發布時間：2020-04-01所屬分類：醫學論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：肝臟在受到各種因素損傷后迅速表現出巨大的再生能力。肝臟再生是一個涉及多種效應細胞增殖反應的高度協調的過程，參與肝臟再生的細胞種類與肝損傷程度密切相關，包括以肝細胞為主的實質細胞再生和通過啟動干細胞再生分化為肝細胞和膽管細胞，多種基因
摘要：肝臟在受到各種因素損傷后迅速表現出巨大的再生能力。肝臟再生是一個涉及多種效應細胞增殖反應的高度協調的過程，參與肝臟再生的細胞種類與肝損傷程度密切相關，包括以肝細胞為主的實質細胞再生和通過啟動干細胞再生分化為肝細胞和膽管細胞，多種基因、細胞因子及肝臟微環境以不同的作用機制參與肝臟再生的動態調控過程。現就肝部分切除術后不同種類細胞參與肝再生的研究進展進行簡要綜述。
關鍵詞：肝切除術;肝再生;肝細胞;肝卵圓細胞;調控
肝臟具有強大的防御功能和再生能力，當各種原因(手術、創傷、中毒、感染、壞死等)造成肝損傷后，殘存肝組織可迅速再生恢復至原有體積和重量，以保持最佳的肝重/體質量比，最終達到肝組織結構的重建及肝功能恢復…。肝臟再生參與的細胞種類與肝受損的程度包括炎癥、纖維化密切相關。肝臟輕度損傷時，主要由肝實質細胞增殖修復損傷，而肝臟受到嚴重損傷且肝細胞再生障礙時，肝組織就會啟動干細胞增生反應，由于肝細胞和干細胞對損傷的反應不同，可能存在因子和信號途徑的特異性調控。
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1肝細胞再生過程及調控
部分肝切除(partiallyhepatectomized，PH)是研究肝再生的主要動物模型，許多細胞因子與肝再生的相關性都是在PH模型中獲得認知的。大鼠經2/3肝切除后7—10d可完全恢復缺失肝組織，期間各種細胞迅速有序增殖，肝細胞最先進入細胞周期，術后24h達到增殖高峰，膽管細胞、庫普弗細胞、肝竇內皮細胞分別在術后48、72、96h達到增殖高峰J。肝細胞的增生最早始于肝小葉內的匯管區周圍，并在36～48h拓展至中央靜脈周圍區域。術后3～4d增生的肝細胞圍繞毛細血管形成細胞團，隨后肝星形細胞伸人肝細胞團分泌層粘連蛋白，肝細胞團被分隔成肝細胞板狀結構，毛細血管轉化成真正的肝竇_4]。術后第7天，肝小葉直徑較再生前增大，肝細胞板多呈雙排。
肝再生可以被人為地分為3個階段：①啟動階段;②增生階段;③抑制階段。大鼠肝部分切除后4h左右肝細胞進入G期，24h進入S期并達到DNA合成高峰J。在肝再生過程中，有大量基因表達上調或下調，其中9條信號通路在肝再生中作用增強，包括細胞因子和趨化因子介導的信號通路、酶聯受體介導的信號通路、G蛋白耦聯受體介導的信號通路、抗原受體介導的信號通路、整合素介導的信號通路、Notch信號通路、Toll信號通路和Wnt信號通路，這些通路中的基因表達上調可促進細胞分化、促進細胞極性形成、促進細胞凋亡或抑制凋亡。目前認為肝臟再生的必要線路包括以下3種途徑：細胞因子、生長因子和代謝網絡，并且這3種途徑在肝再生過程的不同階段有相互作用。
1.1啟動階段G期肝細胞在腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor一，TNF.儀、)、白細胞介素6(cytokineinterleukin-6，IL-6)等因子作用下進入GI期，核因子Ks(nuclearfactorkappaB，NFKB)、信號轉導和轉錄激活因子3(signaltransducerandactivatoroftranscription3，STAT3)也是啟動階段重要的信號調控分子，他們組成了肝再生啟動階段的一條信號轉導通路。
TNF.儀在肝臟中主要由庫普弗細胞分泌，通過與細胞表面腫瘤壞死因子受體1(tumornecrosisfactorreceptor1，TNFR.1)結合后，依次激活下游的NF—KB、IL-6、STAT3，進而激活核內多種基因表達，進行DNA合成。Yamada等通過基因靶向剔除技術，建立TNFR-1和TNFR-2基因缺陷小鼠模型，發現TNFR-2基因缺陷小鼠術后NF—KB、IL一6、STAT3表達均未受到明顯影響，殘余肝組織仍可進行DNA復制和細胞增殖，而TNFR一1基因缺陷小鼠術后存在嚴重的肝再生功能缺陷。Toch等研究發現，小劑量TNFft.預處理能激活轉錄因子NF—KB、STAT3促進肝再生，而TNF一儀基因剔除小鼠在經受肝缺血/再灌注損傷后肝再生受到明顯抑制，肝細胞增殖核細胞抗原無明顯表達。TNF—Ot是一個多效應的細胞因子，它不僅在肝再生的啟動過程中發揮著信號轉導的關鍵作用，同時也可通過多種途徑誘導炎性介質活化和細胞浸潤，過高濃度的TNF—Ot也可阻止和延遲肝臟再生造成肝細胞損傷、壞死與凋亡J，TNF.o【在肝再生過程中的作用表現為雙重性。
IL-6主要來自肝內庫普弗細胞，TNF.o【通過與細胞表面TNFR-1結合后，激活下游的NF.KB，而NF.KB有多種轉錄活性，可直接上調IL-6的基因表達，刺激IL-6的合成和釋放，IL-6結合到可溶性受體gp80，這個復合物又結合到gpl30受體，IL-6通過與gp80/gpl30受體復合物結合激活STAT3最終引發肝再生。IL-6除了活化STAT3外，還通過細胞因子信號轉導抑制因子(suppressorofcytokinesignaling，SOCS)對活化信號途徑進行負調節，IL-6活化的STAT3可引起SOCS水平增加，反過來下調IL-6對STAT3的活化作用，在IL-6基因剔除小鼠，SOCS顯著減少，因·2l59·此.SOCS可通過負反饋機制調節IL-6介導的STAT3活化信號通路，精確調控肝再生。由于肝再生時即刻早期基因的表達有40%是IL一6依賴性的，IL-6基因剔除小鼠PH后，肝細胞DNA合成顯著減少。Yamada等研究證實，IL-6預處理可明顯糾正TNFR一1型受體缺乏所造成的小鼠肝部分切除后DNA合成受損，但外援性TNF.僅的補充卻不能改善IL-6基因缺陷小鼠肝細胞再生功能障礙。由于IL-6不是肝細胞的直接絲裂原，而且并不增強其他生長因子的促有絲分裂作用，它還有抗凋亡和急性炎性反應作用，因此IL.6在肝再生過程中的確切作用尚不確定，很可能是一種在肝再生早期過程起到優化作用的因子。
盡管認為TNF.和IL-6在肝再生啟動階段發揮重要作用，但仍不清楚引起TNF一表達上調的因素，部分認為是手術過程中腸道組織產生的內毒素，部分認為是補體成分C3a和C5a是上游因素。肝部分切除后血流動力學改變及免疫系統的變化對肝再生的影響越來越受到重視。近期一項研究表明，肝部分切除后如果保持門靜脈壓力不變，則肝細胞生長因子(hepatocytegrowthfactor，HGF)將不被激活，并且肝細胞凋亡增加u。已知B因子(factorB，fB)是補體旁路激活途徑的關鍵因子，缺乏仍則不能通過旁路途徑激活補體。李丹等利用fB√一小鼠70%PHx模型探討補體旁路激活途徑是否參與肝再生的補體激活機制，研究發現，與野生型小鼠比較，fB一小鼠在行70%PHx后其肝再生能力顯著削弱，同時伴隨嚴重的肝臟損傷，肝臟組織壞死多見，再生參數顯著降低，提示阻斷補體旁路途徑的激活會嚴重抑制肝臟的再生功能。
1.2增殖階段肝細胞進人G～S期后，受到多個因素的調控，細胞周期素D1(cyclinD1)是肝細胞進入細胞周期的主要標志物，cyclinD1的表達、活化是增殖階段一個重要的調控位點。細胞周期素依賴激酶復合物，能使抑制蛋白，如Rb和p130磷酸化，誘導轉錄因子E2F活化釋放，后者可直接刺激細胞周期進程的進行，促使肝細胞越過G，限制點，啟動DNA復制，肝細胞一旦通過這個限制點并表達cyclinD1，將不可逆地進行細胞周期循環。Jaumot等¨研究表明，大鼠PH術后12h，肝細胞cyclinD1mRNA表達達高峰，cyclinD1蛋白在術后24h達高峰。
HGF和內皮細胞生長因子受體(endothelialgrowthfactorreceptor，EGFR)配體家族是肝再生增殖階段重要的生長因子。HGF主要來源于間質細胞，以自分泌或旁分泌形式作用于肝細胞。Borowiak等¨研究表明，HGF/c.met信號通路在肝部分切除后肝細胞進入細胞周期是必要的，并且它還可激活細胞外信號調節激酶1/2(ERK1/2)。而Huh等]報道，肝細胞c.met基因缺陷小鼠在肝部分切除后病死率較高，認為HGF/c—met信號通路在保護肝細胞避免凋亡中發揮重要作用，這些研究的結論不一，有可能與手術方式的不同有關。
血管內皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)是血管內皮細胞強有力的、特異性的生長因子，具有促進內皮細胞增殖、血管形成及增加血管通透性等作用，VEGF在肝再生過程中是不可缺少的。實驗證明，PH后增殖的部分肝細胞可分泌肝血竇內皮細胞分裂增殖所需要的大部分VEGF，并通過上調VEGFR調節肝血竇內皮細胞的增殖。肝竇血管網重建是肝再生過程中的重要組成部分，它不僅能給肝細胞提供血供，而且能促進肝臟結構的重構。
1.3終止階段肝再生終止信號的調控是研究最不清楚的環節，目前認為轉化生長因子B(transforminggrowthfactor—p，TGF—p)和激活素A參與了肝再生終止信號的調控。TGF.B在肝再生的終止階段發揮抑制細胞增殖，促進細胞凋亡作用，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因素。近來人們還發現其他負性調節信號(如細胞周期素抑制因子，細胞周期依賴性激酶抑制素)，下調IL-6.STAT3信號通路活性的抑制劑(SOCS)等。
MicroRNAs(miRNAs)是一類新發現的小RNAs，通過調控基因轉錄后水平的表達，參與生物生長和發育等許多生命過程的各個環節。MiR-23b是一個參與調節多種信號通路的多功能miRNA。袁斌等用芯片篩選肝再生后期差異表達的miRNA時發現miR一23b在肝再生終止階段表達量明顯降低，隨后通過動物實驗證實，發現在肝再生終止階段miR一23b的表達量下調。TGF—B是miR-23b的上游調節分子。在肝再生終止階段，miR-23b的低表達降低了其對Smad3的轉錄，抑制從而間接激活TGF.B信號通路促進肝再生終止。
2肝干細胞再生過程及調控
肝干細胞是指具有自我更新能力和具有分化成肝細胞與膽管細胞等細胞潛能的原始細胞，包括肝卵圓細胞及外源性肝干細胞(胚胎干細胞、胰腺干細胞、涎腺祖細胞、骨髓造血干細胞)。在此主要介紹肝源性干細胞肝卵圓細胞。
2.1肝卵圓細胞肝卵圓細胞主要來源于肝實質細胞與終末膽管上皮細胞相結合部及附近，即Hering管。最早是Opie在致癌物飼養的誘癌大鼠肝臟中發現，卵圓細胞的增生大多來自大鼠動物模型。其機012年7月第18卷第14期MedicalRecapitulate，Ju1.2012.Vo1.18.N0.14制是通過致癌物誘導2.乙酰氨基芴(2一acetylamin.ofluorene，2-AAF)、膽堿缺乏乙硫氨酸飲食、倒千里光堿、D一半乳糖胺或呋喃妥因)+PH，由于毒物的代謝產物或其本身的毒性作用阻斷了成熟肝細胞的復制，而2/3肝切除又促使肝臟再生。當卵圓細胞被活化開始增殖時，他們從匯管區開始向肝小葉內部生長，形成管狀結構，這些管狀結構從Hering管伸展出來并有完整的基膜環繞，其遠端與肝實質細胞連接。卵圓細胞的表面標志物呈動態變化，早期研究卵圓細胞最初強烈表達膽管細胞標志CK19，約1周后表達肝細胞標志甲胎蛋白和血清白蛋白。潘孝本等利用PH+2-AAF模型研究發現，在卵圓細胞表面標志物出現過程中，Thy1.1最早出現，隨后可檢出甲胎蛋白、vimentin、CK19，而血清白蛋白最后檢出，在標志物的消失過程，則Thy1.1、血清白蛋白、CK19最早消失，隨后甲胎蛋白、vimentin未檢出E2o]。
2.2細胞因子對肝卵圓細胞的調控
2.2.1TNF家族TNF主要通過與TNFR一1作用促進卵圓細胞增殖，然而TNFR一1基因剔除肝再生未受到明顯影響。近來發現腫瘤壞死樣凋亡的微弱誘導劑選擇性作用于卵圓細胞，通過與Fnl4受體作用促進其增殖更新，但對成熟肝細胞無明顯影響。
IL-6也是卵圓細胞增殖的刺激因子之一，IL-6通過激活STAT3磷酸化起作用，STAT3磷酸化主要出現在卵圓細胞增殖分化階段，但IL-6基因剔除鼠模型中卵圓細胞增殖也增強，可能存在其他因子的代償作用。
干擾素(interferon，IFN)主要參與卵圓細胞介導的肝再生，IFN一受體(IFNyRot和1FN-yR13)、IFN一初級反應基因(gp91phox)、IFN-次級反應基因(IL一1B轉換酶、細胞間黏附因子1、尿激酶型纖溶酶原激活物受體)及調節IFN一表達的基因(IL.1B和IL.18)均與卵圓細胞增殖有關。
2.2.2生長因子包括HGF、表皮生長因子、TGF—Ot等均可通過自分泌或旁分泌的形式激活卵圓細胞，刺激其增殖。HGF的調控機制可能與干細胞因子/c—kit有關，HGF還可促進卵圓細胞向肝細胞分化，尚不能確定是否向膽管細胞分化。
干細胞因子在卵圓細胞活化早期表達，干細胞因子與其受體c.kit在干細胞的增殖、分化、遷移中起作用。基質細胞來源的因子與其受體CXCR4均在卵圓細胞表達，主要通過自分泌或旁分泌形式參與卵圓細胞活化增殖。
2.3Wnt/13一catenin信號通路在卵圓細胞增殖活化過程中的作用Wnt/13.catenin信號通路在肝癌、肝再生、發育過程中發揮重要作用，Wnt通路是通過調節TCF/LEF21家族的DNA結合蛋白轉錄性質來調節細胞的行為。其核心是胞質內p—catenin的穩定性，B—catenin水平低下時，Wnt通路關閉，當其水平較高時，Wnt通路開放。以F344大鼠2一AAF/PHx為模型，術后5d和10d觀察到卵圓細胞的活化和增殖，并且胞質和核內p.catenin表達顯著增多，同時觀察到肝細胞內Wnt.1表達增加和卵圓細胞內Frizzled-2的表達增加，表明Wnt/13一catenin信號通路在成熟肝干細胞的活化和增殖過程中發揮重要作用]。另一項體外研究表明，經典Wnt信號通路的激活可促進大鼠卵圓細胞的增殖和自我更新。
2.4肝臟微環境對卵圓細胞激活和增殖的影響除了上述細胞因子參與卵圓細胞的調控，肝臟微環境對卵圓細胞激活和增殖的影響引起了越來越多研究者的關注。肝臟微環境由胞外基質、上皮及非上皮肝臟細胞、招募的炎性細胞以及不同的生長調控因子構成，是肝臟中一個局限的區域;它不僅含有卵圓細胞，也包括周圍不同的已分化細胞。張偉等采用2.AAF/PH建立卵圓細胞增殖模型，觀察了在卵圓細胞介導的肝再生中肝臟胞外基質成分的增殖變化趨勢，運用激光共聚焦免疫熒光雙標技術分析了基質成分與卵圓細胞之間的相互關系。研究表明，肝臟大部分切除后肝實質的重建不僅包括小管樣卵圓細胞，也包括胞外基質成分層粘連蛋白和纖維連接蛋白。在卵圓細胞增殖和分化的重建過程中，卵圓細胞與肝臟胞外基質成分具有緊密的解剖關系。肝臟局部微環境可能通過細胞與胞外基質之間的相互作用而參與卵圓細胞介導的肝再生;胞外基質的重構可能對于調控卵圓細胞的遷移、增殖、分化以及肝再生過程有重要作用。
3小結
肝臟再生是一個包括多種細胞增殖，是由多條通路、多種因素共同參與的一種復雜而又精確的調控過程。各種細胞及其因子與細胞外基質、代謝及免疫相關因子之間相互作用，其調控機制復雜且尚未完全清楚。但對于肝臟再生的深入研究，可為尋找肝損傷時促進肝再生的治療策略提供重要的理論依據，指導臨床早期干預，促進肝臟再生和肝功能恢復。
SCISSCIAHCI
