細胞外基質與器官纖維化

1、2022-3-291細胞外基質與器官纖維化細胞外基質與器官纖維化Extracellulal Metrix(ECM)and fibrosis of organ 南京醫(yī)科大學病理系 徐秉棟編寫 2022-3-292器官間質：廣泛存在于實質細胞之間，是細胞產物，在細胞密集的組織中細胞間質較少，在細胞較分散的組織中，細胞間質較多。通稱纖維結締組織。 實質2022-3-293 第一節(jié) 細胞外基質（Extracellular Matrix,ECM）的組成及其代謝和功能2022-3-294ECM結構：是由蛋白質和碳水化合物組成的復合物。細胞外基質一般包括膠原、非膠原糖蛋白及蛋白多糖ECM 功能：不僅起支架作

2、用，而 且對調控細胞粘附，增殖，分化和表型。在創(chuàng)口愈合和腫瘤發(fā)生等病理過程有重要作用 2022-3-295 一 膠原（Collagen） 膠原分類n膠原是多數組織中ECM的主要成分，目前已發(fā)現至少19種基因序列不同的膠原n膠原分類:n一、按其發(fā)現的順序;分別命為：型、型、型其中 V 幾乎遍及所有結締組織。 n二、按分布及部位 ：間質性膠原、基膜膠原、細胞間膠原n三、按形態(tài)結構 ：束狀膠原、網狀膠原、微絲狀膠原、錨樣細絲膠原2022-3-296膠原基本結構n膠原基本結構單位是原膠原分子，后者由三條相同或不相同的a肽鏈組成，具有一段螺旋結構。n肽鏈的氨基酸序列G-X-Y重復順序，其中G（甘氨酸）約

3、占1/3，與形成螺旋結構有關；另二種（X和Y）以脯氨酸和羥脯氨酸為多（附圖1）。2022-3-297圖1 膠原結構模式n 2022-3-298根據膠原的形態(tài)和結構特點 及分布，一般可分為三類 n 間質膠原又稱纖維膠原 n 基膜膠原即型膠原 n 細胞外膠原 2022-3-299間質膠原又稱纖維膠原n分布于細胞和組織之間，以多聚的纖維束形式存在，作為組織和器官的主要支架。n、型膠原廣泛分布于多種組織結締組織中為器官內主要膠原。n型膠原存在于軟骨內。2022-3-2910基膜膠原 (型膠原)n型膠原大多存在于基膜內。型膠原的聚合成網狀以及柔順易彎的特性。型膠原與ECM的另一些成分層連蛋白（Ln)及硫

4、酸肝素共同組成的基膜結構。2022-3-2911細胞外膠原V型膠原:n V型膠原為細纖維，組織內分布廣泛，與其他膠原伴存.n，n功能：n 1.有連接其它膠原的作用；使纖維長度和寬度增加，并提高其抗降解力。n 2.V型膠原圍繞細胞作為其外骨架；n 3.在內皮細胞表面則有抗凝血作用。n 2022-3-2912型膠原:n型膠原為鏈樣大分子。電鏡下型膠原為細纖維，存于多數結締組織中。n 功能：在細胞和纖維性基質間起橋梁及粘附作用n。2022-3-2913、 彈力纖維彈力纖維為無定形纖維，它與膠原纖維互相纏繞，在大動脈可占50%，是動脈主要成分之一，使動脈具有收縮性.完整的彈力膜可防止LDL進入血管壁并

5、抑制平滑肌細胞增殖 2022-3-2914n二非膠原糖蛋白nNoncollagenous Glycoproteinsn是一類高度交聯(lián)糖蛋白，溶解度很低，對細胞及ECM的其他成分有特異性粘附作用。非膠原糖蛋白種類很多，目前研究較清楚的有纖維連接蛋白(Fn)及基膜連接蛋白(Ln)2022-3-2915n纖維連接蛋白fibronectin(Fn) 有多個功能區(qū)，可分別與多種物質結合發(fā)揮效應：n 與纖維蛋白結合，對血凝和創(chuàng)傷愈合是重要的；n 與膠原結合，尤其是與變性的型膠原（明膠）親和性最高；n 與肝素結合，從而連系ECM中的蛋白多糖并藉此調節(jié)與細胞表面相接觸；n與細胞結合，主要由Fn分子的RGD（A

6、rg-Gly-Asp）氨基酸序列與細胞相應受體結合，形成細胞內外復合體，使細胞骨架纖維與細胞外基質相連，影響細胞游走、吞噬生長和分化。2022-3-2916n 2、基膜連接蛋白或稱層連蛋白（Laminin,Ln）：nLn是基膜中主要的非膠原糖蛋白，Ln與同類分子相連也可與型膠原和硫酸類肝素相連n 功能：n 具有復雜的生物學功能，如調控細胞粘附，增殖，分化和表型。n在體外Ln可促進軸突生長，神經元存活及細胞移行。2022-3-2917n近幾年還陸續(xù)發(fā)現和報道的連接糖蛋白主要有：n玻連蛋白玻連蛋白（vitronectin,Vn）廣泛存在于血液和多種組織，為一種多功能黏附糖蛋白。VN在止血過程中有廣

7、泛作用n細胞粘合素細胞粘合素tenascin(Tn)，又稱腱蛋白，廣泛存在于神經組織、骨、軟骨、結締組織及上皮周圍。功能不清楚，有抗黏附作用n粗纖維調節(jié)粗纖維調節(jié)素素（undulin Ud）；又稱波形蛋白，其結構與FN相似，分布于全身結締組織中n血小板反應蛋白血小板反應蛋白（thrombospondin,Ts）；又稱血酸黏附素，能影響內皮細胞的黏附、運動、增殖，是一種有效的內源性血管生成抑制因子2022-3-2918三、蛋白多糖（protoglycam PG）n蛋白多糖是由一個核心蛋白作骨架與胺基多糖(Glycosaminoglycan,GAG)側鏈共價結合形成的生物大分子物質，它們與膠原一起

8、分布于細胞外基質和基底膜上，同時也分布于細胞膜上。2022-3-2919n蛋白多糖包括n透明質酸（Hyaluronic acid,HA)n硫酸乙酰肝素（Heparan Sulfate HS）n硫酸皮膚素（Dermatan Sulfate DS）n硫酸軟骨素(Chondroitin Sulfate CS)n硫酸角質素(Keratan sulfate KS)2022-3-2920透明質酸（Hyaluronic acid,HA)nHA廣泛存在于ECM中，是一個高度含水巨大的蛋白多糖聚體。HA主要由間質細胞合成n功能: (1) 促進細胞增殖，遷移參與，胚胎發(fā)生發(fā)育過程。 (2) 在創(chuàng)口愈合和腫瘤發(fā)生等

9、病理過程有重要作用 2022-3-2921硫酸乙酰肝素（Heparan Sulfate HS）n是基膜主要成分之一，n它與多種生物效應分子（生長因子及受體，ECM蛋白，黏附分子）互相作用，參與調節(jié)細胞增殖、分化、黏附及轉移等2022-3-2922硫酸皮膚素（Dermatan Sulfate DS）nDS與CS部分相似，所不同在結構上， 。n功能：主要有抗凝血和抗血酸的活性，此外還有滋潤皮膚，保護水分的作用2022-3-2923硫酸軟骨素(Chondroitin Sulfate CS)n主要分布軟骨、骨、肌膜 、韌帶和血管中，CS在體內很少游離存在，而是與蛋白質共價鍵形成PG大分子。n功能：CS

10、可促進膠原纖維的形成和穩(wěn)定，除此CS有抗凝作用，保護和修復神經元，CS有抗腫瘤作用，有抗氧化自由基作用2022-3-2924硫酸角質素(Keratan sulfate KS)n在大的PG聚合體中，含量較高，隨著聚合體的破壞，KS下降，CS上升。2022-3-2925n總之，膠原、粘連糖蛋白，蛋白多糖在細胞外形成網絡狀結構，與細胞密切接觸，通過細胞表面的受體、細胞骨架、乃至細胞核相聯(lián)系，提供微環(huán)境中的信息傳遞，影響細胞生長、分化等生理功能。 2022-3-2926第二節(jié) 組織內ECM的生成和降解 n一、ECM的合成 n二、ECM的檢測方法 n三、ECM的生成細胞 n四、ECM形成的重要的調節(jié)因子

11、 2022-3-2927一、ECM的合成n三類ECM成分的合成過程雖有所差別，但開始都是在細胞內以相應的遺傳基因為模板經翻譯和轉錄合成多肽后，分泌至細胞外，并在細胞內或細胞外經歷一系列加工、修飾而成。n如膠原的生成n細胞內過程,前膠原DNA(翻譯)_ 前膠原mRNA(轉錄) 前膠原 (羥化和糖基化) 多肽n細胞外過程,多肽經分泌小泡分泌到細胞外(去端肽和交聯(lián))-膠原原分子肽鏈 邦 2022-3-2928 2022-3-2929二 ECM檢測方法ECM的檢測方法 很多n1.免疫組化:可以針對ECM各種成分的抗體作免疫組化染色n2.原位分子雜交:用相應肽類成分的核酸探針，標以同位素或非同位素（如地

12、高辛配基生物素）作原位分子雜交，結合光鏡及電鏡觀察，作出ECM的細胞及亞細胞水平的定位n3.細胞體外培養(yǎng):組織可經梯級離心,把檢測組織分離出各種細胞，分別作體外培養(yǎng)。2022-3-2930n為了區(qū)分各種ECM成分的不同型別，目前多采用免疫組化手段。n由于組織內ECM無處不在，且常多種成分同時伴存，而基質的免疫原性又差，為避免型 間交叉和非特異著色 。必須選用抗同一類型抗原，采用不同抗原決定簇 的單克隆抗體，結合適當的染色方法，才能滿意地顯示， n 2022-3-2931三、ECM的生成細胞n在不同器官產生ECM的生成細胞不盡相同。ECM產生不僅來原于實質細胞，更重要是 間質細胞 .(主要是成纖

13、維細胞.，單核巨噬細胞，肥大細胞，效應細胞 如肝星狀細胞，腎系膜細胞，血管平滑肌細胞等)。2022-3-2932四、纖維化形成中的重要調控因子n在正常情況下,ECM有合成過程，也有降解過程. 在ECM 合成過程中， 有些因子起著促進作用,有些因子起著抑制作用,這些 調控ECM合成或降解的因子有二類 n（一） 細胞因子n（二）蛋白酶細胞外基質逆轉:n 基質金屬蛋白酶（MMP）及基 質金屬蛋白酶抑制劑（TIMP）。2022-3-2933 （一）細胞因子n細胞因子（cytokine)是由細胞分泌的具有生物活性的低分子蛋白，在個體細胞間起著信息傳遞作用。細胞因子對細胞的增殖，分化及功能均有調節(jié)作用。2

14、022-3-2934n細胞因子具有以下特點：n.它們由多種細胞產生，經自泌、旁泌機制在其產生部位發(fā)揮作用。n.血液中及細胞內的細胞因子，一般在進入組織后經酶解或生物轉化，形成活性因子才能發(fā)揮作用。n.細胞因子通過與細胞表面的相應受體結合而產生效應。n.常為多種因子先后或同時共同作用，相互協(xié)同或拮抗。n.組織內活性因子的半衰期很短。2022-3-2935促ECM生成細胞因子:促ECM生成有關的細胞因子很多1.白細胞介質（IL）2.腫瘤壞死因子（TNF）3.各種生長因子（轉化生長因子(TGF-)，血小 板源性生長因子(PDGF)，纖維細胞生長因子(FGF)，VEGF，IGF，EGF等 2022-3

15、-29361 轉化生長因子 1 （ TGF- 1n主要由血小板單核巨噬細胞和淋巴細胞,在組織中主要來自非實質性細胞,(如成纖維細胞，肝臟Kupffer細胞，腎臟的系膜細胞，肺泡巨噬細胞等)，特別在炎癥和細胞壞死情況下轉錄增強。 2022-3-2937TGF 在纖維化中的作用n 1 纖維化的啟動和激活， TGF 一方面促進局部炎癥反應，另一方面促 進成纖維細胞和間質細胞增殖分化，使ECM大量沉積n 2促進肝星狀細胞增殖活化2022-3-29382、血小 板源性生長因子（PDGF） nPDGF生物學特性：n1 促進間質細胞分裂和增殖 2 對間質細胞有趨化反應，對損傷組織的修復有重要作用 3 誘導E

16、CM 的成分的合成n除此對組織的修復,胚胎的發(fā)育和發(fā)生，腫瘤形成,動脈粥樣硬化都有重要影響2022-3-2939PDEF來源n已知血小板，血循環(huán)中單核細胞能產生PDGFn除此,單核巨噬細胞激活 血管內皮細胞，成纖維細胞 ，受損的平滑肌細胞均可產生2022-3-2940 3 白細胞介素家族（Interleukin IL） n白細胞介素是一種單核因子，可促進小鼠胸腺細胞的PHA的有絲分裂反應，其初命名為淋巴細胞激活因子，1979年國際統(tǒng)一命名為白細胞介素nIL是細胞因子中種類最多的一組，至今已發(fā)現12種，與ECM形成有關的IL有：IL1 ,IL6(促進作用), IL10, (抑制作用)2022-3

17、-2941 IL1的來源nIL-I包括IL-1a-及IL 1 兩個多肽形式 由局部浸潤單核巨噬細胞與淋巴細胞釋放,除此以外，成纖維細胞，平滑肌細胞，內皮細胞，上皮細胞在某些條件下也可產生2022-3-2942nIL-I作用： 除免疫調節(jié)外，在纖維化發(fā)生發(fā)展過程中起促進作用。n1.刺激纖維細胞及肝臟星狀細胞合成ECM。n2.IL-1刺激MCP-1（ 單核巨噬細胞趨化肽-1）使單核巨噬細胞趨化并激活n。 2022-3-2943n IL-6：nIL-6又稱肝細胞刺激因子，在體內主要淋巴樣細胞產生，成纖維細胞也可產生，具有廣泛生物學活性n作用：除免疫調節(jié)外，可促進多種細胞增殖，。 2022-3-294

18、44、腫瘤壞死因子 (TNF-a)：n19世紀末人們就發(fā)現某些腫瘤患者感染細菌或注射細菌毒素混合物，會使腫瘤出血壞死，當時人們認為細菌內毒素導致的效應，1985年把這種有巨噬細胞產生的細胞因子稱腫瘤壞死因子n腫瘤壞死因子主要由 單核巨噬細胞和淋巴細胞產生的一種多肽,它不僅參與介導抗腫瘤，免疫調節(jié)，炎癥反應和組織損傷等病理生理過程，也參與組織損傷的修復和結締組織代謝的調節(jié)。近年來對TNF-a在纖維化的過程中的作用受到廣泛重視。2022-3-2945TNF-a在纖維化形成中的作用nTNF-a在纖維化形成中的作用是復合作用，早期以促進成纖維樣細胞激活、增殖為特征，從而具有促進 纖維化形成作用, 中、

19、后期則表現為一定的抑制膠原合成的作用，并具有一定的抗纖維化的特征。2022-3-2946n此外促進組織內膠原形成還有EGF、TGF-a FGF、IGF 等。n總之在組織炎癥損傷后，組織內多種細胞分泌細胞因子，它們相互作用形成網絡狀參與調節(jié)間葉細胞活化或信號間傳遞。最終引起ECM合成增加，纖維化的發(fā)生。 2022-3-2947 、抑制ECM形成的細胞因子n1、干擾素(interferons- ,IFN- )n2、維生素E(VitE)n3 、白細胞介素10（IL10）2022-3-2948（1） 干擾素 （IFN-r）nIFN的來源:由抗原特異性淋巴細胞 和NK細胞產生，具有高度生物活性的細胞因子

20、，也是重要免疫調節(jié)因子2022-3-2949nIFNr的生物特性;n除了免疫調節(jié)作用以外，在纖維化的過程中，是一種抑制ECM形成的重要因子 n對膠原等ECM基因轉錄,翻譯后修飾有抑制作用n對纖維化 細胞的增殖有抑制作用.n 2022-3-2950（2 ） 維生素E（VIT E）n維生素E 是脂溶性維生素,2022-3-2951nVITE ,最重要的 作用是阻斷自由基鏈反應的，故能去除自由基。nVITE在細胞膜上最豐富。2022-3-2952（3 ） 白細胞介素10（IL10）nIL10主要由 Th2產生，單核巨噬細胞,，肝kupffer細胞，肝星狀細胞均可產生。n功能: 除免疫以調節(jié)功能外，I

21、L10是重要的抗纖維化因子，具有抑制ECM的合成 2022-3-2953nECM蛋白與其他類型蛋白一樣，有合成過程，也有降解過程，ECM降解都是有由酶來催化，這種蛋白酶類屬于金屬鋅離子依賴性內肽酶，故稱基質金屬蛋白酶（MMPs),同樣在機體內分泌另一種拮抗MMPs的酶，稱組織蛋白酶抑制劑(TIMPs) （二）細胞外基質逆轉 2022-3-2954基質金屬蛋白酶（MMPs）n MMP是一組金屬鋅離子依賴性內肽酶，包括多種 結構 相似,能夠消化基質和膠原的酶， 目前致少克隆了結 18種。根據結構及 能夠消化的底物 不同,主要分為三組，MMP1、MMP2、MM3。2022-3-2955n所有MMP均

22、具有以下共同特點n.鋅為酶活性 必須的輔助因子n.均含有2個Ca+參與酶活性，并為酶活性的穩(wěn)定 必備n.均以酶原形式分泌在細胞內外或細胞表面發(fā)揮酶解作用n.通過蛋白分解去除氨基酸末端而激活n.被TIMP特異性抑制。 2022-3-2956幾種常見MMP來源及作用：nMMP1（間質膠原酶及中性粒細胞膠原酶）n作用底物是間質性膠原（膠原、III），也作用于膠原、 及明膠。 n MMP1來源: 中性粒細胞及一些器官的間質細胞（如肝的星狀細胞）。2022-3-2957nMMP2（型膠原酶或明膠酶A） n 1作用: MMP2 底物是膠原 ,變性的 膠原（明膠）和、膠原，對Fn也有一定作用。n 2 來源:

23、 主要來自器官各種間質細胞 （肝星狀細胞，腎系膜細胞等）合成。亦來自血內中性白細胞和巨噬細胞 2022-3-2958nMMP3（又稱基質溶介素） nMMP3作用較廣泛，主要作用于蛋白多糖，非膠原糖蛋白Fn Ln。 2022-3-2959MMP對ECM降解機制：n1水介GLY-IIC或Leu的多肽 ，n2從而使膠原分子的三條螺旋解旋，當膠原分子三條多肽某一條肽鏈膠原酶切斷后，其余二條肽鏈即發(fā)生變性，。n3 被中性蛋白酶和溶酶體等蛋白酶近一步降解消化。 2022-3-2960 組織金屬蛋白酶抑制劑(TIMP) nMMP和TIMP產生于同一細胞，在正常情況下MMP/TIMP處于平衡狀態(tài)，相互調控。在

24、病理情況下，MMP/TIMP發(fā)生失控，引起疾病或 ECM沉積，導致器官纖維化。2022-3-2961nTIMP是一種特異性抑制MMP活性的糖蛋白， 它的家族有四個成員即TIMP1, TIMP2 ,TIMP3及TIMP4。不同的TIMP的作用有差別，但基本功能能特異性抑制MMP酶的活性2022-3-2962TIMP的生成n TIMP主要由巨噬細胞和間質細胞所產生，廣泛存在于組織和液體中，能被多種細胞因子誘導產生和調節(jié)。2022-3-2963n TIMP對MMP的抑制作用機制n 1 阻止MMP酶原活化，n 2 TIMP 與活化的MMP直接形成1：1復合體，從而抑制其活性。2022-3-2964n總

25、之 ECM的降解和吸收受著多方面的調節(jié)，特別是MMP和TIMP相互拮抗 作用. MMP和TIMP來自同一細胞，只有MMP濃度超過TIMP時，ECM才能被降介。n n 2022-3-2965 器官纖維化n器官纖維化是臨床上常見的一種病理狀態(tài)，是創(chuàng)傷，感染，炎癥、血液循環(huán)障礙及免疫反應等多種機體內外致病因素作用下，以ECM異常沉積為特征的各種疾病的不良結局。n目前，有關器官纖維化的形成機制尚不清楚，臨床上更是缺乏有限的早期診斷方法和治療手段2022-3-2966第一節(jié) 肝纖維化（hepatic Fibrosis） n 肝纖維化是指肝內纖維結締組織異常增生，多繼發(fā)于持續(xù)性損傷及炎癥后組織修復過程中

26、，n肝纖維化已成為醫(yī)學上研究的熱點。 2022-3-2967 n輕度的 肝纖維化稱纖維肝(fibrotic liver )，n重度的 且伴有再生結節(jié)的假小葉形成，則稱肝硬變（Cirrhosis of liver ）。n肝纖維化是慢性肝病最重要的特征，也是慢性肝病 近一步發(fā)展惡化的重要原因 2022-3-2968圖3 肝纖維化2022-3-2969圖4 肝纖維化2022-3-2970圖5 肝硬化（表面）2022-3-2971圖6 肝硬化（表面）2022-3-2972圖7肝硬化（切面）2022-3-29732022-3-29742022-3-29752022-3-2976二 肝纖維化的病因:n肝纖

27、維化的病因很多，n病毒性肝炎、n慢性酒精中毒、n肝內外膽汁淤積，n藥物及毒物的慢性中毒、n某些先天或后天的代謝性疾病、n血吸蟲病 ，都可成為肝纖維化的始動因素。n一般來說，在西方國家以慢性酒精中毒為主 ， 在我國則以乙型和丙型病毒性肝炎為最常見 ，2022-3-2977 三 纖維化時肝內ECM的變化n n， （1.）膠原含量的改變：膠原含量可 高于正常5倍10倍， 型膠原明顯增多n（2.）膠原分布的改變： 纖維化時肝內 間質性膠原不僅 聚集于 匯管區(qū)，而且出現于小葉內形成纖維間隔,、 V型膠原還可出現于 血竇周圍間隙和Disse間隙 內 . n有所增多。 2022-3-2979圖9正常肝小葉模

28、式（立體）n （2.）膠原分布的改變： 纖維化時肝內 間質性膠原不僅 聚集于 匯管區(qū)，而且出現于小葉內形成纖維間隔,、 V型膠原還可出現于 血竇周圍間隙和Disse間隙 內 . n纖維化時肝內 和型膠原在血竇、匯管區(qū)等處均n有所增多。 2022-3-2980n 2.非膠原糖蛋白的改變：nFn: nFn在肝纖維化形成中相當活躍，往往在肝臟受損早期即明顯增多，n 當肝硬化 活動進展 時,小葉內肝細胞壞死處又出現新的 Fn沉積, 2022-3-2981nLn: n Ln在正常肝內存在于血管和膽管 的基膜內，肝竇內皮下Disse隙內并無Ln，n但在肝纖維化時，不僅纖維間隔有 Ln，血竇內也有Ln沉積，

29、Ln與增多的型膠原共同形成基膜，導致血竇毛細血管化，嚴重地影響肝細胞與血液之間的交換。且因Disse隙內過多 ECM沉積，使血竇受壓，是門脈高壓的原因之一。 2022-3-2982n3蛋白多糖 ：n肝纖維化時GAG總量也大大增加，可以為正常5倍10倍.其中增加最多的是透明質酸(H A),硫酸膚質（DS）和硫酸軟骨素（CS）。 2022-3-29832022-3-2984四、肝臟膠原蛋白細胞來源n肝內纖維性結締組織主要來源于兩方面。n1.匯管區(qū) 的 成纖維細胞n2.另一面來源于肝小葉內實質細胞(肝細胞、膽管上皮細胞)及非實質細胞(竇內皮細胞, Kupffer細胞, 肝星狀細胞).n總的說來，肝

30、內各種細胞都參與ECM的生成， Kupffer細胞本身并不合成ECM，而在 ECM生成過程中起重要的調節(jié)作用。能直接合成并分泌ECM的細胞有肝星狀細胞、竇內皮細胞、肝細胞、膽管上皮細胞等、其中肝星狀細胞最為突出。2022-3-2985 肝星狀細胞n肝星狀細胞（hepatic stellate cell,HSC）又稱lto細胞或貯脂細胞，為肝內非實質細胞的重要成分。HSC位于竇內皮下 Disse隙內， 具有調節(jié)血流的作用。電鏡下HSC胞漿內含有數量不等的脂滴（內含視黃酸類物質即是VitA),，粗面內質網和其他細胞器較少。 2022-3-2986圖20正常肝小葉模式2022-3-2987圖22正常

31、肝儲脂細胞（電鏡）n19世紀末人們就發(fā)現某些腫瘤患者感染細菌或注射細菌毒素混合物，會使腫瘤出血壞死，當時人們認為細菌內毒素導致的效應，1985年把這種有巨噬細胞產生的細胞因子稱腫瘤壞死因子nTNF-a的來源: 是由活化的單核/巨噬細胞產生的一種活性多肽2022-3-2988HSC生理功能n 。n 調節(jié)血竇血流。n 攝取VitA并儲存VitA轉化物質視黃酸。n 可能具有調節(jié)肝細胞再生作用 。 n合成ECM .2022-3-2989HSC激活后呈現的生物特點n形態(tài)類似肌纖維母細胞（myofibroblast）n增殖活性明顯增強。n胞質中含視黃酸物質的脂滴減少或消失；n胞質內出現a-平滑肌肌動蛋白（

32、a-SMA）表達。 這可通過免疫組化染色Dm 來證實，a-SMA被認為是HSC激活的主要標志；n合成多種ECM成分的能力明顯增強， n分泌多種促纖維化細胞因子2022-3-2990圖23活化儲脂細胞（電鏡）2022-3-2991五、肝纖維化發(fā)生機制n（1）肝星狀細胞活化和ECM沉積n (2) HSC激活的調控 2022-3-2992（1）肝星狀細胞活化和ECM合成n肝臟受損時，HSC受到各種致病因子的刺激，從靜息狀態(tài)轉化為 激活狀態(tài)。；nHSC 的激活可分為兩個階段；啟動階段和持續(xù)階段。n n啟動階段指HSC 及對各種細胞因子和刺激的敏感性增強；n持續(xù)階段指由于這些刺激因子持續(xù) 作用,而維持H

33、SC激活狀態(tài),并有纖維形成和ECM的沉積。2022-3-2993n n星肝狀細胞激活啟動階段n 肝臟炎癥、 壞死時，Kupffer細胞、淋巴細胞、血小板及損傷的肝細胞可分泌TGF- PDGF等促進纖維化細胞因子 ，使HSC表面的TGF和PDGF受體表達增強，增加對促纖維化 因子的敏感性，HSC出現活化(旁分泌刺激過程)。n啟動階段 kuPffer細胞可能是肝臟損傷過程中HSC激活的關鍵細胞，2022-3-2994肝星狀細胞激活持續(xù)階段n除啟動階段多種細胞分泌細胞因子(旁分泌刺激過程)。和激活的肝星狀細胞 不斷分泌分泌TGF1,FGF等細胞因子 (自分泌)n ,這些細胞因子不斷刺激未轉化的肝星狀

34、細胞，這樣從旁分泌和自分泌的細胞因子不斷刺激,肝星狀細胞不斷增殖并轉化為肌成纖維細胞，最后導致肝內大量ECM沉積。 2022-3-2995圖24肝星狀細胞活化（示意兔）2022-3-2996n nHSC的激活是因為n (1)Kupffer細胞活化，活化后分泌促纖維化細胞因子 (TGF1及EGF等) 激活HSC(旁分泌)。n (2)血小板可以產生PDGF、TGF1及EGF等， 。 n (3)激活的HSC分泌促纖維化細胞因子 (TGF1及EGF等) (自分泌) 。n (4)肝細胞 通過釋放脂質過氧化物 對HSC激活 起促進作用。n n n 激活HSC。n (2)血小板可以產生PDGF、TGF1及E

35、GF等， 。 n (3) 肝細胞主要通過2022-3-2997 二、HSC激活的調控 n在HSC激活的過程中有兩類因素參與其從靜息狀態(tài)到激活狀態(tài)的調控，n1 細胞因子，n 2 ECM逆轉 （MMP/TIMP）。 2022-3-2998n（一）細胞因子 n 體外研究表明，HSC激活的過程中受到 旁分泌 及 自分泌 產生的細胞因子的調控。受損肝細胞能產生HSC激活因子，包括脂質過氧化物 ,IGF及IGF連接蛋白。2022-3-2999nTGF1是肝損傷后全面促進肝纖維化中的一具關鍵細胞因子，在肝纖維化中發(fā)揮重要作用。在肝臟TGF1主要由激活的HSC和 成纖維細胞，Kupffer細胞及內皮細胞等合成

36、。其中Kupffer細胞是最主要的 。2022-3-29100nPDFG是一種生要的促分裂劑，在肝纖維化發(fā)生、發(fā)展過程中起關鍵作用。、 n 靜息的HSC不表達PDGF受體，HSC 活化過程中一個重要特征是增加PDGF受體表達。2022-3-29101n此外， TNF-a , IL1, IL 6, IGF-2、IGF-1都是HSC的有絲分裂原促進成纖維細胞和HSC增殖。 n IFN-, Vit E ，IL10則抑制HSC活化，n 2022-3-29102n肝纖維化機制模式如下：n在生物、理化和損傷因素刺激后-肝慢性炎癥及肝細胞壞死 -體內細胞因子.的合成和分泌發(fā)生變化-，通過細胞因子網絡分別表現

37、出 成纖維細胞增殖 和 HSC激活-導致肝內大量ECM沉積-纖維化 。n n 2022-3-29103（二）基質逆轉的控制n基質的逆轉與調控是由MMPs和TIMPs介導的。n 結果顯示，肝纖維化發(fā)生中，甚至在肝纖維化進展期均存在著基質降解。然而，基質的合成作用遠大于其降解，或者基質的降解被TIMPs所抑制，結果導致ECM的大量沉積。 2022-3-29104 n肝纖維化小結n1. 肝慢性炎癥及肝細胞壞死 是肝纖維化 啟動因子 .n2. 肝內多種細胞能合成分泌ECM，而在肝纖維化中起重要作用的是活化的HSC及其轉化的肌成纖維細胞和成纖維細胞，n 3 多種因素可 使 星狀細胞細胞活化和ECM生成，

38、其中細胞因子作用更明顯。肝內細胞因子主要來自單核巨噬細胞、Kupffer細胞及活化的星狀細胞。n4 ECM的降解主要靠MMP，肝損傷早期MMP活化既有修復意義同時又使HSC活化，啟動了ECM的合成和沉積，肝纖維化后期，MMP合成降低或TIMP 增高，使酶降解活信受阻，ECM得以大量沉積。2022-3-29105肝纖維化動物模型的建立n方法很多，有化學藥物，異種血清，酒精，總膽管結扎等，其中化學藥物導致肝纖維化動物模型最常用n常用化學藥物四氯化碳（CCl4）二乙基亞硝胺（DMN），硫代乙酰胺（TAA）等n常用方法：腹腔注射，胃灌注n因致病因素不同，給藥方法不同，肝纖維化出現時間差異很大2022-

39、3-29106第二 節(jié) 肺纖維化（pulmonary fibrosis） 肺纖維化是多種刺激物如感染、藥物，化學制劑，有機或無機粉塵（硅肺），自身免疫性疾病造成的肺泡損傷的終末病理結果，其中一半以上病例無明確病因可循，稱之為特發(fā)性肺纖維化（idopathic pulmonary fibrosis IPF）常呈進行性發(fā)展，其死亡率高，基至五年生存率僅為30%50%。 2022-3-29107一、肺纖維化啟動因子n1、肺泡上皮細胞損傷n2、吞噬細胞激活 2022-3-291081、肺泡上皮細胞損傷n肺泡上皮細胞的損傷是纖維發(fā)病過程一個重要特征，肺損傷后引起一系列結構和膜蛋白的改變，如細胞骨架改變，

40、上皮粘附分子的的異常表達，n肺泡上皮細胞損傷是肺纖維化發(fā)展必須條件。其中型肺泡上皮細胞最為重要。 2022-3-291092、吞噬細胞激活， n肺內巨噬細胞是炎癥中最重要細胞之一。肺吞噬細胞有二類。n1.肺泡巨噬細胞（AM）來自炎癥 2.為肺泡隔巨噬細胞（IM）來自肺泡原始間葉細胞。2022-3-29110三、肺纖維化過程 n n n n(1)早期表現為肺炎癥，水腫、和 炎細胞浸。(2)于第三天近肺泡血管周圍肺泡巨噬細胞開始增生，細胞由星狀逐漸變細長并互相吻合成網，這時Dm， a-sma染色呈陽性，這證明這些巨噬細胞向肌纖維細胞分化。(3) 2周后間質細胞的增生十分突出，n(4)4周后已出現成

41、片纖維化病灶，2022-3-29111四 調節(jié)肺纖維化的細胞 因子n1, 巨噬細胞趨化因子 n2, TH1/TH2細胞因子n3, 成纖維細胞相關因子2022-3-291121, 巨噬細胞趨化因子 巨噬細胞趨化因子N末端具有三個氨基酸殘基Glu-Leu-Arg (ELR) (谷氨酸、賴氨酸、精氨酸)結構單元，ELR結構單元具有強烈的血管生成活性，促進血管生成。血管生成是 纖維化發(fā)生的一個先決條件。 2022-3-291132, TH1/TH2細胞因子 TH1和TH2 細胞因子最初被認為是輔助性T細胞產生，現已知包括成纖維細胞，單核巨噬細胞，肥大細胞均可產生 TH1（I型 細胞因子）包括IL2,L

42、12 IFN. TNF-a TH2 （型 細胞因子）包括IL 4 IL 5 IL10, MCP-12022-3-29114 TH1和TH2 細胞因子作用nTH1細胞因子可能促進組織向正常結構修復。nTH2細胞因子可能參與成纖維細胞激活，增殖, 最后導致 ECM沉積和纖維形成。2022-3-291153, 成纖維細胞相關因子 成纖維細胞是合成，分泌膠原纖維的主要細胞， 成纖維細胞相關因子主要參與肺泡及氣道上皮損傷后組織修復和纖維化過程。2022-3-29116近年來人們發(fā)現多種促進成纖維細胞增殖，ECM形成 相關的細胞因子 （TGF1, PDGF,IL TNF-a,IGF等） ，其中TGF1，PDGF是關鍵性生長因子。除此ET1與肺纖維化形成有關 2022-3-29117五, 肺纖維化過程中MMP/TIMP發(fā)化 肺纖維化 早期MMP分泌增加，活性增強起著溶解、破壞基底膜及膠原的作用。以后由于多種因素的影響，MMP逐漸變?yōu)榈退蕉鳷IMP開始上調。TIMP一方面抑制MMP，另一方面基質膠原活性下降引起MMP/TIMP比例失調，從而發(fā)展為ECM沉積，肺纖維化發(fā)生和發(fā)展。2022-3-29118肺纖維化動物模型的建立n方法很多，有放射性物質，藥物（博萊霉素.胺碘酮）高濃度氧，有