肝纤维化发生机制及其中药逆转治疗的研究进展
时间：2022-12-02 15:20:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
刘世恒， 赵素贤， 张玉果
河北医科大学第三医院 中西医结合肝病科， 石家庄 050051
肝纤维化是指在各种病因作用下，肝细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的异常分布和弥漫性沉积，位于肝窦间隙的肝星状细胞(hepatic stellate cell，HSC)在肝纤维化的过程中扮演着重要的角色；
当肝脏持续损伤时，HSC被诱导激活转变为肌成纤维细胞(myofibroblast，MFB)，并大量增殖，分泌α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原蛋白等胶原物质构成ECM，ECM生成与降解的失衡，造成正常肝功能的损伤，最终导致肝纤维化的发生[1-3]。肝纤维化是影响慢性肝病患者预后的重要环节和各种慢性肝病向肝硬化发展过程中的关键步骤，因此早期干预并逆转肝纤维化可避免失代偿性肝硬化或肝癌的发生。目前西医尚无疗效确切的抗纤维化药物，而越来越多的临床试验、动物及体外细胞实验研究证据表明：一些中药复方、中药单体、单味中药、中成药具有显著的抗肝纤维化作用，在应对肝纤维化这一复杂的病理过程时，能够体现出更加明显的优势，更好地阻止或逆转肝纤维化的进展。肝血窦内皮细胞(liver sinusoidal endothelial cell，LSEC)、Notch信号通路、YAP/TAZ信号通路、细胞自噬分别可通过不同的机制影响HSC的活化，发挥逆转或促进肝纤维化的作用，本文介绍上述机制在肝纤维化中的作用及其对应的中医药逆转肝纤维化的研究进展，以期为发现新的抗纤维化研究方向及临床治疗提供思路。
LSEC是一种高度分化的薄层扁平状内皮细胞，LSEC在慢性肝病的发生、发展中起到重要作用，当肝脏受损时，LSEC窗孔消失，即发生内皮细胞的毛细血管化，也称去分化，发生去分化的LSEC过滤和内吞功能降低，有研究[4-5]表明，LSEC的去分化早于HSC、巨噬细胞的激活及肝纤维化的发生，提示LSEC的去分化可能是肝纤维化发展的初始阶段。Wang等[6]的研究表明，LSEC可通过含有鞘氨醇激酶-1及其产物鞘氨醇-1-磷酸的外泌体，促进HSC的活化和迁移，正常分化状态的LSEC是维持HSC非增殖状态的关键，而LSEC的去分化则会促使HSC的激活[7]；
另一方面，活化后的HSC可通过多条途径进一步促进LSEC的去分化，如活化的HSC通过分泌血管内皮生长因子和大量的ECM作用于LSEC，并诱导血栓反应蛋白-1的产生，血栓反应蛋白-1可阻断一氧化氮依赖途径增强LSEC的去分化[8]，此外，有研究[9]表明，HSC可通过hedgehog信号通路进一步诱导LSEC的去分化；
LSEC和HSC的相互作用则进一步加重了肝纤维化的发生和进展。
一些中草药具有抑制LSEC去分化的作用，杏仁苷是中药苦杏仁中的有效成分，Xiao等[10]的研究表明杏仁苷可以降低肝纤维化小鼠及体外培养的HSC中Col-Ⅰ及α-SMA的表达，并使LSEC去分化标志物CD31表达减少，抑制LSEC的去分化，从而发挥抗肝纤维化的作用；
一项动物试验研究[9]表明，典型的hedgehog信号通路可通过激活低氧诱导因子-1α和热休克蛋白90调控HSC介导的肝血管生成，中药单体川芎嗪可以抑制HSC中的经典hedgehog信号通路，从而阻止HSC介导的血管生成和LSEC的去分化；
此外，Yang等[11]发现，莪术醇同样可通过hedgehog途径改善CCl4诱导小鼠的肝纤维化程度和LSEC去分化；
在我国传统医学中，桃红四物汤(THSWD)几百年来一直用于治疗慢性肝病患者，有研究[12]发现THSWD可能通过抑制血管内皮生长因子表达及影响其下游信号传导，进而延缓LSEC去分化的速度，减轻了慢性肝病小鼠模型中肝脏炎症性坏死和纤维化程度，因此，开发可抑制LSEC去分化或阻断其下游信号通路的中草药可作为一种逆转肝纤维化的潜在途径和方法。
Notch蛋白是一类进化上高度保守的受体蛋白，广泛存在于各种细胞表面，其在组织稳态、生长发育中起到重要作用[13]，Notch通路中关键信号组件较少，主要由4个受体( Notch1～4 )、5个配体(Jagged1、Jagged2、Delta-like 1、Delta-like 3、Delta-like 4)、转录因子CSL组成，其核心通路可概括为：Delta/Jagged配体与Notch受体在细胞表面结合并激活，导致Notch二聚体与配体结合的部分进入配体细胞降解；
受体的残余部分被酶解为Notch胞内段，Notch胞内段转位至细胞核与CSL结合，启动基因转录过程[14-15]。
Notch信号通路在肝纤维化形成过程中发挥出关键作用，一项研究[16]表明，透明质酸合成酶-2通过Notch1受体促进HSC活化并释放大量的透明质酸，促使肝纤维化的发生；
Notch通路的激活可导致LSEC窗孔减少和基底膜增加，Duan等[17]在CCl4诱导的肝损伤模型小鼠中发现，Notch信号通路可激活eNOS-sGC通路，导致LSEC去分化，加速其肝纤维化的发生；
Aimaiti等[18]发现阻断Notch信号通路后，可以抑制TGFβ1激活的HSC向MFB转变；
此外，当抑制TGFβ1时，Notch信号通路中Notch1 mRNA、Hes1 mRNA、Hes5 mRNA和蛋白的表达相应下调[19]，表明TGFβ1信号可能通过调节Notch信号分子的表达来调控HSC的活化。
肝脏中未成熟的巨噬细胞可极化为经典活化型巨噬细胞(M1型)和替代活化型巨噬细胞(M2型)，M1型巨噬细胞可通过分泌TNFα、TGFβ、IL-1和PDGF等促进HSC活化，而M2型巨噬细胞能促进炎症消退、溶解ECM，起到抑制肝纤维化的作用；
一系列研究表明Notch信号通路参与了巨噬细胞的激活，并调节其多种生物学特性，Notch信号可通过miR-148a-3p促进单核细胞分化为巨噬细胞及激活M1型巨噬细胞，抑制M2型巨噬细胞极化，增强巨噬细胞吞噬和杀死细菌的能力[20]；
Notch信号通路中Delta(1-4)/Notch1轴线可促进M1型巨噬细胞分化并抑制M2型巨噬细胞分化，从而促进肝纤维化的发生[21]；
Notch信号通路还可调节转录因子IRF8，进而促进炎症型巨噬细胞极化和典型M1型效应分子如IL-12和诱导型一氧化氮合酶的表达[22]；
此外，Kimball等[23]在Notch信号缺陷的小鼠中发现，巨噬细胞数量及其介导的炎症反应减少。因此，如何在体内有效阻断Notch信号的作用成为未来逆转肝纤维化的重要方向。
中药单体辣椒素[24](capsaicin)、槲皮素[25](quercetin)均可通过阻断Notch信号通路抑制巨噬细胞向M1极化，使TNFα分泌减少，减轻肝损伤和纤维化；
黄芪多糖是中药黄芪的提取物，在胆总管结扎诱导的大鼠肝纤维化模型中，Zhang等[26]发现黄芪多糖可以降低大鼠TGFβ1和α-SMA蛋白的表达，降低Notch信号通路中靶因子(Notch3和Notch4、Jagged1)的表达来抑制Notch信号通路，从而减轻肝纤维化及胆管周围的胶原沉积；
Tanriverdi等[27]研究发现，白藜芦醇能有效抑制Notch信号的传导，降低大鼠脂质过氧化，发挥其抗肝纤维化的功效。
Yes相关蛋白(yes associated protein，YAP)和TAZ(transcriptional co-activator with PDZ-binding motif)是同源性转录共激活蛋白，其具有相似的结构和功能，一般认为，YAP/TAZ是Hippo信号通路中重要的下游效应靶因子，其核心通路可概括为：Hippo(激活)→MST1/2(蛋白激酶)+SAV1(调节蛋白)→LATS1/2(蛋白激酶)+MOB1A/B(调节蛋白)→YAP/TAZ(磷酸化失去活性)滞留在胞质内→被β-转导重复相容蛋白泛素化降解，当Hippo(抑制)→YAP(去磷酸化)→入胞核→结合TEA结构域转录因子(TEA domain transcription factor，TEAD)→激活靶基因[28-29]。
Hippo-YAP/TAZ信号通路在HSC、巨噬细胞活化中发挥着关键作用；
有研究[30]表明，Hippo信号通路及其效应体YAP是控制HSC激活的关键途径，在体内及体外的实验表明HSC可通过YAP的活化而被激活，反之，下调YAP的表达或抑制YAP的生物学作用可在体外阻止HSC的活化。此外，YAP也能激活巨噬细胞促进肝纤维化，Qing等[31]在小鼠肝纤维化模型中发现，巨噬细胞表达的YAP水平增高，当巨噬细胞中YAP信号缺失时，分泌促纤维化因子的血管内皮细胞亚群表达降低，而使用一种多巴胺受体D2 拮抗剂选择性地阻断巨噬细胞中的YAP通路时，有效的阻断了肝纤维化并恢复其正常结构。Hippo-YAP/TAZ信号通路亦可逆转非酒精性脂肪性肝炎(NASH)造成的肝纤维化，有研究[32]表明，TAZ水平在人和小鼠NASH肝细胞中明显高于正常肝细胞，更重要的是，在NASH小鼠模型中，TAZ的沉默可预防或逆转肝细胞的炎症发生、死亡或肝纤维化；
另有一项研究[33]表明，在NASH患者的肝细胞中，YAP/TAZ通路被激活，诱导富半胱氨酸血管生成诱导因子61的表达，而富半胱氨酸血管生成诱导因子61是一种促进炎症和纤维化的趋化因子，其可促进NASH患者肝脏慢性纤维化的发生。
中药复方益气活血方(YQHX)由黄芪、云茯苓、丹参、郁金、白豆蔻组方而成，具有升阳补气、益卫固表等功效。Zhao等[34]的研究发现，YQHX可显著抑制CCl4诱导的大鼠肝脏中YAP/TAZ、TGFβ、结缔组织生长因子表达的上调，缓解大鼠肝纤维化程度，此外，慢性乙型肝炎合并肝纤维化的患者经YQHX治疗后，其肝脏和血浆中YAP水平均显著降低，表明YXHQ可通过抑制YAP/TAZ信号通路发挥其抗肝纤维化作用。大黄素是大黄(Rheum)中的一种主要有效成分，具有抗炎、抗菌和抗过敏的功效，研究[35]表明，大黄素可诱导肝细胞系(HepG2细胞)及小鼠肝脏中LATS1和YAP的磷酸化，抑制Hippo通路及ROS介导的氧化应激，减少肝脏炎症及纤维化的发生。中药单体甘草素可诱导肝纤维化小鼠及体外培养的LX-2细胞中YAP 蛋白的磷酸化，通过抑制YAP通路，减少肝脏中HSC的活化，并抑制由氧化应激引起的肝损伤[36]；
二氢丹参酮Ⅰ(dihydrotanshinone Ⅰ, DHI)是中药丹参的有效成分，研究[37]发现，DHI通过阻断YAP的核易位，抑制了YAP/TEAD2及其下游靶因子结缔组织生长因子、survivin等的表达，减轻了胆总管结扎大鼠的肝细胞坏死、胆管增殖和胶原沉积，并降低LX-2细胞中COL1A1、TGFβ1和α-SMA蛋白水平，具有抗肝纤维化的功效。
自噬是一种细胞稳态机制，其主要依赖溶酶体来调节细胞内分解代谢过程，在保护细胞功能和维持代谢稳态中起着重要作用，自噬过程受到自噬相关基因(autophagy related gene，ATG)及其编码的ATG蛋白分子所介导，包括LC3、PI3K、Beclin1等多个基因，自噬在肝脏生理调节和肝脏代谢平衡中起着重要作用，为HSC的活化提供了能量，促进了ECM的形成和肝纤维化的发生[38-39]；
HSC、巨噬细胞及LSEC的自噬均参与了肝脏纤维化的调控。
研究[40]发现，使用成熟的脂肪细胞作用于HSC，结果发现HSC中的自噬相关蛋白Beclin1、LC3 Ⅱ显著增高，产生的α-SMA、Ⅰ型胶原蛋白明显增多，HSC自噬后为纤维化的发生提供了能量，促进了肝纤维化的进一步发生、发展；
P62/SQSTM1是一种自噬底物连接蛋白，最终在溶酶体中降解，其与细胞自噬功能呈负相关，p62/SQSTM1可促进HSC中维生素D受体的信号传导，从而降低TGFβ1水平，阻止HSC的活化，对肝纤维化和炎症的发生起到抑制作用[41-42]；
上述研究均表明，抑制HSC的自噬可阻止肝纤维化的发生。自噬可维持LSEC的稳态，在CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型及体外分离培养的LSEC中发现，当体外和体内LSEC发生毛细血管化时，自噬过程均迅速增强，并在体内实验中发现，LSEC的自噬可减轻肝脏纤维化，而沉默小鼠LSEC中ATG7基因后，发现其清除ROS能力降低，肝内一氧化氮生成减少，表明自噬的丧失损害了LSEC处理氧化应激的能力，并加剧肝脏纤维化[43]。此外，自噬可抑制巨噬细胞炎症发生，普遍认为巨噬细胞在肝脏炎症中具有促进纤维化发生的作用，Sun等[44]在Kupffer细胞ATG5缺失型的大鼠肝损伤模型中发现，Ⅰ型胶原蛋白和基质金属蛋白酶抑制剂的mRNA表达水平高于野生型大鼠组，进一步研究发现，自噬缺陷的Kupffer细胞可能通过增强线粒体ROS-NF-κB-IL1α/β通路促进肝脏炎症及纤维化的发生。
由茵陈、柴胡、黄芪、白芍、枳壳、白术、猪苓、茯苓、泽兰、薏苡仁、板蓝根按一定比例配制而成的疏肝健脾方具有疏肝理气、活血化瘀的功效，研究[45]表明，疏肝健脾方能显著下调肝纤维化大鼠中自噬相关蛋白Beclin-1、LC3-Ⅱ的表达，减轻肝脏病理组织学损伤程度，减少胶原纤维在肝脏的沉积，通过抑制HSC自噬，降低能量生成，发挥其抗纤维化作用；
Xia等[46]的研究表明，岩白菜素(Bergenin)可下调Beclin-1和LC-3的表达，阻断HSC自噬的发生及其激活所需的能量供应，从而减少透明质酸、纤连蛋白、层粘连蛋白等ECM的形成，可作为治疗肝纤维化的一种新兴药物；
MFB的大量生成和激活是肝纤维化发展的关键，姜黄素可通过激活自噬有效降低肝脏内MFB的生成，从而抑制ECM的产生，阻止肝纤维化的发生[47]；
此外，有研究[48]表明，中成药扶正化瘀胶囊可能通过抑制细胞自噬并激活Nrf2-Keap1-Are信号通路实现其抗纤维化的功效。
肝纤维化是在各种致病因素作用下，肝组织损伤修复过度的一种反应， HSC的激活是其发生的核心步骤，LSEC、Notch信号通路、YAP/TAZ信号通路、细胞自噬最终均与HSC的激活相关，通过上述机制有效阻断HSC的激活是实现逆转肝纤维化的重要方法。中药逆转肝纤维化具有多途径、多靶点和多效性的作用特点，本文基于上述机制列举多种抗肝纤维化的药物，部分已用于肝纤维化患者，且疗效确切，但大部分中药目前仍处于基础研究阶段，随着肝纤维化研究的不断深入和中医药的快速发展，新的发病机制研究和相应中药治疗靶点将不断被探索挖掘出来，尽早应用于临床惠及广大肝病患者。
利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。
作者贡献声明：刘世恒负责课题设计，资料分析，撰写论文；
赵素贤参与修改论文；
张玉果负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。
