肝纖維化是慢性肝病向肝硬化發展的中間環節,其實質是細胞外基質(ECM)過度沉積。肝星形細胞(HSC)經曆由原來的靜止狀態表型轉化為肌成纖維樣細胞表型的“活化”過程,之後產生大量的ECM,這也正是導致肝纖維化的ECM的主要來源。因此,HSC活化是肝纖維化的中心事件。
因此,我們以肝纖維化細胞分子機製為基礎,為尋找有效的肝纖維化幹預措施進行了積極探索。目前的研究表明,HSC靶向給藥是肝纖維化治療成功的關鍵,轉化生長因子β(TGF-β)、肝細胞生長因子(HGF)、金屬蛋白酶組織抑製因子-1(TIMP-1)以及促血管生成分子等是可供選擇的抗肝纖維化靶點。此外,甘草酸具有明確抗肝纖維化作用,是目前臨床抗肝纖維化治療中可供選擇的有效藥物。
肝星形細胞靶向給藥載體的構建
HSC在肝纖維化發生機製中居於核心地位,但其數量少、位置特殊、缺乏特異性受體,這些特點都製約了抗肝纖維化藥物的靶向性和療效。因此,我們選擇了活化HSC表麵表達的Ⅵ型膠原受體,通過設計合成與之相配的含有精氨酸-甘氨酸-天門冬氨酸(Arg-Gly-Asp,RGD)的環形多肽,作為外源性配基,並與長循環脂質體耦聯,構建具有HSC高效靶向性的、由RGD序列環肽介導的主動靶向長循環脂質體載藥係統。
體內外研究顯示,經主動靶向脂質體攜帶幹擾素治療的大鼠肝功能指標、血清肝纖維化指標、肝羥脯氨酸含量和肝髒組織學改變,均較常規單純幹擾素治療組明顯改善,這表明主動靶向脂質體攜帶幹擾素具有更強的靶向性和抗肝纖維化效果。
新型HSC主動靶向脂質體載藥係統的研製,為的是達到可攜帶藥物高效靶向治療肝纖維化的目的,為今後攜帶有效藥物及基因片段治療肝纖維化,提供了強有力的工具。
中藥甘草酸抗肝纖維化
甘草酸是傳統中藥甘草中最主要的活性成分,我們最早在國內開展的甘草酸治療慢性肝炎的隨機對照研究表明,其具有抗炎、降酶、抗病毒等功能。之後,我們進行了甘草酸抗肝纖維化作用的研究,結果顯示甘草酸能抑製大鼠的HSC和四氯化碳(CCl4)誘導肝纖維化大鼠肝髒的Ⅰ、Ⅲ型前膠原mRNA的表達,上調間質膠原酶mRNA的表達,顯著改善CCl4等肝毒性損傷後的肝髒病理變化。
甘草酸可通過抑製慢性肝損傷大鼠肝髒內核轉錄因子κB(NF-κB)結合活性,起到抗纖維化作用。我們還采用基因芯片技術分析甘草酸治療前後基因差異表達,發現在CCl4誘導大鼠肝纖維化過程中,Smurf2、FGG、CYP2D6、PTAFR等基因表達發生變化,而甘草酸治療會對這些異常表達基因產生影響。體內外的進一步研究提示,通過調控Smurf2基因的轉錄來影響TGF-β/Smad信號傳導,可能是甘草酸抗肝纖維化作用的分子機製之一。
甘草酸抗肝纖維化機製的闡明, 為甘草酸用於臨床抗肝纖維化提供了依據,推動了甘草酸在臨床抗肝纖維化中的應用。
抗肝纖維化靶點的選擇
肝細胞生長因子
HGF具有促進肝組織再生等作用,臨床主要用於肝功能衰竭的治療,研究顯示其具有潛在的抗肝纖維化作用,但具體機製仍不清楚。
我們將HGF基因導入發生肝纖維化(通過結紮膽總管誘導形成,BDL)大鼠,顯示HGF具有明顯的抗纖維化作用,可抑製BDL肝纖維化大鼠TGF-β1的表達,並可阻止肌成纖維樣細胞活化。
研究還提示,HGF通過阻止膽管上皮細胞向肌成纖維樣細胞表型轉化而發揮抗肝纖維化作用。
這一發現不僅完善了膽汁性肝纖維化發生機製,而且有助於闡明HGF抗肝纖維化的細胞分子機製。
轉化生長因子β
TGF-β1是目前已知作用最強的纖維化促進因子,主要通過膜受體發揮作用,而Ⅰ型受體(TβR Ⅰ)、Ⅱ型受體(TβR Ⅱ) 在傳導TGF-β1作用的信號通道中起主要作用,兩者缺一不可。
在我們的研究中,運用分子生物學技術,通過抑製TβR Ⅰ和TβRⅡ,可抑製肝組織內TGF-β1表達,降低羥脯氨酸含量,從而減少Ⅰ、Ⅲ型膠原的沉積,並促進肝髒病理變化得到一定程度的改善。研究表明TGF-β是可供選擇的有效抗纖維化的靶點之一。
金屬蛋白酶組織抑製因子-1與基質金屬蛋白酶
在肝纖維化進程中,TIMPs表達增高,抑製基質金屬蛋白酶(MMPs)活性,從而造成ECM降解不足。
我們首先通過外源基因的導入增加間質膠原酶的表達,雖然對膠原的降解有所促進,但並未使肝纖維化得以顯著逆轉,這提示在體內膠原酶活性的變化未發生數量上的變化,是影響膠原降解的主要因素。
我們在研究中,運用分子生物學技術顯著抑製活化的HSC中以及大鼠肝髒中TIMP-1 表達,釋放了間質膠原酶活性,減少HSC中Ⅰ、Ⅲ型膠原含量。同時,通過釋放肝組織間質膠原酶的活性,可減少羥脯氨酸含量,促進Ⅰ、Ⅲ型膠原的降解,並促進肝髒病理形態得到改善。這表明TIMP-1是可選擇的有效抗纖維化的靶點之一。
抗血管生成治療
我們還注意到血管生成與肝纖維化形成密切相關。肝纖維化的發生是以肝竇毛細血管化為特征的肝髒微循環血管的改變,實質就是肝髒血管生成的過程。
在我們的研究中,應用選擇性環氧合酶(COX)-2抑製劑羅非昔布進行抗肝纖維化,這主要是從肝纖維化形成過程中肝竇毛細血管化角度,證明肝纖維化形成過程中的血管生成現象。研究證實,血管內皮生長因子(VEGF)和結締組織生長因子(CTGF)是選擇性COX-2抑製劑延緩肝硬化形成和改善肝竇毛細血管化的關鍵困素。
我們的研究結果提示,抗血管生成可能為肝纖維化防治提供了新的思路,值得進一步臨床探索。