中国图书馆分类号R 575.2

Subject headingstransforming growth factorβ₁; Ito cell; fat storing cell; liver cirrhosis

肝纤维化是所有慢性肝病向肝硬变发展的必经病理过程，其特点是细胞外基质(ECM)的异常增多、沉积. eCM的主要成分有胶原和弹性蛋白等纤维性蛋白质、非胶原糖蛋白及蛋白多糖.特别以Ⅰ，Ⅲ型胶原、糖蛋白及蛋白多糖增多明显.现已证明，Ito细胞是细胞外基质的主要细胞学来源^［1］.因此，Ito细胞已成为肝纤维化研究的热点. 许多因素参与Ito细胞的调控，其中转化生长因子β(主要是TGFβ₁)是主要的调控作用因素之一^［2］. ito细胞又名贮脂细胞(fat-storing cell)、肝脏星状细胞(hepatic stellate cells)等，位于肝脏的Diss间隙，是肝脏非实质细胞之一.正常情况下，Ito细胞胞核周围分布大量的含维生素A的脂滴，是机体贮存维生素A的主要场所.经原位杂交及免疫组织化学技术的定位研究，正常Ito细胞能合成少量的Ⅰ，Ⅲ型胶原.

1Ito细胞活化后形态结构与功能

在肝纤维化动物模型研究中发现，ECM首先在Ito细胞中表达，可比正常增多数倍.而肝细胞及内皮细胞中ECM的表达稍有增加. 因此，Ito细胞的结构与功能改变将是肝纤维化的关键.

Ito细胞在肝纤维化形成过程中或在体外培养时，细胞内维生素A及脂滴含量减少，转化为肌纤维母细胞样细胞称为Ito细胞激活.激活后的Ito细胞与静息状态下的Ito细胞在形态结构上发生明显变化.主要特征是细胞体积增大，增殖能力明显提高，细胞浆内视黄醛类似物明显减少，粗面内质网肥大，细胞外基质蛋白合成及分泌增加.表达细胞外基质的mRNA提高. 同时，还表达平滑肌α肌动蛋白.且具有收缩功能，参与血管收缩调控，细胞膜上细胞因子受体表达增强，提高对细胞及其他分裂因素的敏感性等.

2转化生长因子β₁的结构与功能

转化生长因子β(transfoming growth factor β, TGFβ)主要有5种异构体(TGFβ_1～5).其中在肝脏含量最高具有生物活性的是TGFβ₁. TGFβ₁由两条相同的含112个氨基酸的亚单位通过二硫键连结形成二聚体组成的多肽，M_r25 000，它是由细胞外M_r 75 000的TGFβ隐性相关肽分离而成，还原剂可使二聚体分离、活性消失. tGFβ₁是一个多功能的细胞因子原型，它控制细胞的增殖、分化、粘附、转移，细胞外基质基因表达、降解以及免疫反应.在慢性肝脏病中，其主要影响是对细胞外基质合成^［3］.在CCl₄诱导的大鼠肝纤维化模型中，Ito细胞TGFβ₁表达明显增强，胶原合成增加.用TGFβ₁处理后的Ito细胞，其TGFβ mRNA增加，同时，TGFβ₁能抑制基质金属蛋白酶的产生，从而抑制细胞外基质的降解.研究发现，TGFβ₁还能上调内皮细胞和Ito细胞产生纤维蛋白溶酶原活化抑制因子和金属蛋白酶组织抑制因子，这两种物质均能抑制降解细胞外基质的酶.

3转化生长因子β₁对Ito细胞的信号传导作用

Ito细胞参与肝纤维化的形成，已在动物模型及对新分离的正常及慢性肝损害的细胞中经原位杂交及免疫组化技术得到证实.在实验性肝纤维化的研究中发现，Kupffer细胞上清液中含有多种细胞因子，如转化生长因子β、血小板源生长因子(PDGF)、表皮生长因子、白介素、肿瘤坏死因子等，用上清液处理静息状态的Ito细胞，会使其激活，其中起关键作用的是转化生长因子β，激活的Ito细胞分泌的细胞外基质能与静息状态的细胞膜粘附分子等形成整合素，进而使Ito细胞分泌更多的细胞外基质.形成一个扩大的恶性循环.同时，对细胞外基质的降解作用减弱，造成了细胞外基质的大量沉积.目前的研究表明，一类细胞因子包括肽类调节因子和多肽生长因子作用于Ito细胞膜上特异性受体而传导信息，从而产生细胞生物学效应.其中以转化生长因子β₁作用最为突出.通过转化生长因子β₁对Ito细胞的作用机制的认识，可更好的进行抗肝纤维化的实验研究，为解决临床抗纤维化工作开辟新的道路.

3.1转化生长因子β受体结构及功能受体属细胞膜上的一类大分子物质，其本质是蛋白质或糖脂.功能是识别与结合特异性的细胞外信息分子和细胞粘附分子并将信息传入细胞内，从而产生生理或病理的反应. peterson^［4］通过实验证明，Kupffer细胞上清液可促使Ito细胞膜上PDGF及TGFβ受体的表达而加速Ito细胞激活，加入抗PDGF受体单抗可减缓激活过程.目前已发现9种相关的TGFβ结合蛋白. 其中3种与TGFβ₁有高度的亲和力，它们都为多聚体结构. tGFβⅠ型受体(TβRⅠ)，属丝氨酸/ 苏氨酸激酶受体家族，M_r55 000，位于应答细胞膜上的一种跨膜蛋白. 它是由含22个氨基酸的信号肽、101个氨基酸的亲水性细胞外区、23个氨基酸的跨膜区及355个氨基酸组成的细胞内区组成.细胞内区由激酶区和激酶区前近膜处含丝氨酸、苏氨酸特征性结构GS区组成.它能与转化生长因子β连结蛋白共存而起作用(除Ⅲ型受体). TβRⅠ可以作为配体的调节剂，作为一个必须的亚单位活化的激酶，或者修饰放大激酶信号的作用者，它也可能是一个独立的信号传导分子，是一个激酶作用的底物. tGFβⅡ型受体(TβRⅡ)，M_r 80 000，属丝氨酸/苏氨酸激酶受体家族位于应答细胞膜上的跨膜蛋白，由4部分组成，23个氨基酸的信号肽、136个氨基酸的亲水性细胞外区、30个氨基酸的跨膜区及378个氨基酸的细胞内区. tβRⅡ细胞外区富含半胱氨酸，胞质区高度保守，提示在信号转导中起重要作用，TβRⅡ胞内区还有一个由22个氨基酸组成的富含丝氨酸/苏氨酸的短尾而无GS区. 细菌表达的TβRⅡ胞质区域能够使丝氨酸/苏氨酸的自身磷酸化^［5］. 在动物细胞中TβRⅡ代表了一种新的丝氨酸/苏氨酸激信号传导途径. 由于TβRⅡ有胞膜外的功能连续位点和胞质酶结构装置，它的起动不需要其他亚单位结构.转化生长因子βⅢ型受体(TβRⅢ)，M_r 280 000～330 000，为广泛分布于细胞膜上的跨膜蛋白. tβRⅢ由853个氨基酸组成分四部分：信号肽、752个氨基酸的细胞外区、跨膜区、41个氨基酸组成短的胞质区.胞质区高度保守，42%为丝氨酸和苏氨酸，可能是作为胞内激酶底物，在TGFβ信号传导方面具有重要的作用，但目前尚不清楚^［6］. tβRⅢ可能参与调节转化生长因子进入细胞内的贮存，还可能通过增加某些细胞的TGFβ自分泌作用活性，尤其是转化的TβRⅡ表达减少的细胞的TGFβ自分泌作用活性，以增加TGFβ与TβRⅡ的结合^［7］. tGFβ₁可能先与TβRⅡ结合，然后再作用于TβRⅠ，或者是两种受体共同作用而起动一个生物信号的产生^［8］.

3.2TGFβ₁作用于细胞信号传导途径目前研究表明，TGFβ₁作用是通过细胞表面的受体结合诱导受体活化，在胞内与活化受体级联的信号传导分子激活而起作用的. tβRⅠ和TβRⅡ在信号传导中起主要作用. 特别是TβRⅠ激酶的特异性，决定信号的性质. tGFβ₁与TβRⅡ特异位点结合，形成受体复合物，同时激活TβRⅡ磷酸化激酶. tβRⅠ能识别TGFβ₁-TβRⅡ复合物，共同构成一个寡聚合体，可能是一个异源四聚体，同时TβRⅡ磷酸化激酶催化TβRⅠ磷酸化而激活TβRⅠ，从而起动了信号的产生. tβRⅠ磷酸化发生于GS区，该区高度保守，且与激酶相邻N端的5个丝氨酸及苏氨酸是信号传导的关键. wieser et al^［9］证实，TβRⅠ GS区某一特殊残基突变为天门冬氨酸或甘氨酸后，其激酶活性增强，并能在无TGFβ或TβRⅡ的情况下传递各种信息.研究阐明，从异源四聚体而致的信息，是通过胞质内被称为SMads(mad-related protein)的信号分子活化而实现的. SMad是进化而保守的蛋白质，大约由450个氨基酸组成，拥有一个高度保守的N端及C端，同时由一个富含脯氨酸的干预区连结. riggins et al^［10］报告SMads是一个超家族，其中SMad 1～6已经被克隆，几个与SMad相关的基因位于人类染色体18q21,15q21～22，5q31和4q28. sMad结构中保守的羟基端感应位点易被磷酸化^［11］.胞质内信号分子在缺乏配基的情况下是以同源二聚体形成存在. tGFβ₁信号传导通过SMad2和SMad3^［12］. TβRⅠ激活后，SMad2和SMad3通过与TβRⅠ短暂结合而直接发生磷酸化，而SMad4则被活化的TβRⅠ间接激活.激活的SMad2,SMad3和SMad4聚集成共同复合物或形成数个异源二聚体.有作者报道SMad6和SMad7能抑制其信号传导^［13-15］.其后，SMad复合物进入细胞核内与特异的DNA连结蛋白结合，直接使靶基因转录.其中SMad4是最关键和共同的信号传导分子.所有的其他分子均通过与其结合才能转入核内诱导靶基因转录，产生细胞生物学效应.

目前，关于TGFβ信号传导的分子机制研究进展迅速，但国内外对TGFβ作用于Ito细胞的信号传导研究较少.通过TGFβ作用于其他细胞信号传导运用于Ito细胞的研究，可使我们针对其传导途径进行有目的干预，将有助于肝纤维化防止水平的提高.

通讯作者向德栋

4参考文献

1Friedman SL. Molecular mechanisms of hepatic fibrosis and principle of therapy. J Gastroenterol, 1997;32:424-430

2 Pieter J, Bleser D, Niki T, Rogiers V, Geerts A. Transforming growth factor β gene<