1、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-與肝再生關(guān)系研究近況        【摘要】     肝再生是一個(gè)受多因素精確而有序調(diào)節(jié)的過程，其中細(xì)胞因子起著至關(guān)重要的作用。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-(TGF-)是一種多功能的細(xì)胞因子，在肝再生過程中主要抑制肝細(xì)胞增殖，促進(jìn)肝細(xì)胞凋亡。本文旨在探討TGF-與肝再生的關(guān)系。     【關(guān)鍵詞】  TGF-; 肝再生    肝臟在正常的生理狀態(tài)下僅有約0. 0012%0.01

2、%的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂 1,大部分肝細(xì)胞處于相對(duì)靜止的G0 期。當(dāng)肝臟被部分切除或受到化學(xué)物質(zhì)(四氯化碳、硫代乙酰胺、乙醇等)損傷后，殘存的肝組織代償性增大，直至恢復(fù)原有肝臟的重量。當(dāng)肝臟再生達(dá)到其重量是個(gè)體體重的一定比例時(shí)，肝再生自動(dòng)停止 2。早期研究表明，將大犬的肝移植給小犬，肝臟將不斷變小，直到適合小犬的身體比例為止3。相反地，將狒狒的肝臟移植到人的體內(nèi)，肝臟會(huì)在一周左右增加重量直到適合人的體型。一般來說，人類的肝臟與個(gè)體體重的比例約為2. 5%。在正常情況下，人體肝臟在3天內(nèi)開始再生，6個(gè)月達(dá)到原肝大小4。肝再生如此精確的進(jìn)行，是多階段、多因子精確調(diào)節(jié)的結(jié)果。肝再生進(jìn)程大體分為三個(gè)階段：

3、啟動(dòng)階段、增殖階段和終止階段。在肝再生的終止階段，TGF-起著極其重要的作用。TGF-是一種多功能的細(xì)胞因子，主要通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期因子、轉(zhuǎn)錄因子、黏附因子等環(huán)節(jié)而對(duì)許多細(xì)胞都發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。生長(zhǎng)抑制是TGF-最具特征的性質(zhì)。它不僅在胚胎發(fā)育、細(xì)胞生長(zhǎng)分化、腫瘤增殖、傷口愈合、組織修復(fù)、炎癥反應(yīng)及免疫調(diào)節(jié)中起重要作用，而且能促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的合成，誘導(dǎo)血管形成，促進(jìn)細(xì)胞的凋亡57。1 TGF-的來源及經(jīng)典信號(hào)通路人和哺乳動(dòng)物的TGF-主要有1、2、3三型亞單位8，其氨基酸序列高度保守，同源性極高，且生物學(xué)作用相似。在肝臟，含量最高且具有生物活性的是TGF-1。體內(nèi)庫(kù)普弗細(xì)胞(KC)、血小板、竇內(nèi)皮細(xì)

4、胞及淋巴細(xì)胞均能分泌TGF-，活化的肝星狀細(xì)胞是其主要來源9。盡管TGF-可由肝細(xì)胞或肝胚胎細(xì)胞來源的腫瘤產(chǎn)生，但肝細(xì)胞是否產(chǎn)生TGF-尚有爭(zhēng)論10。TGF-受體(TR)是TGF-在細(xì)胞膜表面高親和力結(jié)合蛋白，存在3種亞型：TR I、TR及TR 。活化后的TGF-先識(shí)別并結(jié)合TR形成復(fù)合物，使TR自身磷酸化。隨后TR I以二聚體形式加入，TR與TRI結(jié)合形成型受體-TGF-I型受體異四聚體復(fù)合物。TR通過轉(zhuǎn)磷酸化作用將TRI的Gs區(qū)的5個(gè)絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化進(jìn)而使其被激活。活化的TR I通過Smad-錨定蛋白(SARA)與胞質(zhì)中游離的R-Smads(Smad2和Smad3)特異性結(jié)合。TR

5、 I的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶磷酸化R-Smads，使其構(gòu)象發(fā)生變化后從受體上解離下來。磷酸化的R-Smads相互間形成同源或異源寡聚體，進(jìn)而與Co-Smad (Smad4)形成三聚體?；罨娜垠w轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核，與TGF-的靶基因啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合，調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄，從而調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化、發(fā)育與凋亡等11,12。2 TGF-在肝再生中的作用2. 1 抑制肝細(xì)胞增殖 TGF-是肝再生中重要的負(fù)性調(diào)控因子，主要由星狀細(xì)胞產(chǎn)生。在正常的肝組織中，無(wú)法檢測(cè)到TGF-的表達(dá)。對(duì)很多上皮細(xì)胞來說，TGF具有有絲分裂抑制效應(yīng)，并在大多數(shù)組織由間充質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，在肝部分切除術(shù)(PHx)后，TGF

6、-基因的激活幾乎與肝再生同步啟動(dòng)，其mRNA在PH后4h即表達(dá)增加，1820h內(nèi)均保持很低水平，以后很快升高，72h達(dá)到高峰，肝細(xì)胞內(nèi)DNA的合成也在此時(shí)停止1。因此，可認(rèn)為TGF-抑制肝細(xì)胞的增殖。TGF-抗體預(yù)處理，可明顯增加部分肝切除后肝細(xì)胞DNA復(fù)制13 。 如果給予高劑量TGF-能夠抑制PHx后24h肝細(xì)胞DNA合成高峰。TGF-可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin D1)、細(xì)胞周期蛋白E(Cyclin E)的表達(dá)來阻斷生長(zhǎng)因子信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而抑制細(xì)胞DNA合成14 ?；A(chǔ)研究表明，TGF-通過多種機(jī)制使細(xì)胞停滯在G1期：(1)通過下調(diào)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK4)的合成并因

7、此產(chǎn)生相當(dāng)豐富的P27而抑制細(xì)胞生長(zhǎng);(2)通過降低CyclinA、CyclinE有關(guān)激酶的濃度而抑制G1期到S期的轉(zhuǎn)變;(3)改變?cè)┗騝-myc的表達(dá)。c-myc可調(diào)節(jié)CyclinA、E、D1的表達(dá)，而TGF-能通過抑制c-myc而間接改變Cyclins及Cyclin依賴的激酶的組成，后者是細(xì)胞周期進(jìn)展所必需;(4)TGF-也可直接使視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤基因產(chǎn)物(pRb)保留在去磷酸化狀態(tài)而防止E2F的釋放和細(xì)胞周期進(jìn)展。因此，TGF-可以促使CyclinE/cdk2復(fù)合體失活，下調(diào)cdk2活性和cdk4轉(zhuǎn)錄活性，導(dǎo)致低磷酸化抑癌基因Rb聚集，阻止轉(zhuǎn)錄因子E2F激活，而Rb的磷酸化和由此引起

8、E2F激活是S期進(jìn)程的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。重組TGF-增加肝細(xì)胞增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(C/EBP)DNA結(jié)合活性，由于C/EBP是一個(gè)抑制肝細(xì)胞增殖的轉(zhuǎn)錄因子，從而抑制肝細(xì)胞增殖(P156)。所以，TGF-通過阻斷細(xì)胞周期而達(dá)到抑制肝細(xì)胞增殖的目的。TGF-還可刺激多種組織，包括肝臟，產(chǎn)生許多細(xì)胞外基質(zhì)。用培養(yǎng)的肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行的研究表明，細(xì)胞外基質(zhì)總是抑制肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的增殖15。TGF-結(jié)合到新合成的核心蛋白聚糖，繼而發(fā)揮有絲分裂抑制效應(yīng)，這可能是通過整聯(lián)蛋白的直接信號(hào)或者由TGF-介導(dǎo)的信號(hào)。新合成的細(xì)胞外基質(zhì)也能夠結(jié)合HGF(一種與粘多糖和肝磷脂有高親和力的蛋白質(zhì))，從而阻止尿激酶激活HGF。因此，TGF

9、-不是肝再生的直接終止信號(hào)，它精細(xì)協(xié)調(diào)多種事件，成為巨大的反饋循環(huán)的一部分16。有絲分裂原(HGF 和EGF)上調(diào)，刺激星狀細(xì)胞表達(dá)TGF-。TGF-阻止HGF的產(chǎn)生，抑制尿激酶的表達(dá)和HGF的活化，刺激間充質(zhì)細(xì)胞合成多種細(xì)胞外基質(zhì)和肝竇。整合素連接激酶(ILK)在細(xì)胞外基質(zhì)信號(hào)中起作用17。新合成的細(xì)胞外基質(zhì)也能增強(qiáng)HGF和TGF-在肝細(xì)胞周圍基質(zhì)的聯(lián)合，使肝細(xì)胞歸于G0期?？梢姡琓GF-的表達(dá)是防止肝細(xì)胞無(wú)限生長(zhǎng)的重要機(jī)制。2. 2 誘導(dǎo)肝細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡對(duì)于PHx后的肝再生過程具有重要意義。 正在發(fā)生凋亡的肝細(xì)胞的TGF-表達(dá)水平明顯增加，說明TGF-在肝細(xì)胞凋亡過程中可能具有重要的作

10、用18。外源性的TGF-可誘導(dǎo)培養(yǎng)的肝細(xì)胞發(fā)生凋亡，慢性病毒性肝炎及酒精性肝病患者的肝臟TGF-持續(xù)增加。研究發(fā)現(xiàn)，肝再生的終末一小部分肝細(xì)胞發(fā)生凋亡19。這一功能可能是由pRb所介導(dǎo)。pRb使細(xì)胞維持在亞凋亡域，而TGF-可進(jìn)一步抑制pRb的水平，從而使細(xì)胞突破這一界限發(fā)生凋亡。在急性肝衰竭大鼠模型，肝細(xì)胞缺乏再生活性，與TGF-升高有關(guān)20 。TGF-可促進(jìn)線粒體釋放細(xì)胞色素C，還能影響凋亡基因Bc1-xL、p53及Bax等表達(dá)21,22，從而促進(jìn)肝細(xì)胞的凋亡。肝細(xì)胞受到損傷時(shí)，TGF-受體的表達(dá)發(fā)生上調(diào)，表明TGF-及其受體途徑在肝細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用。2. 3 其他作用 在肝臟，TG

11、F-刺激成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)，增強(qiáng)血管生成和轉(zhuǎn)移。TGF-在肝再生時(shí)上調(diào)，通過促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)糖蛋白和粘附蛋白的積累，增強(qiáng)血管生成和轉(zhuǎn)移23。新的細(xì)胞外基質(zhì)和肝竇毛細(xì)血管網(wǎng)的合成發(fā)生在PHx后3天，也就是TGF-表達(dá)處于峰值期間16 。類似的，TGF-上升也出現(xiàn)在創(chuàng)傷愈合的終末24。可見TGF-具有調(diào)節(jié)細(xì)胞增長(zhǎng)發(fā)育與損傷后組織重建等功能，是組織修復(fù)過程中參與肝再生的重要因子。作為肝再生主要負(fù)調(diào)節(jié)因子，TGF-還可促進(jìn)再生實(shí)質(zhì)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的連接，從而有利于再生肝維持正常的組織結(jié)構(gòu)，發(fā)揮生理功能。3 再生肝細(xì)胞對(duì)TGF-的抵抗肝細(xì)胞在TGF-高濃度存在時(shí)仍能進(jìn)行增殖，因此再生肝對(duì)TGF-的抵抗是一個(gè)

12、重要現(xiàn)象。早期研究顯示，去甲腎上腺素可以保護(hù)肝細(xì)胞拮抗TGF-介導(dǎo)的負(fù)性調(diào)控。HGF和胰島素可削弱TGF-所誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡。(P162)釋放到血漿TGF-的可能因與2-巨球蛋白結(jié)合而失活。分離PH后1224h的肝細(xì)胞能夠抵制TGF-1的有絲分裂抑制作用，同時(shí)肝細(xì)胞TGF-受體、表達(dá)下降。因此，對(duì)TGF-的抵抗可能由于受體表達(dá)下降，或去甲腎上腺素、HGF、胰島素的高水平表達(dá)，或增生肝細(xì)胞產(chǎn)生TGF-。近期研究發(fā)現(xiàn)，Snon和ski表達(dá)也可能是肝細(xì)胞拮抗TGF-效應(yīng)的重要機(jī)制之一25。目前，肝再生終止的精確機(jī)制還不清楚，尤其是肝重和體重之間比例對(duì)肝再生控制的機(jī)制。TGF-在肝再生的終止階段發(fā)揮抑

13、制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用，但是它只是肝再生終止的中間因子，并不是肝再生終止的觸發(fā)因素。 近來人們發(fā)現(xiàn)，取消TGF受體的敲除株小鼠，通過 foll- istatin中和activin-A，能阻斷Activin-A與其受體的結(jié)合26，肝再生則不能正常終止。Activin-A對(duì)肝細(xì)胞也具有絲分裂抑制效應(yīng)。推測(cè)，很可能肝再生的終止需要activin和TGF的綜合效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞周期素抑制因子，細(xì)胞周期依賴性激酶抑制素(CKI)，下調(diào)IL-6/STAT3信號(hào)通路活性的抑制劑(SOCS)等在肝再生進(jìn)程中也是負(fù)性調(diào)節(jié)信號(hào)27。因此進(jìn)一步探究肝再生終止的機(jī)制，將為肝臟腫瘤提供一種新的治療選擇。

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