Notch信號通路與肝纖維化

Notch信號通路與肝星狀細胞(HSC)活化

HSC位於Disse間隙內,正常HSC的胞質內有富含類維生素A的脂滴(肝內維生素A的含量高達體內含量的80%,在貯存和代謝維生素A中發揮重要作用),可調節血管和肝竇血流,並具有產生膠原酶的能力。當肝受損時HSC被激活,轉化為肌成纖維細胞並分泌α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、波形蛋白及結蛋白等,併合成大量的細胞外基質。

HSC的持續激活是肝纖維化發生髮展的關鍵環節,目前已經證實Notch信號通路與HSC的活化關係密切。Notch1和TGFβ/BMP信號通路共同作用可以調控Hes1的基因表達,從而誘導HSC的活化。在HSC-T6細胞系中,Notch3的胞內結構域(NICD3)與該細胞的α-SMA、Ⅰ型膠原(ColⅠ)等表達具有一致性,而當Notch3被小干擾RNA(siRNA)沉默后,α-SMA、ColⅠ的表達則無顯著增加。同時體內實驗也證實,纖維化的肝組織中Notch3、Hes1、JAG1、α-SMA、ColⅠ的表達顯著增高。通過免疫染色觀察發現CCl4大鼠肝纖維化模型肝組織的Notch1、Notch3、Notch4陽性細胞明顯增加。研究發現,當靜止型HSC活化成為肌成纖維細胞時,Notch2、Notch3、Hey2的表達量顯著上升,而使用γ-分泌酶抑製劑后可以抑制HSC的活化過程。提示Notch信號通路調控HSC的活化參與肝纖維化的進展,其中Notch3的高表達與HSC的活化呈正相關,選擇性干預Notch3可能成為治療肝纖維化的新途徑。

Notch信號通路與肝祖細胞( HPC)活化

成年肝臟中存在可分化為肝細胞或膽管上皮細胞譜系的雙潛能HPC[12]。當慢性肝損傷或成熟肝細胞再生受損時,HPC活化並可特化為膽管上皮細胞或肝細胞。目前已證實在膽汁性肝纖維化中,新生的膽管上皮細胞可分泌TNFα、TGFβ1、PDGF、IL-1、IL-6、IL-8、單核細胞趨化因子1等多種促纖維化細胞因子,促進門靜脈周圍的成纖維細胞和HSC活化為肌成纖維細胞,合成大量的細胞外基質,導致肝纖維化的發生與發展。

Notch信號通路參與HPC活化。研究發現Notch信號通路對未分化狀態下的HPC增殖有重要調節作用,其中Notch1、Notch2、Notch4受體對增殖有促進作用,而Notch3受體對其有抑制作用。筆者前期研究結果表明,在膽管結紮誘導的大鼠肝纖維化模型中,Notch信號顯著活化並促進HPC向膽管上皮細胞分化,促進肝纖維化進展,採用DAPT(一種γ-分泌酶抑製劑)阻斷Notch信號后,HPC向膽管上皮細胞的分化明顯減輕,隨之肝纖維化程度明顯減輕。提示Notch信號通路參與了膽汁淤積性肝纖維化的發生與發展,抑制Notch信號通路可抑制膽汁性肝纖維化的進展。

Notch信號通路與免疫調節

近期研究發現,免疫細胞如輔助性T淋巴細胞(Th)17、Th22、自然殺傷細胞(NK細胞)、自然殺傷T淋巴細胞(NKT細胞)等均參與肝纖維化的發生。在肝纖維化進程中,以HSC激活為中心環節,Kupffer細胞、NK細胞、NKT細胞等免疫細胞通過合成分泌細胞因子、趨化因子等化學介質,構成影響HSC的免疫細胞-細胞因子-趨化因子免疫微環境,共同促進肝纖維化的進程。

Notch信號通路在免疫系統中的研究主要集中於淋巴細胞發育、髓樣細胞分化、巨噬細胞極化等方面。研究發現,無論在體內還是體外,使用γ-分泌酶抑製劑DAPT干擾脂多糖激活的Notch信號通路均能夠抑制巨噬細胞分泌IL-1β和IL-6,但TNFα的表達不變。而使用γ-分泌酶抑製劑IL-CHO阻斷Notch信號通路,可以減少巨噬細胞IL-6的分泌,增加IL-10基因的表達。研究表明,阻斷Notch信號通路可以減少Th1中IL-10的分泌。在CCl4誘導的小鼠肝纖維化模型中,使用Notch信號通路γ-分泌酶抑製劑之後,經典活化型M1巨噬細胞減少而選擇性活化型M2巨噬細胞增加,表明Notch信號通路參與巨噬細胞的極化現象。Notch信號通路參與肝纖維過程中的免疫反應,提示本信號對參與肝纖維化過程的免疫細胞有一定作用。

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引證本文:

ZHANG X, LIU P, MU YP. Relationship between the Notch signalingpathway and the development and progression of liver fibrosis[J]. JClin Hepatol, 2018, 34(1): 181-183. (in Chinese)

張旭, 劉平, 慕永平. Notch信號通路與肝纖維化發生髮展的關係[J]. 臨床肝膽病雜誌, 2018, 34(1):181-183.

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