肝纤维化从肾论治探讨❋
2017-01-16陈春宇陈小野
陈春宇,于 峥,陈小野
(中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700)
【理论探讨】
肝纤维化从肾论治探讨❋
陈春宇,于 峥,陈小野△
(中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700)
肝纤维化的主要病机是肾虚应从肾论治。中医认为“虚极及肾”,从病程、肝细胞再生能力、肝细胞端粒长度、卵圆细胞、肝细胞EMT现象、甲胎蛋白、白蛋白、肥大细胞、TGF-β通路、Wnt/β-catenin通路等方面看,肝纤维化时肝细胞的再生能力转而弱于间质的增殖修复能力,说明肝细胞生机不足;肝组织开始出现胚胎化特征,说明已“损及胎元”,所以肝纤维化应从肾论治。目前对肝纤维化的辨证主要有肝郁脾虚、肝肾阴虚、脾肾阳虚、瘀血阻络、湿热中阻和气滞血瘀,从肾论治为主者极少。在肝纤维化病理中,如果主要着眼于“纤维”就会更注重 “实证”;如果主要着眼于“肝细胞”就会更注重 “虚证”。尽管肝细胞占肝脏细胞总数超过80%,但在肝纤维化过程中的病理生理作用一直被忽略。即使目前重视程度提高,但主要也集中在其产生纤维方面的作用,而相对忽视其衰老和增殖修复能力下降。
肝纤维化;肝细胞;生机;胎元;从肾论治
肝纤维化(HF)是指肝细胞发生坏死或肝组织炎症刺激时,肝脏内纤维结缔组织增生与分解失衡,从而在肝内异常沉积的病理过程,是多种慢性肝病的重要病理特征和发展至肝硬化的必经阶段[1]。肝纤维化的主要病机是肾虚,应从肾论治。
中医认为“虚极及肾”。肝纤维化时,一是肝细胞的再生能力转而弱于间质的增殖修复能力,说明肝细胞生机不足;二是肝组织开始出现胚胎化特征。说明已“损及胎元”。所以,肝纤维化时虚损程度虽未及肝硬化以及进一步的肝癌,但也初步可言“虚极”(及肾)了。
1 肝纤维化时肝细胞再生能力不足以及肝组织出现胚胎化特征的表现
1.1 病程长
久病必虚,肝损伤至少要持续数月到数年才可引起肝纤维化[2]。
1.2 肝细胞再生能力不足
正常的肝再生依“肝细胞和胆管上皮细胞→类窦壁血管内皮细胞、贮脂细胞、枯否细胞→纤维母细胞”的顺序进行。肝纤维化时肝细胞再生缓慢,这一顺序失去平衡[3]。长期给予CCl4造成大鼠肝纤维化或肝硬化后,通过[3H]掺入法证实,肝细胞的反应性增殖能力减弱,与细胞增殖过程密切相关的细胞周期蛋白B、D1和E等表达也降低。用酒精加CCl4进行肝纤维化造模8周,PCNA(增殖细胞核抗原)兔疫组化显示,造模8周末虽然肝细胞增殖能力强于正常组,但与造模5周末相比明显下降[4]。
1.3 肝细胞端粒缩短
细胞端粒的长度关系到其分裂的次数。肝纤维化时肝细胞端粒缩短,再生能力降低,这是肝细胞衰老的表现之一。肝硬化时,肝细胞端粒的缩短更为明显[5]。
1.4 肝细胞再生能力不足,卵圆细胞参与肝再生
正常成人及成年动物肝脏的肝小叶内都是分化成熟的肝细胞,很少见到核分裂。约10000或100 000个肝细胞中可见到1个核分裂[6]。当肝细胞受损时,成熟的肝细胞进行分裂增殖以修复。如肝细胞的再生能力不足,则干细胞(如卵圆细胞)参与肝再生[5]。
肝卵圆细胞(HOCs)最先由Opie EL.在1944年描述,一般认为它具有肝脏“干细胞”性质,具有无限增殖以及分化为成熟肝细胞和胆管细胞的能力。通常情况下,在正常的肝脏内并不能检测到卵圆细胞[7]。肝纤维化时,肝卵圆细胞活化[8]说明肝细胞再生能力不足。
1.5 肝细胞上皮-间质转化现象实质是胚胎化
上皮-间质转化(EMT)是指成熟的上皮细胞丧失部分上皮细胞特征,如细胞间连接丢失、细胞极性丧失,获得了一些间质细胞的特征,如浸润性和迁移游走能力。1982年,Greenburg和Hay在培养晶状体上皮细胞时首先提出EMT的概念。已证实,在肾纤维化、肺纤维化、腹膜纤维化和晶状体纤维化中有EMT的发生。多项临床、动物、细胞学实验表明,肝纤维化时肝细胞也出现EMT现象[9]。
在个体发育上,EMT见于胚胎时期,但在成年生物,“终末分化”的上皮细胞则呈现出表型稳定的状态,除在肿瘤的发生发展过程中其表型可发生转化外,其余时期成熟上皮细胞在细胞分化上则表现为静默[10],所以肝纤维化时肝细胞的EMT现象实质上是胚胎化。
此外,具有分化为肝细胞和胆管上皮细胞双向潜能的小鼠及人肝祖细胞体外培养,可以共表达上皮细胞标志和间充质细胞标志,也揭示了肝细胞EMT现象的胚胎化实质[9]。
1.6 卵圆细胞即是胚胎性细胞
卵圆细胞的胚胎性特征如Jose Uriel指出,肝细胞非癌性再生时,如肝部分切除、急性病毒性肝炎和中毒等,在肝再生结节中观察到多量不成熟的卵圆形细胞。此时,患者血清中一过性地出现一些胚胎性抗原和胚胎型同工酶[11]。AFP(甲胎蛋白)mRNA (2.1kb)在部分卵圆细胞以及少数靠近卵圆细胞的小肝细胞及/或肝细胞均呈阳性反应。AFP免疫组化结果大部分与其mRNA杂交结果相符[6]。
1.7 甲胎蛋白开始出现阳性
1963年,苏联Abelev发现原发性肝癌产生AFP。AFP是一种胎儿早期的血清蛋白,由胎肝细胞、胚胎前肠和卵黄囊内胚层细胞合成,出生后第4~5天下降到胎儿早期水平的一半,数月后即处于难以检测的数量值[6]。正常人的肝细胞失去合成AFP的能力[12]。
所以,肝纤维化时AFP开始出现阳性的实质上是胚胎化。如王晖等对66例慢性肝病患者的肝活检和外周血清中透明质酸(HA)、层黏蛋白(LN)、Ⅲ型胶原(PⅢP)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)和AFP的检测表明,AFP可随肝脏炎症纤维化的升级,异常率明显增高,S4可达50%。在B超、CT或MRI排除肝脏肿瘤后,肝纤维化是AFP升高的一个重要因素,同时AFP的异常对于判别肝纤维化也有重要的参考价值[13]。
1.8 成熟肝细胞合成的白蛋白减少
AFP和白蛋白(ALB)是肝细胞在不同分化阶段的产物,成熟肝细胞仅合成ALB。胎肝的肝细胞产生AFP,至胎后期随着肝细胞的成熟向ALB转化[14]。肝纤维化时,肝脏合成ALB减少[15]。
1.9 肝组织肥大细胞浸润符合虚证病理
1.9.1 正常人肝脏内有少量肥大细胞(MC)存在[16]
1.9.2 肝纤维化时肝组织肥大细胞浸润 如贾晋斌等用复合因素建立大鼠肝纤维化模型,分别于实验第2、4、6、8周末取样观察相关指标。经肝组织TB染色(甲苯胺蓝染色示MC)、ABS染色(Alcian蓝+藏红染色)、硫酸小檗碱荧光染色(示肝素)和电镜观察,以及肝组织组胺浓度测定,证明肝纤维化进展过程MC功能活跃的同时,出现增殖[17]。
1.9.3 肥大细胞在肝纤维化中发挥作用 近年来,越来越多的研究表明,肥大细胞也参与肝纤维化过程。有研究表明,在肝纤维化过程中,随着MC数目的增多,组胺、类蛋白酶及类胰蛋白酶等MC活性介质大量释放,其释放的量与肝纤维化程度及胶原合成呈正相关[16]。
1.9.4 肥大细胞功能活跃的过敏性疾病,如支气管哮喘、过敏性鼻炎、过敏性结膜炎等,其主要病机均是阳气虚[18]。
1.9.5 肝纤维化时,浸润于肝组织中的肥大细胞受胆碱能神经(副交感神经)支配[16],而副交感神经在阳虚时兴奋性增强。
1.10 TGF-β通路激活的实质是胚胎化
TGF-β1(转化生长因子-β1)是Tucker在1984年发现的一种与多种肿瘤生长相关的多肽性细胞生长调节因子,与肝脏损伤及疾病发生关系密切。
1.10.1 TGF-β通路在胚胎期(包括肝脏和肝细胞)发挥重要作用 如张晓等用免疫细胞化学法发现,在胚胎第51天,肝、脑室和脊髓等组织器官中均有TGF-β阳性细胞存在。胚胎时期,人的肝组织是合成TGF-β的主要部位,约占血液TGF-β总量的90%。对12~20周胚胎组织进行免疫组化研究观察到,呈TGF-β阳性反应的肝细胞可占总数的70%[19]。
1.10.2 TGF-β在成年肝脏特别是肝细胞表达不明显 尽管存在不同结果,但总的来说TGF-β在成年肝脏特别是肝细胞表达不明显[20]。
1.10.3 肝纤维化时TGF-β通路的激活其实质是胚胎化 肝纤维化时TGF-β通路激活,如研究发现,肝纤维化时TGF-β1明显增高,而且其增高总是与胶原、Fn(纤维连接蛋白)、蛋白聚糖、Ⅲ型前胶原氨基末端肽(PⅢP)等反映肝纤维化指标的增加相伴随[20]。
1.10.4 EMT主要通过TGF-β1通路调节 涉及EMT的信号通路有许多,研究较多的有TGF-β通路、Wnt通路。TGF-β通路是作用较明确的诱导EMT的信号通路[21]。
1.11 Wnt/β-catenin通路激活实质是胚胎化
Wnt基因于1982年由Nusse和Varmus研究发现。Wnt信号通路有经典和非经典两种,经典Wnt信号通路,即Wnt/β-catenin(β连环蛋白)信号通路。这也是目前研究较多且较为清楚的Wnt信号通路。
1.11.1 Wnt/β-catenin通路在胚胎期(包括肝脏和肝细胞)发挥重要作用 如万赞燕等述,Wnt信号被证实在肝脏胚胎分化发育中具有重要作用,如引起肝脏体积的增大及肝细胞数量的增多等[22]。
1.11.2 Wnt/β-catenin在成年肝脏、肝细胞表达不明显 正常机体组织细胞中没有Wnt信号,胞质中仅有少量游离态的β-catenin。用RT-PCR检测大鼠正常肝组织未检测到Wnt1、cyclin-D1(细胞周期蛋白-D1)以及c-myc等mRNA的转录,免疫组化检测到β-catenin蛋白在肝细胞膜处呈弱阳性表达[23]。
1.11.3 肝纤维化时Wnt/β-catenin通路的激活其实质是胚胎化 肝纤维化时,Wnt/β-catenin通路激活。如孙利兵等述,以往的研究表明,Wnt信号通路与肺纤维化、肾纤维化的形成密切相关。近年来的研究证实,Wnt信号通路在肝纤维化的发生发展中发挥着重要作用。越来越多的研究证实,Wnt信号传导通路在HSC的活化和增殖中发挥着重要作用[23]。
2 结语
中医认为“虚极及肾”,从病程、肝细胞再生能力、肝细胞端粒长度、卵圆细胞、肝细胞EMT现象、甲胎蛋白、白蛋白、肥大细胞、TGF-β通路、Wnt/β-catenin通路等方面看,肝纤维化时,肝细胞的再生能力转而弱于间质的增殖修复能力,说明肝细胞生机不足。同时肝组织开始出现胚胎化特征,说明已“损及胎元”,所以肝纤维化的主要病机是肾虚,应从肾论治。
目前对肝纤维化的辨证主要有肝郁脾虚、肝肾阴虚、脾肾阳虚、瘀血阻络、湿热中阻和气滞血瘀[24],从肾论治为主者极少。
在肝纤维化病理中,如果主要着眼于“纤维”,就会更注重 “实证”;如果主要着眼于“肝细胞”,就会更注重 “虚证”。
尽管肝细胞占肝脏细胞总数超过80%,但在肝纤维化过程中的病理生理作用一直被忽略[10]。即使目前重视程度提高,但主要也集中在其产生纤维方面的作用,如合成胶原基质、合成非胶原基质、合成基质金属蛋白酶(MMPs)、合成细胞因子及细胞因子结合蛋白、表达细胞外基质受体、调节ECM(细胞外基质)降解、表达细胞黏附分子、合成一氧化氮和一氧化氮合成酶iNOSmRNA、表达原癌基因、肝细胞EMT等[25],而相对忽视其衰老和增殖修复能力下降。
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A
1006-3250(2017)09-1211-03
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金自主选题项目(YZ-1660)-补肾法对肝纤维化大鼠的干预作用及对TGF-β/Smad信号通路的影响
陈春宇(1989-),女,医学硕士,在读博士,从事中医诊法与证候研究。
陈小野,研究员,博士研究生导师,从事中医学基础研究,Tel:13671340726,E-mail:chenxiaoye1@sina.com。
2017-03-08