝纤维化提供了依据,推动了甘草酸在临床抗肝纤维化中的应用。

   

    抗肝纤维化靶点的选择

    肝细胞生长因子

    　　HGF具有促进肝组织再生等作用,临床主要用于肝功能衰竭的治疗,研究显示其具有潜在的抗肝纤维化作用,但具体机制仍不清楚。

    　　我们将HGF基因导入发生肝纤维化(通过结扎胆总管诱导形成,BDL)大鼠,显示HGF具有明显的抗纤维化作用,可抑制BDL肝纤维化大鼠TGF-β1的表达,并可阻止肌成纤维样细胞活化。

    　　研究还提示,HGF通过阻止胆管上皮细胞向肌成纤维样细胞表型转化而发挥抗肝纤维化作用。

    　　这一发现不仅完善了胆汁性肝纤维化发生机制,而且有助于阐明HGF抗肝纤维化的细胞分子机制。

    转化生长因子β

    　　TGF-β1是目前已知作用最强的纤维化促进因子,主要通过膜受体发挥作用,而Ⅰ型受体(TβR Ⅰ)、Ⅱ型受体(TβR Ⅱ) 在传导TGF-β1作用的信号通道中起主要作用,两者缺一不可。

    　　在我们的研究中,运用分子生物学技术,通过抑制TβR Ⅰ和TβRⅡ,可抑制肝组织内TGF-β1表达,降低羟脯氨酸含量,从而减少Ⅰ、Ⅲ型胶原的沉积,并促进肝脏病理变化得到一定程度的改善。研究表明TGF-β是可供选择的有效抗纤维化的靶点之一。

    　　金属蛋白酶组织抑制因子-1与基质金属蛋白酶

    　　在肝纤维化进程中,TIMPs表达增高,抑制基质金属蛋白酶(MMPs)活性,从而造成ECM降解不足。

    　　我们首先通过外源基因的导入增加间质胶原酶的表达,虽然对胶原的降解有所促进,但并未使肝纤维化得以显著逆转,这提示在体内胶原酶活性的变化未发生数量上的变化,是影响胶原降解的主要因素。

    　　我们在研究中,运用分子生物学技术显著抑制活化的HSC中以及大鼠肝脏中TIMP-1 表达,释放了间质胶原酶活性,减少HSC中Ⅰ、Ⅲ型胶原含量。同时,通过释放肝组织间质胶原酶的活性,可减少羟脯氨酸含量,促进Ⅰ、Ⅲ型胶原的降解,并促进肝脏病理形态得到改善。这表明TIMP-1是可选择的有效抗纤维化的靶点之一。

    抗血管生成治疗

    　　我们还注意到血管生成与肝纤维化形成密切相关。肝纤维化的发生是以肝窦毛细血管化为特征的肝脏微循环血管的改变,实质就是肝脏血管生成的过程。

    　　在我们的研究中,应用选择性环氧合酶(COX)-2抑制剂罗非昔布进行抗肝纤维化,这主要是从肝纤维化形成过程中肝窦毛细血管化角度,证明肝纤维化形成过程中的血管生成现象。研究证实,血管内皮生长因子(VEGF)和结缔组织生长因子(CTGF)是选择性COX-2抑制剂延缓肝硬化形成和改善肝窦毛细血管化的关键困素。

    　我们的研究结果提示,抗血管生成可能为肝纤维化防治提供了新的思路,值得进一步临床探索。

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