血管增生与肝纤维化研究进展

血管增生与肝纤维化研究进展

高俊茶高丽君吕晓萍

(河北省人民医院消化科，河北石家庄050051)

关键词〔〕血管增生；肝纤维化；血管内皮生长因子；血小板衍生生长因子

中图分类号〔〕R92〔

第一作者：高俊茶(1969-)，女，副主任医师，博士，主要从事慢性肝病研究。

肝纤维化是由于各种急慢性肝损伤因素如病毒性肝炎、酒精性肝病、某些代谢性疾病、药物、化学毒物及寄生虫病等反复作用于肝脏，引起肝脏细胞外基质(ECM)异常沉积、肝细胞再生、血管增生和肝内血管结构重建等病理变化。持续纤维化可导致终末期肝病的发生。血管增生是一个由低氧刺激、依赖于生长因子的生物学过程〔1〕，在慢性炎症、损伤修复、肿瘤发生发展、纤维化和门脉高压等病理生理过程都有参与，与肝纤维化发生发展密切相关，一方面增加肝内血管的阻力和门脉压力，减少肝脏血流灌注；另一方面促进门-体侧支循环的建立，增加内脏血流，是肝硬化门脉高压形成的重要机制之一〔2〕。

1肝纤维化与血管增生

肝血管增生可分为生理性和病理性，肝部分切除术和急性肝损伤后多为生理性血管增生，而原发性肝癌、转移性肝癌和慢性肝病病理性血管增生多见。血管增生程度取决于缺氧的程度及细胞对低氧诱导因子(HIF)的反应〔3〕。

肝纤维化是在各种肝损伤因素反复作用下引起肝脏的损伤和炎症，在肝纤维化进程中，除持续存在的肝内炎症、肝细胞再生和ECM沉积，还存在着血管增生及血管结构的重建〔2〕。吕靖等〔4〕发现四氯化碳(CCl4)纤维化小鼠肝脏血管具有动态增生现象，且随着肝纤维化程度加重，微血管的数目或者微血管密度增加，这种病理性血管增生可能通过上调HIF1α-血管内皮生长因子(vEGF)信号通路中有关信号分子的基因和蛋白表达而实现的〔5〕。Vanheule等〔6〕通过动物实验发现伴随着肝纤维化的形成，血管增生明显。同时在慢性病毒性肝炎患者肝组织中发现与血管增生有关的黏附分子、VEGF、整合素αVβ3和血管生成素血管性血友病因子(vWF)等表达增加，并伴有明显的血管增生。而在肝硬化患者，由于纤维间隔形成、肝窦毛细血管化，致使肝内血流阻力增加和肝组织缺氧，刺激HIF分泌引起血管增生及血管的重塑〔7〕。

2参与肝纤维化血管增生的生长因子及受体

2.1VEGF及其受体(VEGFR)VEGF是由两个相同的多肽链通过二硫键交联构成的同源二聚体糖蛋白，通过与细胞膜上的受体VEGFR-1、-2、-3结合，介导细胞内酪氨酸激酶磷酸化而发挥作用。VEGF的主要功能是介导血管生成和血管发生，它特异性地作用于血管内皮细胞，使之增殖、迁移、管腔形成，并可使毛细血管通透性增加，是最重要的血管生成因子〔8〕。Karvinen等〔9〕通过基因转染的方法发现VEGF可促进兔骨骼肌组织血管增生、巨噬细胞浸润、ECM沉积及纤维化形成。Brodsky等〔10〕发现在肝硬化早期阶段VEGF 表达增高及微血管数目增加。而新近研究显示由VEGF诱导的血管增生在肝硬化门脉高压、内脏高动力循环及门体侧支循环形成方面具有重要的意义〔11〕。Vanheule等〔6〕发现随着肝纤维化进展，小鼠肝内微循环发生障碍，纤维间隔内血管增多，VEGF表达增加，认为肝纤维化时血管增生部分原因可能是由于VEGF作用所致。

2.2血小板衍生生长因子(PDGF)及其受体(PDGFR)PDGF是来源于血小板、分子量为27～ 31 kD的细胞因子，主要表达于紧邻间质细胞的上皮细胞、内皮细胞、血管平滑肌细胞和成纤维细胞等，在肝脏内主要由血小板、Kupffer细胞、窦内皮细胞产生。PDGF必须与细胞膜上相应的受体结合后才能发挥其生物学效应。PDGFR为分子量为170～180 kD的单链跨膜糖蛋白，主要由α和β两种单体形成二聚体，具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性。当受体与配体结合后激活细胞内酪氨酸残基而将信号传入细胞内，经级联式放大而发挥其作用。

PDGF 是目前已知最强的促肝星状细胞(HSC)分裂因子，而HSC 是形成肝纤维化的最主要细胞，它通过促进肝星状细胞增殖、Ⅰ型和Ⅲ型胶原的合成及上调基质金属蛋白酶抑制剂等而参与肝纤维的发生和发展。研究〔12〕报道血小板被凝血酶激活后能够促进血管平滑肌细胞的迁移，加入抗PDGF的抗体后这种效应减弱，认为血管增生成熟与PDGF密切相关。后续研究发现PDGF能够间接促进内皮细胞的生长和增殖，这种作用是通过细胞外信号调节激酶(ERK)途径，诱导活化的HSC分泌VEGF实现的。Semela等〔13〕观察到外源性PDGF可以促进体外培养HSC的血管形成及体内肝血窦对HSC的覆盖。Sato等〔14〕观察到与肌成纤维细胞共同培养后，在PDGF刺激下微血管内皮细胞可形成毛细血管索。Brogi等〔15〕证实PDGF可诱导血管平滑肌细胞表达碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)mRNA。因此，PDGF刺激血管增生可能主要与以下机制有关：PDGF可能通过促进血管平滑肌细胞、成纤维细胞等细胞合成、分泌bFGF，间接刺激血管内皮细胞的生长，进而促进血管增生。

2.3肝细胞生长因子(HGF)HGF具有一定的抗肝损伤和预防肝纤维化作用，但HGF对细胞生长具有双向调节作用，一方面它是许多正常上皮细胞如肝细胞、肾上皮细胞等的促有丝分裂剂，能促进细胞生长和抗凋亡作用；另一方面HGF也能抑制许多不同类型的细胞生长，诱导一些肿瘤细胞和肌成纤维细胞凋亡。HGF与其受体(c-Met)结合引起酪氨酸激酶活化，激活细胞内多个信号级联，包括磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)、Grb2/Sos/Ras复合物、Gab-1、磷脂酶C等。通过激活不同信号通路产生HGF多种生物学功能如促进上皮细胞生长和分化、血管增生等。Cramer等〔16〕发现HGF和c-Met mRNA及蛋白在肝细胞、胆管细胞、微动脉内皮细胞都有表达，认为HGF的促有丝分裂作用在肝脏可能引起不希望发生的胆管增生及血管生成。You等〔17〕发现HGF在肿瘤生长及血管增生中起着重要的作用，体内外的研究证实应用阻滞剂阻断HGF/c-Met信号通路可以抑制血管生成。郭英华等〔18〕发现HGF可促进大鼠心肌缺血区域血管增生；新近研究发现在短暂性阻断大鼠脑中央动脉后局部应用HGF，不但促进了缺血区域血管的增生及新突触形成，而且减少了瘢痕的形成，阻止了脑缺血区纤维性变化〔16〕。

3HSC在肝纤维化血管增生中的作用

3.1HSC是促血管增生的细胞Ankoma-Sey等〔20〕在CCl4导致的急性肝损伤动物模型中发现VEGF不仅在肝脏的内皮细胞和肝细胞表达，而且在间质细胞，尤其是在活化的HSC表达。对原代HSC研究发现，随着HSC活化，VEGF表达增多。Ishikawa等〔21〕在CCl4所致肝损伤大鼠不同时间点分离HSC，发现其高表达VEGF受体Flt-1和Flk-1。对大鼠和人HSC的研究得到进一步证实，大鼠和人HSC在低氧条件下能够上调VEGF的基因转录水平并分泌VEGF，VEGF受体Flt-1和Flk-1的表达增高。Novo等〔22〕还发现在低氧条件下HSC血管肾张素(Ang)-1和受体Tie2显著增高。Taura等〔23〕对肝纤维化患者及大鼠的研究发现，低氧能够刺激HSC转化为具有促血管生成的表型，导致VEGF和Ang-1表达增加，血管生成增多。

3.2HSC是促血管增生因子的靶细胞各种促血管生成因子主要通过调控HSC活性来参与肝纤维化的发生发展，促血管生成因子以HSC为靶细胞能够促进HSC增殖，Yoshiji等〔24〕发现VEGF可促进HSC增殖。Aleffi等〔25〕发现HSC在瘦素(LP)作用下VEGF和Ang-1表达均增加。

4抗血管增生的靶向治疗

基于慢性肝损伤、肝纤维化和血管增生之间的密切关系，靶向病理性血管增生成为慢性肝病、肝纤维化潜在治疗靶点。

靶向病理性血管增生可以阻止肝纤维化的进展在动物实验中得到证实，Wang等〔26〕发现烟曲霉素的衍生物(TNP)-470，一种半合成的血管增生抑制剂，能够明显减少CCl4和二乙基亚硝胺所致的肝纤维化大鼠ECM沉积，使α平滑肌肌动蛋白(SMA)阳性细胞数显著减少。体外实验〔26〕也证实，TNP-470能够阻止大鼠HSC增殖，降低细胞活力，使细胞阻滞在G1期。Yoshiji等〔24〕应用能够阻断VEGFR-1和VEGF-2的特异性抗体，干预CCl4肝纤维化大鼠2 w后，同样发现明显抑制了血管增生，减少α-SMA阳性细胞及阻止了肝纤维化进展。在门脉高压性大鼠，发现VEGFR-2抗体减少了血管增生，侧支循环的建立及内脏血流均减少，因而降低了门脉压力。Sunitinib和Sorafenib是近年来新研发的多激酶抑制剂，能够阻断VEGFR和PDGFR等多种酪氨酸激酶受体而发挥抑制细胞增殖和抗血管形成的作用。Tugues等〔27〕从体内和体外研究Sunitinib对肝纤维化大鼠及HSC的影响，发现舒尼替尼减少肝内血管生成、减轻炎症反应及肝内纤维化，降低门脉压力，抑制HSC激活。体外实验发现舒尼替尼抑制人HSC增殖、胶原合成，认为舒尼替尼对肝硬化具有治疗作用。Hennenberg等〔28〕也发现Sorafenib每日60 mg口服治疗1 w能够阻止胆总管结扎(BDL)大鼠肝组织Rho激酶的表达，减少肝内血管生成，降低门脉压力而对体循环血压无影响。在动物实验发现，Sorafenib用药2 w能够有效阻断VEGFR-2，PDGFR-β和Raf激酶信号途径，对肝纤维化大鼠产生几种保护性作用：减少内脏增生血管的生成，内脏和体循环血流显著减少，门体侧支循环也明显减少，从而达到降低门脉高压的效果〔29〕。研究发现Sorafenib能够减轻肝纤维化，抑制Ⅰ型胶原合成和HSC活化，促使HSC凋亡〔30〕。

尽管抗血管增生治疗在肝纤维化动物模型和体外实验中证实能够抑制HSC增殖，阻止肝纤维化进展，但是其应用于临床还有一定的距离。Shah等〔31〕指出，Sorafenib用于肝硬化病人有许多方面要考虑，需要考虑的是用药剂量，药物副作用，对于肝硬化和门脉高压患者是否抗血管治疗及什么时机适合抗血管治疗等。近期在治疗肝癌时发现约有40%病人由于药物的副作用而被迫中断治疗，主要见于Sunitinib，中断治疗的主要原因是曲张静脉出血。尽管Sorafenib被证明是相对安全，但是强效的抗血管治疗可能导致血管的损伤。因此，抗血管治疗应该权衡利弊并持谨慎态度。

综上，血管增生既是慢性肝损伤后组织修复中血管重塑的表现，也与纤维化进展及并发症的发生密切相关，血管增生在不同病因的肝纤维化中普遍存在，慢性肝损伤中表达上调的许多细胞因子同时促进血管生成和HSC活化。研究血管增生在肝纤维化进程的病理生理作用，有助于进一步阐明肝纤维化进展机制，为寻找治疗靶点和从不同靶点研发不同抗肝纤维化新药以及并发症的治疗等多个方面提供新的治疗切入点。

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〔2013-06-19修回〕

(编辑安冉冉/张慧)