肝纤维化是一种十分复杂的慢性肝脏疾病，伴随着异常的肝脏微环境变化，表现为大量炎症介质积累，肝细胞损伤、修复、再生，以及静息状态的肝星状细胞大量持续激活。肝纤维化是各类慢性肝病进展至肝硬化、肝衰竭或肝癌的必经之路。终末期肝病（肝硬化和肝衰竭）和原发性肝癌是为我国肝脏移植的主要适应证。阻止或延缓慢性肝病向肝硬化、肝衰竭和肝癌的发展，可以从源头上减少对移植肝的需求。

        中间丝蛋白家族成员巢蛋白（Nestin）不仅参与细胞骨架形成和细胞形态维持，更是肝纤维化、肝硬化过程中肝星状细胞活化的关键调控分子，Nestin可通过调控Caveolin1影响TβRI降解速率在促纤维化主要通路TGFβ-Smad2/3信号通路激活中发挥重要作用，下调Nestin表达可显著缓解组织纤维化的症状，为减轻或逆转肝纤维化提供了潜在靶点。TGFβ信号通路激活可诱导肝星性形细胞中的Nestin表达并稳定 TβRI状态，形成正反馈持续激活TGFβ信号通路；Nestin表达降低，经泛素化蛋白酶途径 TβRI 降解增多，TGFβ信号减弱，肝星性细胞恢复为静息态。

图1. Nestin调控TGFβ信号通路的作用机制

        肝纤维化过程中伴随着肝脏的炎症反应诱导肝细胞β-arrestin1的高表达，这种升高的β-arrestin1通过调节肝细胞自噬溶酶体/多囊泡体(MVB)途径和Rab27A信号，促进了肝细胞细胞外囊泡的释放。通过蛋白组学研究发现甘露聚糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1（Mannan binding lectin serine protease 1，MASP1）富含在肝细胞来源的细胞外囊泡中。这些携带MASP1蛋白的小囊泡随后被肝星状细胞吞噬，并通过p38 MAPK/ATF2信号通路激活了静息状态的肝星状细胞，从而向肌成纤维细胞表型转化，继而合成大量的细胞外基质，最终导致肝纤维化的发生与发展。

图2. 肝纤维化的发生与发展动态机制

肝纤维化的一个关键因素是肝细胞中促炎NF-κB信号通路的激活；另一个主要促纤维化因素则是氧化应激。桑黄酮(Mulberrin)是中药桑枝的重要成分之一，具有抗炎、抗氧化等生物活性；然而，桑黄酮对肝纤维化的影响目前尚不清楚。Nrf2作为一个关键的转录因子，通过促进多种抗氧化基因的表达，对细胞的氧化应激起着至关重要的保护作用；TRIM家族由一个环指结构域、一个或两个B-box结构域和一个卷曲螺旋结构域组成，参与了广泛的生物学过程；TRIM31是TRIM蛋白家族的成员，可介导多种病理状态，包括炎症性疾病、病毒感染和肿瘤进展。桑黄酮主要通过调控TRIM31/Nrf2信号通路，来减轻受损肝细胞的炎症反应和氧化应激，抑制肝星状细胞的活化，从而最终改善肝纤维化。

图3.桑黄酮抗肝纤维化的作用机制

胆汁酸代谢异常与非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）、肝纤维化、肝硬化等慢性肝脏疾病进展密切相关。SLC27A5又称为脂肪酸转运蛋白5（FATP5），属于溶质载体27家族成员，其主要功能是参与长链脂肪酸转运和胆汁酸结合。已有研究发现，SLC27A5基因缺失小鼠出现胆汁酸结合缺陷。SLC27A5表达水平与NAFLD患者肝脏气球样变和肝纤维化进展呈现负相关。通过生物信息学分析发现，SLC27A5在肝纤维化患者中呈现低表达，并在临床肝硬化样本中得到验证。在SLC27A5敲除小鼠和临床肝硬化患者血清中，都检测到胆汁酸水平的显著增加。进一步通过转录组测序发现，胆汁酸诱导了肝星状细胞（HSC）中促纤维化转录因子EGR3的上调，促进了肝星状细胞α-SMA和I型胶原等基因的表达。最后，在肝纤维化小鼠模型中回复SLC27A5的表达或抑制肝脏胆汁酸的累积，有效抑制了肝纤维化进程。

图4. SLC27A5在肝纤维化进展中作用机制

RNA结合蛋白LIX1L在肝纤维化组织中的非实质细胞（肝星状细胞和Kupffer细胞）中高表达。在小鼠肝纤维化模型中，敲除LIX1L可显著缓解小鼠肝纤维化水平。趋化因子介导的肝星状细胞（HSC）和Kupffer细胞之间的旁分泌和自分泌激活对于肝纤维化具有重要作用。研究发现，HSC和Kupffer细胞中LIX1L可与CCL20、CCL2等趋化因子的mRNA 3’UTR AREs结合，提高其稳定性，从而促进肝纤维化的发生发展。这表明靶向LIX1L是抗肝纤维化治疗的新策略，以LIX1L为靶点的药物研发具有广阔的前景。

图5. 由LIX1L介导的肝纤维化

肝组织硬度的改变是肝纤维化及肝硬化的一个显著特征，相比健康肝脏，纤维化肝脏中细胞外基质的积累导致肝脏组织硬度数十倍升高，由此显著改变肝脏中细胞所处环境的机械物理特性。通过对公共数据库中人与小鼠测序的数据进行了分析，发现机械敏感离子通道受体Piezo1的表达在纤维化的肝脏中显著上调。对肝纤维化小鼠的流式细胞术与免疫荧光分析表明，Piezo1在纤维化的肝脏中主要表达于巨噬细胞。通过构建髓系细胞特异性敲除Piezo1的小鼠（Piezo1fl/fl Lyz2Cre），研究人员发现特异性敲除Piezo1导致小鼠表现出更严重的肝脏炎症和纤维化，同时伴随着肝脏中嗜中性粒细胞的过量积累。对上述现象背后机制的进一步探究发现，这是由于Piezo1的缺失导致巨噬细胞对凋亡细胞的清除（胞葬作用）受阻。使用模拟纤维化肝脏硬度的体外培养系统，研究人员发现Piezo1可介导巨噬细胞对环境硬度的感知，促进巨噬细胞的胞葬作用以清除凋亡的嗜中性粒细胞与肝细胞。另一方面，Piezo1也与巨噬细胞胞葬作用后吞噬溶酶体的酸化密切相关，并促进了巨噬细胞吞噬凋亡细胞后的表型转变。Piezo1的药理性激活可增加巨噬细胞的胞葬作用，加速小鼠肝纤维化模型中炎症和纤维化的消退。

图6. Piezo1的表达参与肝纤维化的具体进程

中药牛膝具有逐瘀通经、补肝肾、强筋骨的功能，含有大量果聚糖。果聚糖作为普遍存在的天然多糖，对肝星状细胞（HSC）活化及肝纤维化的药效尚未见报道。本研究将牛膝水提醇沉粗多糖进一步经阴离子交换柱纯化得到均一果聚糖ABWW，并对其进行抗肝纤维化活性研究。研究通过分子量测定、单糖组成测定、糖残基连接方式测定、ESI-MS和NMR图谱综合分析发现，ABWW是菊粉类果聚糖。在细胞水平上，ABWW可直接抑制TGF-β诱导的人肝星状细胞系LX2的活化，以及原代肝星状细胞的体外自然活化。在动物实验中，研究使用四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化模型进行实验，发现腹腔注射ABWW可改善小鼠的体重减轻、肝脏系数增加以及血浆中肝功能指标AST和ALT的升高。同时，ABWW抑制了肝脏纤维化因子Fibronectin、Collagen 1和alpha-SMA的表达，降低了血浆中基质金属蛋白酶抑制因子1（TIMP-1）和肝脏中羟脯氨酸含量，减缓了肝脏胶原沉积，进而改善了肝纤维化。ABWW能够抑制肝星状细胞中FAK/PI3K/AKT信号通路的激活，从而抑制肝星状细胞的活化，进而改善肝纤维化。

图7. 菊粉样果聚糖ABWW通过抑制HSC活化改善CCl4诱导的小鼠肝纤维化

构建白蛋白锰纳米粒（Mn@ALB NPs），利用白蛋白能够优先被肝窦内皮细胞（liver sinusoidal endothelial cells，LSECs）摄取及其在LSECs中的转胞吞运输作用，使得Mn@ALB NPs跨越内皮细胞屏障抵达Disse间隙。此外，活化肝星状细胞（HSC）高表达的SPARC（secreted protein acidic and cysteine rich）是一种经典的白蛋白结合蛋白，这种蛋白肝细胞几乎不表达，使得Mn@ALB NPs能够精准靶向活化肝星状细胞（HSC），随后诱导活化肝星状细胞（HSC）衰老并增强NK细胞免疫清除衰老细胞，展现出有效的抗纤维化甚至逆转纤维化作用。基于白蛋白转胞吞运输跨越内皮细胞特异性递送锰的纳米递送体系能够靶向活化肝星状细胞（HSC），同时降低Mn²⁺的神经毒性，在减少毒副作用的同时发挥强大的抗纤维化作用。

图8.通过白蛋白介导转胞吞作用特异性递送锰诱导肝星状细胞衰老以限制肝纤维化

综上，本文从最近肝纤维化的发病机制、作用靶点、治疗手段做了一个小结。

主要参考文献：