肝纤维化的分子机制及治疗方法研究

肝纤维化的分子机制及治疗方法研究肝纤维化是一个渐进性过程，由纤维结缔组织过度增殖和积聚形成。

肝纤维化过程异常复杂，了解其分子机制就显得尤为重要。

最近的研究结果显示存在大量的植物衍生物可阻止甚至逆转肝纤维化的过程，具体有效地阻止或逆转肝纤维化的策略将成为未来研究的重点。

标签：肝纤维化；生化异常；基因疗法；抗纤维化策略肝纤维化是各种致病因子引起肝脏内结缔组织增生出现异常，进而引起肝脏内细胞外基质过度沉积的渐进性病理过程。

肝纤维化过程中，致病因子激活炎性细胞，刺激其分泌细胞因子、生长因子和其他活化剂分子，这些化学信使使肝星状细胞激活并合成胶原蛋白、糖蛋白和蛋白多糖。

肝星状细胞的非正常产物、骨髓来源细胞和上皮间充质组织的异常堆积，均可使肝脏细胞外基质增加，而胶原降解下降。

从长远来看，其可能导致肝硬化及相关并发症，也可能有致癌作用，引起肝脏正常功能丧失，最终导致死亡[1]。

本文综述了关于肝纤维化的分子机制及其对某些生化指标的影响和抗纤维化物质的研究，以讨论阻止或逆转肝纤维化的有效策略，设计和制定新的治疗方案，现报告如下。

1 肝纤维化的分子基础肝纤维化涉及肝星状细胞激活及胶原的过表达和过分泌，可导致细胞外基质蛋白过度积聚。

从广义上说，纤维化主要有两个阶段：炎症阶段和纤维生成阶段。

最初，各种肝毒素因子能够诱导炎性介质的形成，在肝细胞内引起炎症反应。

在炎症阶段，炎性介质使肝星状细胞激活，细胞外基质蛋白合成量增加。

肝星状细胞增生，成为缺乏脂滴和胶质原纤维酸性蛋白的成肌纤维样细胞[2]，能产生过多的细胞外基质成分，α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）纤维表达增加。

在纤维化过程中，低密度基质降解，取而代之的是过多的非功能性胶原细胞外基质。

钙依赖性酶和基质金属蛋白酶（MMP）扰乱细胞外基质的胶原和非胶原成分[3]。

激活的肝星状细胞还分泌MMP-1（间质胶原酶）、MMP-2（明胶酶A）及MMP-3（基质溶素1），这使细胞外基质的主要构成成分减少。

在某种程度上，细胞溶素的活动间接地使I型和Ⅲ型胶原沉积。

此外，基质金属蛋白酶组织抑制剂（TIMPs）在纤维化的肝脏中显著增加，其可抑制金属蛋白酶-1的作用，导致胶原纤维在肝脏内积聚[4]。

2 肝纤维化过程中的生化异常和组织学变化肝毒性总是与肝细胞的新陈代谢受损和肝脏内结缔组织成分沉积相伴随[5]。

最新的资料显示生化异常主要是与肝纤维化过程中的中间代谢物或终产物水平遭到破坏有关。

此外，已有报道显示在肝纤维化过程中某些酶如谷草转氨酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等也会发生变化。

矿物质、维生素及其各种代谢产物在机体新陈代谢中也起着重要作用。

矿物质除了可作为酶的辅助因子外，还是构成金属蛋白和金属酶的成分。

由于这些化合物主要是在肝脏代谢，肝组织功能受损在肝纤维化和肝硬化中是必不可少的，因此其也可改变这些化合物的水平。

有报告显示肝纤维化过程中组织学也会发生相应的变化。

在N-二甲基亚硝胺诱导的肝纤维化中“肝重量”和“肝体重比”均显著下降。

蛋白质合成减少、细胞坏死、肝实质萎缩是肝纤维化晚期发生的重要原因。

在哺乳动物中注射N-二甲基亚硝胺建模，使用单克隆抗体免疫组织化学染色，结果显示N-二甲基亚硝胺模型组存在α-SMA特异性染色，而对照组未发现α-SMA特异性染色[6]。

在最近的研究中，在哺乳动物肝纤维化模型中红细胞流变学及其他血液相关指标和酶等也发生特异性变化[7]。

3 抗纤维化策略通过使用抗纤维化的物质可以逆转肝纤维化和早期肝硬化。

其主要是通过激活PPAR-γ、抑制TGF-β、促进细胞凋亡及抑制肝星状细胞的增殖和激活来起到抗纤维化的作用。

例如，前列腺素E2通过抑制TGF-β1介导的胶原蛋白生成起到抗纤维化作用[8]，而姜黄素通过阻断血小板源性生长因子和上皮细胞生长因子信号通路激活内源性PPAR-γ基因表达，进而抑制α-SMA、TGF-β和MCP-1的表达起抗纤维化的作用[9]。

尽管有大量的药物有抗纤维化的作用，但它们有各自的局限和副作用。

因此，寻找能够起到抗肝纤维化作用且副作用较小的物质就变得很有意义。

最近的一些研究显示某些植物衍生物和提取物对逆转肝纤维化有显著效果。

据文献[6]报道，盒果藤可通过降低肝星形细胞中α-SMA的表达来抑制肝纤维化的发生。

姜黄素可抑制肝星状细胞的激活，激活PPAR-γ来减少细胞增殖，诱发细胞凋亡及抑制细胞外基质基因表达来达到抗纤维化的作用[10]。

苦参碱通过抑制TGF-β1的活动抑制肝纤维化[11]。

牛磺酸可抑制TGF-β1的活动、胶原形成及减少氧化应激[12]。

大黄素可抑制TGF-β1的表达，抵抗肝星状细胞增殖[13]。

当归和川穹有抗氧化作用，与大黄素协同作用可起到抗肝纤维化的作用[14]。

银杏可抑制NF-kB的激活，抑制TGF-β1和胶原基因的表达[15]。

丹参可降低TGF-β1水平，可降低TIMP的合成及I型和Ⅲ型胶原水平，从来达到抗纤维化的作用[16]。

许多植物如胡萝卜、艾蒿、生姜、大蒜、姜黄和山茶花等都有抗纤维化的作用[17-22]。

此外，已证明合成药物中高水平的生长抑素和芍药苷能起到降低纤维化的作用[23]。

4 肝纤维化的基因治疗方法肝纤维化涉及基因的表达和抑制。

最近的一项研究表明在啮齿类动物模型中通过脂质体输送药物到肝星状细胞可逆转肝纤维化和肝硬化。

目标靶点包含阻止胶原分子伴侣--热休克蛋白47（HSP47）绑定到维生素A的siRNA[24]。

这些抗纤维化的维生素A是一种能减少胶原蛋白产生和促进细胞外基质降解的脂质体。

总的来说，基因治疗是降低实验性肝纤维化的更为有效的手段。

据文献[25]报道，采用腺病毒载体或电穿孔技术将大鼠干扰素α基因嵌入到体内，可减少α-SMA的表达，降低胶原的沉积。

有研究显示将线粒体超氧化物歧化酶基因嵌入到体内可减少I型胶原mRNA的表达，减少氧自由基的生成，同时可下调TGF-β和TNF-α的表达[26]。

将白介素-10基因嵌入到体内可下调TIMP的表达，进而减少胶原沉积。

这些方法均可对阻止或逆转肝纤维化起到一定的积极作用[27]。

除此之外，干细胞移植似乎是一个更有前途的替代方法[28]。

骨髓衍生的干细胞有强大的再生能力，可发展成为神经元、骨骼肌细胞、心肌细胞、肝细胞、肾细胞等，从而具有不同的特定功能，这些干细胞在肝脏修复和肝再生中发挥积极作用。

5 肝纤维化的中医药治疗《灵枢》：“邪在肝，则两胁痛，恶血在内。

”对肝纤维化的认识，可纳入中医学的“胁痛”、“黄疸”、“鼓胀”“癥瘕”等肝病范畴，正气虚是肝纤维化发生的内在依据，外邪致病是其重要条件。

在治疗方面，《素问·四气调神大论》：“是故圣人不治已病治未病，不治已乱治未乱”，《素问·刺热论》：“肝热病者，左颊先赤…病虽未发，见赤色者刺之，名曰治未病。

”一般认为，在目前对各种肝病尚无根治方法的情况下，中药延缓肝纤维化向肝硬化转变的进程是本病首选治疗方案和治疗目标。

肝纤维化以瘀血阻滞、痰湿停聚的病机为主，可运用补益药（黄芪、鳖甲、当归、白术、枸杞、首乌、灵芝、黄精等）、活血药（丹参、赤芍、三七、穿山甲、丹皮等）、利水渗湿药（茯苓、虎杖、茵陈、防己）、解表药（柴胡等）。

近年来大量实验研究显示，上述药物不仅能抑制肝星状细胞活化，降低透明质酸、三型前胶原、层黏蛋白，使ALT、AST的明显抑制，肝小叶维持形态正常，抑制胶原纤维增生，还具有抗感染、破坏乙肝等病毒DNA，亦符合活血祛湿的中医辩证思想，一定程度上阐明了中医药保肝降酶，治疗肝纤维化作用机理。

肝纤维化是过多的结缔组织在肝脏中积累造成的。

造成结缔组织过度积累的原因可能是细胞外基质生成过度，可能是降解过少，也可能是两者共同作用造成的。

现代治疗程序如基因疗法，骨髓来源干细胞和利用siRNA以及肝细胞移植等重建正常肝功能的方法和中医中药治疗机理研究将成为未来治疗肝纤维化的主要方向。

参考文献[1] Perz J F，Armstrong G L，Farrington L A，et al.The contributions of hepatitisB virus and hepatitisC virus infections to cirrhosis and primary liver cancer worldwide[J].J Hepatol，2006，45（4）：529-538.[2]尤俊勇，王效民.肝星状细胞的激活与凋亡相关信号通路研究[J].中外医学研究，2011，9（16）：155-158.[3] Benyon R C，Arthur M J.Extracellular matrix degradation and the role of hepatic stellate cells[J].Semin Liver Dis，2001，21（3）：373-384.[4] Nie Q H，Duan G R，Lou X D，et al.Expression of TIMP-1 and TIMP-2 in rats with hepatic fibrosis[J].World J Gastroenterol，2004，10（1）：86-90.[5] Matsui Y，Okuda Y，Nakagawa M，et al.Effect of hepatocyte volume on energy status in the cirrhotic rat liver[J].J Gastroenterol Hepatol，1994，9（6）：613-619.[6] Ahmad R，Ahmad S，Khan N U，et al.Operculina turpethum attenuates NDMA-induced toxic liver injury and clastogenicity in rats[J].Chem Biol Interact，2009，181（2）：145-153.[7] Ahmad A，Fatima R，Maheshwari V，et al.Effect of N’-Nitrosodimethylamine on red blood cell rheology and proteomic profiles of brain in male albino rats[J].Interdiscip Toxicol，2011，4（3）：125-131.[8] Hui A Y，Cheng A S，Chan H L，et al.Effect of prostaglandin E2 and prostaglandin I 2 on PDGF-induced proliferation of LI90，a human hepatic stellate cell line[J].Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids，2004，71（5）：329-333.[9] Zhou Y，Zheng S，Lin J，et al.The interruption of PDGF and EGF signaling pathways by curcumin stimulates gene expression of PPAR-gamma in rat activated hepatic stellate cell in vitro[J].Lab Invest，2007，87（5）：488-498.[10] George J，Suguna L，Jayalakshmi R，et al.Efficacy of silymarin and curcumin on dimethylnitrosamine induced liver fibrosis in rats[J].Biomedicine，2006，10（26）：18-26.[11] Zhang J P，Zhang M，Zhou J P，et al.Antifibrotic effects of matrine on in vitro and in vivo models of liver fibrosis in rats[J].Acta Pharmacol Sin，2001，22（2）：183-186.[12] Miyazaki T，Karube M，Matsuzaki Y，et al.Taurine inhibits oxidative damage and prevents fibrosis in carbon tetrachloride-induced hepatic fibrosis[J].J Hepatol，2005，43（1）：117-125.[13] Zhan Y，Li D，Wei H，et al.Emodin on hepatic fibrosis in rats[J].Chin Med J（Engl），2000，113（7）：599-601.[14] Tan L X，Li X S，Liu Z Q，et al.Effects of combination therapy of rehin and tetramethylpyrazine on experimental hepatic fibrosis induced by carbon tetrachloride[J].Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi，2004，12（11）：692-693.[15] Liu S Q，Yu J P，Chen H L，et al.Therapeutic effects and molecular mechanisms of Ginkgo biloba extract on liver fibrosis in rats[J].Am J Chin Med，2006，34（1）：99-114.[16] Wasser S，Ho J M S，Ang H K，et al.Salvia miltiorrhiza reduces experimentally-induced hepatic fibrosis in rats[J].J Hepatol，1998，29（5）：760-771.[17] Shalaby N M，Maghraby A S，El-Hagrassy A M.Effect of Daucus carota var. boissieri extracts on immune response of Schistosoma mansoni infected mice[J].Folia Microbiol，1999，44（4）：441-448.[18] Abdel Aziz S S，El-Badawy N M.Experimental trials of an artemisinin derivative in treatment of Schistosoma mansoni infected mice[J].J Egypt Soc Parasitol，2000，30（1）：295-303.[19] Sanderson L，Bartlett A，Whitefield P J.In vitro and in vivo studies on the bioactivity of ginger （Zingiber officinale）extract towards adult schistosomes and their egg production[J].J Helminthol，2002，76（3）：241-247.[20] Riad N H A，Fares N H，Mostafa O M S，et al.The effect of garlic on murine schistosomiasis mansoni：A histological and ultrastructural study on the ileum[J].Res J Med Med Sci，2008，3（2）：188-201.[21] Allam G.Immunomodulatory effects of curcumin treatment on murine schistosomiasis mansoni[J].Immunobiology，2009，214（8）：712-727.[22] Dajem S M B，Shati A A，Adly M A，et al.Mostafa OMS. Green tea （Camellia sinensis）ameliorates female Schistosoma mansoni-induced changes in the liver of Balb/C mice[J].Saudi J Biol Sci，2011，18（4）：361-368.[23] Chu D，Luo Q，Li C，et al.Paeoniflorin inhibits TGF-beta1-mediated collagen production by Schistosoma japonicum soluble egg antigen in vitro[J].Parasitology，2007，134（11）：1611-1621.[24] Sato Y，Murase K，Kato J，et al.Resolution of liver cirrhosis using vitamin A-coupled liposomes to deliver siRNA against a collagen-specific chaperone[J].Nat Biotechnol，2008，26（4）：431-442.[25] Suzuki K，Aoki K，Ohnami S，et al.Adenovirus-mediated gene transfer of interferon alpha improves dimethylnitrosamine-induced liver cirrhosis in rat model[J].Gene Ther，2003，10（9）：765-773.[26] Zhong Z，Froh M，Wheeler M D，et al.Viral gene delivery of superoxide dismutase attenuates experimental cholestasis-induced liver fibrosis in the rat[J].GeneTher，2002，9（3）：183-191.[27] Hung K S，Lee T H，Chou W Y，et al.Interleukin-10 gene therapy reverses thioacetamide-induced liver fibrosis in mice[J].Biochem Biophys Res Commun，2005，336（1）：324-331.[28] Kakinuma S，Nakauchi H，Watanabe M.Hepatic stem/progenitor cells and stem-cell transplantation for the treatment of liver disease[J]. J Gastroenterol，2009，44（3）：167-172.。