1上海中医院
2上海中医药大学肝病研究所
3肝肾疾病病证教育部重点实验室
4上海市中医临床重点实验室
5国家中医药管理局重点研究室(慢性肝病虚损)
多种慢性肝病（如乙型和丙型肝炎、酒精性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、血吸虫病、自身免疫性肝病、药物性肝损伤等）可导致肝纤维化的形成。肝纤维化是发展为肝硬化的重要病理过程，多年来相关研究蓬勃开展，已从多方面揭示了肝纤维化的复杂形成机制，其中肝星状细胞（HSC）仍是目前肝纤维化研究的热点和重点。早在年，该细胞已被发现，确定为非Kupffer细胞。其定位于肝窦内皮细胞和肝细胞之间的Disse间隙，分散在整个肝脏中，约占所有肝固有细胞的10%。在生理状态下，HSC表现为不增殖的静止表型，在细胞核周围的细胞质中富含视黄酯（维生素A或称维甲酸）脂滴，是其不同于其他细胞的形态学特征，也据此可用密度梯度离心的方法将其从肝脏中分离。在外界刺激因素的作用下，HSC由静止状态转变为活化状态，细胞质中脂滴逐渐消失，大量形成胶原和其他细胞外基质（ECM），这一转变对肝纤维化形成至关重要。HSC是肝肌成纤维细胞的主要细胞来源。阻断HSC活化或使活化HSC失活，促进纤溶物质的活性增强，是潜在的抗肝纤维化靶点。目前，相关研究仍不断开展，关于HSC活化的调节因子、代谢调节通路、信息传递新介质、表观遗传学等的研究报道层出不穷。及时更新有关HSC活化的新靶点、新通路的信息，对开发有效的抗纤维化药物有重要意义。
现已发现众多由其他肝细胞、免疫细胞和血小板等合成分泌的慢性肝脏炎症因子、活性氧和细胞因子均可激活HSC，近年还发现微小RNA（miRNA）、长非编码RNA（lncRNA）和外泌体也参与HSC的活化过程，过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）具有抑制HSC活化的功能。
1细胞因子与HSC活化
HSC的活化需要外界某些细胞因子的刺激，这些细胞因子包括TGFβ、血小板源性生长因子（PDGF）、血管内皮生长因子（VEGF）和结缔组织生长因子（CTGF）等。
1.1TGFβ与HSC活化
TGFβ由肝细胞产生，被认为是潜在的纤维形成细胞因子。TGFβ家族包含有大约40个结构相关的因子，在哺乳动物中表达有3个亚型：TGFβ1、2和3，其中TGFβ1是表达最多的一个亚型。TGFβ生物活性配体由同源或异源二聚体多肽构成，合成的前体分子通过内切酶水解后成熟。活化的TGFβ二聚体通过细胞膜上的TGFβⅠ型和Ⅱ型受体（TβRⅠ和TβRⅡ）介导信号转导，磷酸化丝氨酸/苏氨酸激酶使之活化，调控下游目标蛋白的活性。在纤维化形成过程中，组织和血液中活化TGFβ1的水平升高，过表达的TGFβ1可以结合HSC表面的受体，上调ECM表达，诱导纤维形成。活化HSC及肌成纤维细胞又可持续地刺激自身分泌TGFβ1，进一步激活HSC。HSC经上述旁分泌和自分泌途径激活，是肝纤维化形成的重要机制。TGFβ通过经典的TGFβ/Smad信号通路介导HSC转分化。在TGFβ的刺激下，调节Smad（Smad2、3）募集到TGFβ受体上，通过磷酸化使其活化，活化的Smad复合物，同时募集转录共激活分子（如P/CBP、MSG1）和共抑制分子（TGIF、Ski/SnoN)。随后，p-Smad2/3与Smad4形成复合物，然后转定位于核内，调节下游促纤维化基因的转录，导致纤维化的形成。活化的Smad2/3与Smad4形成复合物促进HSC对Ⅰ型和Ⅲ型胶原的转录。相反，在自动反馈调节过程中，Smad7扮演一个负调节因子作用。TGFβ也可以调节活化的丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路，包括细胞外信号调节激酶、p38MAPK和c-junN-末端激酶，促进HSC活化。CD是一个存在于HSC表面的糖基化跨膜蛋白，可以由TGFβ1的刺激升高，近期研究显示，TGFβ1-CD在调节HSC活化过程中发挥重要作用。肝纤维化患者血清和肝组织高表达CXC趋化因子CXCL6，研究显示CXCL6可以刺激Kupffer细胞释放TGFβ，诱导HSC活化。
1.2PDGF与HSC活化
PDGF是一种血清衍生成分，是平滑肌细胞、成纤维细胞和神经胶质细胞生长所必需的因子，由肝细胞产生。PDGF家族是由4个基因编码的产物，由5个二聚体亚型组成：PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-CC、PDGF-DD和PDGF-AB异二聚体。这种生长因子家族在成人胚胎发育和伤口愈合中起着至关重要的作用。PDGF的功能性受体由PDGFRα/α和PDGFRβ/β同源二聚体和PDGFRα/β异源二聚体组成，与PDGF结合，激活由2个基因编码的PDGFRA和PDGFRB受体蛋白-酪氨酸激酶发挥作用，是HSC和肌成纤维细胞潜在的趋化因子。在人或啮齿动物肝损伤时，PDGFRβ在HSC中被诱导表达，PDGFRβ基因缺失减轻了四氯化碳（CCl4）和胆管结扎小鼠模型的肝损伤，抑制了纤维化形成。有文献报道，普萘洛尔通过抑制PDGFR/Akt磷酸化，抑制PDGF-BB诱导的LX-2（人HSC细胞株）细胞迁移和纤维化形成。在PDGF-BB处理的HSC来源的外泌体（细胞外囊泡）中富含PDGFRα，其形成依赖于Src同源性2结构域酪氨酸磷酸酶2途径，参与肝纤维化的发展。
1.3VEGF与HSC活化
VEGF由肝窦内皮细胞和HSC释放，诱导HSC增殖和血管新生。研究显示，给模型小鼠（C57BL/6小鼠胆管结扎后进行胆囊空肠吻合术，重建胆道流，产生纤维化逆转模型）注射VEGF中和抗体和对照抗体，发现VEGF中和抗体阻断纤维化的进展，但同时也妨碍了肝组织修复和纤维化逆转。所以拮抗VEGF可能对组织再生和细胞因子信号产生一些不良的抑制，以及抑制正常血管的形成。
1.4CTGF与HSC活化
CTGF是一种在组织损伤应答中，通过多种细胞表达的基质细胞蛋白，可作为纤维化的一般标志物。CTGF可以调节细胞增殖、分化、黏附、趋化、迁移、凋亡和细胞外基质生成，在正常的肝脏中表达水平较低，在纤维化患者肝脏中和肝纤维化动物模型中表达显著上调。miR-19-5p主要表达于静止的小鼠HSC中，其作用靶点为CTGF，直接抑制CTGF的产生。肝纤维化小鼠肝脏或活化的原代小鼠HSC中CTGF表达上调，与此时miR-19-5p下调有关。
2PPAR与HSC活化
敲除PPARγ后可使原代HSC向肌成纤维转分化，恢复PPARγ能够使活化的HSC逆转为静止表型。特异性干扰HSC的PPARγ可加剧小鼠对CCl4诱导的肝损伤和纤维化应答。PPARδ激动剂KD可以缓解CCl4和胆管结扎诱导的小鼠肝损伤和纤维化。选择性PPARγ抑制剂GW可有效地消除川芎嗪对HSC细胞周期功能的抑制作用。Elafibranor是一种PPARα-PPARδ激动剂，一项随机、双盲、安慰剂对照试验显示，持续服用Elafibranor1年（mg/d），可以逆转非酒精性脂肪性肝炎纤维化，不使其进一步恶化，其作用机制可能与HSC和肝细胞有关。
3miRNA与HSC活化
多项研究发现，miRNA的表观遗传调节与HSC活化相关。miRNA是小编码RNA（长度约22个核苷酸），通过改变mRNA降解，调控转录后基因的表达。miRNA可以控制HSC的活化和非活化。从正常肝脏分离的人HSC表达低数量的miRNA（n=），细胞经培养活化后，miRNA谱中有47个下调，个上调。促纤维化miRNA包括miR-21、miR-、miR-、miR-27等。相反，抗纤维化miRNA包括miR-a、miR-a、miR-29、miR-15b、miR-16、miR-、miR-a、miR-、miR-、miR-等。
近期研究发现，过表达miR-29J家族主要通过下调PI3K/AKT信号通路诱导HSC凋亡，减少ECM累积；miR-34家族通过诱导HSC活化促进肝纤维化；miR-家族和miR-家族是ECM沉积和促纤维化细胞因子释放的因素。固醇调节原件结合蛋白-1c在抑制HSC活化中发挥重要作用。在体外培养的HSC（分离自C57BL/6Job/ob小鼠）中miR-27a/b-3p可以降低固醇调节原件结合蛋白-1c和肝脏X受体α水平，增加α平滑肌肌动蛋白和Ⅰ型胶原的表达。而脂肪源性激素瘦素在体内和体外均可以上调HSCmiR-27a/b-3p水平，在肝纤维化中起重要促进作用。抑制miR-表达与促进HSC增殖相关，进一步研究发现，Smad是miR-的直接相关靶位。在HSC中的miR-a-5p通过抑制TGFβ/Smad和LPS/NF-κB/Bambi信号通路抑制肝纤维化。miR-30a在肝纤维化小鼠中显著下调，其过表达则能阻断胆管结扎诱导的大鼠肝纤维化的形成，下调ECM的生成。在小鼠纤维化肝组织中，miR-30a通过抑制自噬相关蛋白Beclin1的下游效应物，抑制HSC自噬，从而增加HSC中脂滴累积，抑制肝纤维化。
4长非编码RNA与HSC活化
除了miRNA，lncRNA也参与肝纤维化形成。有研究观察到，在肝纤维化小鼠模型中lncRNA-p21的表达显著降低。过表达lncRNA-p21可抑制体外培养的HSC活化，且可以使活化HSC逆转为静止表型。在mRNA和蛋白水平，lncRNA-p21均能促进p21的上调，其通过增加p21的表达，抑制原代HSC的细胞周期进程和增殖。与健康者相比，肝硬化患者血清中lncRNA-p21表达水平显著降低，在失代偿期患者中更加明显。lncRNA-p21或许可以作为肝硬化患者，尤其是失代偿期肝硬化患者诊断及治疗的监测指标。近期另一研究发现，肝脏富含的肝纤维化相关lncRNA1（lnc-LFAR1），有促进肝纤维化的作用。体外沉默lnc-LFAR1可抑制HSC活化和减少TGFβ1诱导的肝细胞凋亡。
5外泌体与HSC活化
外泌体是直径约为50~nm的细胞源性的细胞外囊泡，由多囊泡体的限制性膜通过向内萌芽形成，并且在多囊泡体与细胞质膜融合时被释放到细胞外，通过传递特异性成分到靶细胞，促进细胞间信息传递。许多细胞成分，包括mRNA、miRNA和蛋白，可能从带有膜囊泡的细胞中分泌到细胞外，进入血液、尿液或唾液等体液。CCN2被包裹在外泌体中分泌出HSC外，介导HSC间的信息传递。外泌体性CCN2可能通过结合其他外泌体成分，放大或缩小纤维形成信号。由于其可进入体液，故可作为1种非侵入性生物标志物，用于评估肝纤维化的程度。外泌体可以介导HSC细胞间miRNA传递，Chen等发现，CCN2在纤维化、脂肪肝、培养活化或经酒精处理的原代小鼠HSC中上调，这种上调与miR-的下调有关。为了进一步研究miR-和外泌体关系，他们分离HSC外泌体，发现其中存在miR-，应用外泌体抑制剂GW预处理细胞后，此外泌体中miR-表达降低。后续实验发现，通过外泌体能够将LX-2内miR-传递到其他LX-2或人HepG2细胞，导致CCN2下游物质包括α平滑肌肌动蛋白或胶原的产生抑制。后续Chen等确定了HSC源性外泌体在HSC上的受体是整合素和硫酸乙酰肝素蛋白多糖。细胞通过外泌体传递信号，可能是细胞之间相互作用的物质基础。Devhave等发现原代HSC或LX-2暴露于HCV感染的肝细胞源性外泌体（HCV-exo）中，可致促纤维形成标志物增加。HCV-exo运载miR-19和靶向SOCS3到HSC中，促进纤维化标志基因的产生。与健康志愿者和非HCV相关肝纤维化患者相比，在HCV感染的肝细胞和慢性HCV导致肝纤维化的患者血清外泌体中，miR-19a呈高表达。上述研究进一步提示，体液外泌体成分的检测或可作为非侵入性肝病诊断的手段之一。在以棕榈酸诱导脂毒性内质网应激模型中，与赋形剂处理的肝细胞相比，用棕桐酸处理肝细胞得到的外泌体与LX-2共培养，可使后者纤维化发展相关基因的表达明显增强，提示外泌体可能在调节肝细胞和HSC间的串话中起重要作用。CCl4诱导肝损伤时，在HSC中肝细胞源性外泌体介导的TLR3活化，通过增加γδT淋巴细胞产生IL-17A加重肝纤维化，提示外泌体在细胞间传递信息，可能参与调控细胞免疫。
6展望
本文受篇幅所限，无法将已知的所有影响HSC活化的因子及信号通路作系统性总结，仅对影响HSC的几种主要细胞因子和PPARγ的近期研究结果以及近年的研究热点——miRNA、lncRNA、外泌体等与HSC活化的关系进行了综述，旨在介绍治疗肝纤维化的潜在新靶点。纤维化的形成机制十分复杂，仅着眼于单一的环节或靶点抗肝纤维化恐难以收效，这可能是至今仍未有基于某一基因或蛋白质功能开发治疗肝纤维化的化学药物和生物药物的原因之一。将作用于HSC活化的不同靶点的化学药物或中药成分合理组成复方，可能将在肝纤维化治疗学上有所突破。
引证本文：姜娜,平键,徐列明.肝星状细胞的活化机制——探寻肝纤维化新的诊断指标和治疗靶点[J].临床肝胆病杂志,,35(3):-.
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本文编辑：邢翔宇
