器官纖維化分子病理

器官纖維化分子病理

病理生理學(xué)教研室沈宜1

纖維化(fibrosis)可發(fā)生在多種器官，導(dǎo)致器官結(jié)構(gòu)破壞和功能減退，乃至器官衰竭。器官纖維化(organfibrosis)一直是世界醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。2

重要的器官纖維化有肝纖維化、腎間質(zhì)纖維化、腎小球硬化、肺纖維化、心肌纖維化和胰腺纖維化等，其它如動(dòng)脈硬化、皮膚硬化、瘢痕疙瘩、骨髓纖維化和腸纖維化等也是較常見(jiàn)的組織器官纖維化。345678910

器官纖維化的發(fā)生是組織遭受損傷后機(jī)體的修復(fù)過(guò)程，為了恢復(fù)組織和器官結(jié)構(gòu)的相對(duì)完整性。但是，當(dāng)這種修復(fù)過(guò)程過(guò)度、過(guò)強(qiáng)及“失控”時(shí)，過(guò)量的細(xì)胞外間質(zhì)（extracellularmatrix，

ECM）成分沉積在組織內(nèi)，導(dǎo)致器官纖維化。11一、概念

是指由于各種慢性刺激因素(炎癥、免疫、毒素、缺血及血流動(dòng)力學(xué)改變等)導(dǎo)致器官實(shí)質(zhì)細(xì)胞發(fā)生壞死，纖維結(jié)締組織，包括細(xì)胞成分和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix

ECM)異常增多和過(guò)度沉積的病理過(guò)程。程度較輕者稱為纖維化，重者引起組織結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生器官硬化(organscarring)。12

纖維化器官其組織內(nèi)沉積的纖維結(jié)締組織包括細(xì)胞成分和ECM兩大部分。組織的實(shí)質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和單核吞噬細(xì)胞等膠原、非膠原糖蛋白、蛋白聚糖和彈性纖維等。13

纖維化時(shí)ECM沉積并非是簡(jiǎn)單的“空間占據(jù)”，其量和組成成分均發(fā)生明顯改變，既有原來(lái)基質(zhì)成分的增多，又出現(xiàn)新的成分。

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腎間質(zhì)纖維化時(shí)，積聚在腎間質(zhì)的ECM成分，既包括正常腎間質(zhì)已有的基質(zhì)蛋白成分(?、Ⅲ、Ⅶ型膠原、纖連蛋白和腱蛋白等)的增多，又包括正常時(shí)僅存在于腎小管基膜的基質(zhì)蛋白(Ⅳ型膠原等)的沉積。15

正常肝組織中有I、Ⅲ、Ⅳ、V和Ⅵ型膠原，其中I和Ⅲ型膠原占膠原總量的90％,以Ⅲ型膠原為主。肝纖維化時(shí)，I>Ⅲ>Ⅳ型膠原；發(fā)展至肝硬化時(shí)，膠原量約增加6倍，I型膠原可達(dá)膠原總量的70％。16

器官纖維化發(fā)生機(jī)制從過(guò)去病理組織學(xué)研究發(fā)展到細(xì)胞和分子水平的研究。雖不同器官纖維化發(fā)生機(jī)制各有其特點(diǎn)，但基本病理過(guò)程相同。纖維化過(guò)程涉及多種細(xì)胞、細(xì)胞因子和ECM等多個(gè)方面。二、纖維化產(chǎn)生的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)17

各種原因(炎癥、免疫、毒物、缺血及血流動(dòng)力學(xué)改變等)引起實(shí)質(zhì)細(xì)胞損傷為起點(diǎn)，實(shí)質(zhì)細(xì)胞的變性、壞死和炎癥，釋放細(xì)胞炎性介質(zhì)；激活相應(yīng)的巨噬細(xì)胞，釋放多種細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和血管活性因子等；激活靜息狀態(tài)的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)產(chǎn)生細(xì)胞，使之轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞(myofi—broblast，MFB)，MFB增殖并分泌細(xì)胞因子，通過(guò)旁分泌方式再作用于巨噬細(xì)胞。

MFB合成大量膠原等ECM成分，同時(shí)ECM降解減少，從而導(dǎo)致器官纖維化。18ECM產(chǎn)生細(xì)胞

MFB

ECM沉積巨噬細(xì)胞活化化學(xué)趨化物質(zhì)細(xì)胞損傷聚集、釋放細(xì)胞因子增生、表型轉(zhuǎn)化ECM合成增多、降解減少19

纖維化的形成涉及到:

細(xì)胞細(xì)胞因子細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）多種因素、多個(gè)環(huán)節(jié)之間相互作用和相互調(diào)節(jié)的復(fù)雜過(guò)程，最終的結(jié)局是大量ECM沉積。20(一)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)21創(chuàng)傷、炎癥、免疫、毒物、缺血及血流動(dòng)力學(xué)改變等引起實(shí)質(zhì)細(xì)胞損傷為起點(diǎn)，實(shí)質(zhì)細(xì)胞的變性、壞死和炎癥，釋放細(xì)胞炎性介質(zhì)。1實(shí)質(zhì)細(xì)胞22

受炎性介質(zhì)作用，循環(huán)中單核細(xì)胞不斷進(jìn)入局部組織，分化為各臟器所特有的巨噬細(xì)胞，如肺里的塵細(xì)胞、結(jié)締組織的巨噬細(xì)胞、肝臟的枯否細(xì)胞(Kupffercell)以及炎癥部位的巨噬細(xì)胞等。巨噬細(xì)胞具有特殊的生物學(xué)作用，在炎癥形成、抗原呈遞、組織破壞、創(chuàng)口愈合和瘢痕形成等炎癥及組織修復(fù)過(guò)程中起重要調(diào)控作用。

2巨噬細(xì)胞23巨噬細(xì)胞聚集到損傷的局部：損傷的開(kāi)始階段，局部組織細(xì)胞可釋放一系列趨化物質(zhì)，包括細(xì)胞間粘附分子-1(ICAM-1)、骨調(diào)素(osteopontin)和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)等，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞局部浸潤(rùn)，及局部增殖。24活化的巨噬細(xì)胞在纖維化中作用：使ECM產(chǎn)生細(xì)胞增加轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β

（TGF-β）、血小板源性生長(zhǎng)因子（PDGF）、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（FGF)的分泌；活化的巨噬細(xì)胞本身也能產(chǎn)生大量TGF-β、IL-1、IL-6、堿性纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF）和TNF-α等細(xì)胞因子，參與纖維化的進(jìn)程；巨噬細(xì)胞自身能產(chǎn)生和分泌I型膠原、FN、硫酸軟骨素等ECM成分，直接參與纖維化的形成。25

肝細(xì)胞慢性損傷刺激活化枯否細(xì)胞，活化的枯否細(xì)胞通過(guò)釋放的細(xì)胞因子(如TGF-β、IL-1、PDGF和TNF等)的作用再使肝臟星形細(xì)胞（HSC）活化。HSC活化是肝纖維化形成的關(guān)鍵步驟，而枯否細(xì)胞活化是HSC活化的前導(dǎo)。263、ECM產(chǎn)生細(xì)胞

在纖維化形成過(guò)程中，組織內(nèi)有多種細(xì)胞參與ECM的產(chǎn)生，這種細(xì)胞被稱為ECM產(chǎn)生細(xì)胞(ECM—producingcells)。主要是一些間充質(zhì)細(xì)胞(mesenchymalcells)。

在病理情況下，各器官一些實(shí)質(zhì)細(xì)胞受到細(xì)胞因子刺激，可轉(zhuǎn)變?yōu)镋CM產(chǎn)生細(xì)胞。27器官細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞專職非專職

肝臟門(mén)管區(qū)成纖維細(xì)胞星狀細(xì)胞（HSC）腎臟間質(zhì)成纖維細(xì)胞腎小球系膜細(xì)胞腎間質(zhì)纖維母細(xì)胞肺間質(zhì)成纖維細(xì)胞肺泡纖維母細(xì)胞胰腺間質(zhì)成纖維細(xì)胞星狀細(xì)胞心臟間質(zhì)成纖維細(xì)胞原始間充質(zhì)細(xì)胞28細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞的活化

正常時(shí)細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞處于靜息狀態(tài)。在病理情況下ECM產(chǎn)生細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變，并進(jìn)入細(xì)胞增殖周期，合成分泌細(xì)胞因子、大量細(xì)胞外基質(zhì)和產(chǎn)生蛋白降解酶等功能，這一系列變化被稱為活化。

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正常情況下成纖維細(xì)胞處于一種低代謝、非激活狀態(tài)。當(dāng)受到刺激后，從靜息型轉(zhuǎn)化為增殖和過(guò)度產(chǎn)生基質(zhì)的細(xì)胞。ECM產(chǎn)生細(xì)胞活化是纖維化形成過(guò)程中關(guān)鍵步驟30ECM產(chǎn)生細(xì)胞活化表現(xiàn)：形態(tài)改變功能改變表型轉(zhuǎn)化31活化的星形細(xì)胞胞體變大、突起形成顯著、細(xì)胞內(nèi)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及高爾基復(fù)合體發(fā)達(dá)，反映了蛋白合成功能旺盛。胞內(nèi)脂肪滴的消失，維生素A的含量減少。同時(shí)由于細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白細(xì)絲合成增加，增強(qiáng)了星形細(xì)胞的收縮能力。32活化的HSC除了增加基質(zhì)成分的合成外，還能調(diào)節(jié)ECM的降解，在肝纖維化的進(jìn)程中起核心作用。3334在機(jī)體發(fā)育的不同階段或在不同疾病狀態(tài)下，細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能可發(fā)生改變，稱為表型轉(zhuǎn)化(phenotypeconversion)。35

胞漿內(nèi)含有大量排列成束的微絲、肌動(dòng)蛋白和粗面內(nèi)漿網(wǎng)，主要表達(dá)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-smoothmuscleactin，

α-SMA），合成細(xì)胞外基質(zhì)的功能明顯加強(qiáng)，表明以轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞(MFBmyofibroblast)。肌成纖維細(xì)胞亦分泌細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子，通過(guò)旁分泌方式再作用于巨噬細(xì)胞。36

ECM產(chǎn)生細(xì)胞的活化是纖維化形成的關(guān)鍵步驟和核心環(huán)節(jié)。許多因素參與ECM產(chǎn)生細(xì)胞活化過(guò)程的調(diào)節(jié)，細(xì)胞因子起主要調(diào)節(jié)作用。374肌成纖維細(xì)胞MFB體外和體內(nèi)研究均證明，ECM產(chǎn)生細(xì)胞在一定條件下可發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為表達(dá)α-SMA的MFB。38

MFB兼有平滑肌細(xì)胞和纖維母細(xì)胞二者的特性，既含有引起收縮的微絲樣結(jié)構(gòu)，又能產(chǎn)生膠原等ECM成分，在創(chuàng)傷愈合過(guò)程中促進(jìn)創(chuàng)面收縮和組織硬化。

MFB：主要表達(dá)α-SMA(α-smooth’muscle

actin），是MFB活躍的標(biāo)志性抗原。

MFB通過(guò)分泌細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子、ECM和蛋白酶等而發(fā)揮生物學(xué)作用。39

雖然在不同器官M(fèi)FB的來(lái)源不同，但有一點(diǎn)是一致的，

ECM產(chǎn)生細(xì)胞均是MFB的主要來(lái)源細(xì)胞。40肝臟受損后，原來(lái)處于靜止期的星形細(xì)胞（HSC）形態(tài)和功能發(fā)生很大的變化。尤其是在壞死灶內(nèi)及周邊區(qū)，星形細(xì)胞失去脂肪滴并增殖，開(kāi)始產(chǎn)生大量的I型膠原等細(xì)胞基質(zhì)。這一變化稱為星形細(xì)胞的活化。此時(shí)星形細(xì)胞高度表達(dá)平滑肌α肌動(dòng)蛋白，具有肌細(xì)胞的特征，向肌成纖維細(xì)胞（MFB）轉(zhuǎn)化。41

MBF細(xì)胞不僅來(lái)自成纖維細(xì)胞，也可來(lái)自組織實(shí)質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。一種分化完全的細(xì)胞喪失其原有的表型特點(diǎn)而轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋图?xì)胞的現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)分化(transdifferentiation)

。42

在一定條件下腎小管上皮細(xì)胞可轉(zhuǎn)分化為腎間質(zhì)MFB，是近年來(lái)腎間質(zhì)纖維化發(fā)生機(jī)制的研究熱點(diǎn)之一。發(fā)生在腎小管的轉(zhuǎn)分化稱為上皮細(xì)胞—間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化或小管上皮細(xì)胞MFB轉(zhuǎn)分化。是細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化的一種方式。43最近研究表明，腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為MFB是一種有序的調(diào)節(jié)過(guò)程：上皮細(xì)胞形態(tài)變化（立方形變?yōu)樗笮尾灰?guī)則形），細(xì)胞間連接減少，喪失與基底膜粘附能力、基膜破壞，α-SMA表達(dá)，膠原表達(dá)增加，腎小管細(xì)胞的遷移和侵襲能力增強(qiáng)等。腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為MFB，成為腎間質(zhì)ECM主要來(lái)源。44

在組織活動(dòng)性纖維化區(qū)域，肌成纖維化細(xì)胞持續(xù)存在；當(dāng)纖維化反應(yīng)消失時(shí)，這些細(xì)胞隨之明顯減少或消失，減少或消失的原因可能是回到其來(lái)源細(xì)胞或通過(guò)細(xì)胞凋亡。因此肌成纖維細(xì)胞的持續(xù)存在或凋亡缺陷可能是纖維化進(jìn)行性發(fā)展的原因。45因此，MFB已成為控制纖維化進(jìn)展的重要細(xì)胞。研究MFB的病理表型特征及其關(guān)鍵細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和調(diào)控規(guī)律，對(duì)深入認(rèn)識(shí)纖維化發(fā)生的分子機(jī)制至關(guān)重要。46（二）細(xì)胞因子的作用

細(xì)胞因子(cytokines)是由細(xì)胞分泌的、能調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的多肽。細(xì)胞因子通過(guò)自分泌(autocrine)和旁分泌(paracrine)方式發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。通過(guò)與靶細(xì)胞表面相應(yīng)受體相互作用，將生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)，啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的級(jí)聯(lián)(cascade)反應(yīng)，調(diào)控基因表達(dá)事件。47

參與器官纖維化形成的常見(jiàn)細(xì)胞因子有：轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子—β

TGF-β(transforminggrowthfactor-β)

結(jié)締組織生長(zhǎng)因子

CTGF

(connectivetissuegrowthfactor)

血小板源性生長(zhǎng)因子

PDGF

(platelet-direvedgrowthactor)

堿性纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子bFGF

(basicfibroblastgrowthfactor)

表皮生長(zhǎng)因子

EGF(epidermalgrowthfactor，)IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、IFN-γ

胰島素樣生長(zhǎng)因子-1IGF-1

(in—sulin-likegrowthfactor，)等

48它們可來(lái)自浸潤(rùn)的炎癥細(xì)胞(中性粒細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞等)，也可來(lái)自血小板和組織的固有細(xì)胞。這些細(xì)胞因子相互制約、相互調(diào)控，形成復(fù)雜的“細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)”，共同參與纖維化形成的多種反應(yīng)過(guò)程49

細(xì)胞因子參與纖維化過(guò)程大致可分為3種情況：參與局部損傷和炎癥反應(yīng):TNF-α、IL-1和IL-8等；參與組織修復(fù)和纖維化的進(jìn)展:TGF-β、CTGF、PDGF、IGF-1及bFGF等；抗損傷和抑制纖維化的作用:肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepacytegrowthfactor，HGF)、IFN-r和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-α）等。

50纖維化過(guò)程中涉及促纖維化細(xì)胞因子與抑纖維化細(xì)胞因子的相互作用。生理情況下，細(xì)胞因子構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)處于平衡狀態(tài)。病理情況下這一平衡被打破，促纖維化細(xì)胞因子增加，并發(fā)生級(jí)聯(lián)效應(yīng)，而抑纖維化細(xì)胞因子活性降低，從而導(dǎo)致ECM過(guò)度沉積而形成纖維化。因此，這兩類細(xì)胞因子之間的平衡在很大程度上決定著纖維化是否發(fā)生和嚴(yán)重程度。511轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-βTGF-β是屬于一組新近發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的TGF-β超家族。還包括活化素（activins)、抑制素（inhibins)、和骨形成蛋白（BMPs）。具有廣泛的生物學(xué)作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、凋亡、遷移、黏附、基質(zhì)形成，以及損傷修復(fù)等。在促纖維化作用是細(xì)胞因子中最強(qiáng)的。52

TGF-β是由兩個(gè)分子量為12.5kD的亞基通過(guò)二硫鍵連接而成的同源二聚體，二聚體形式的TGF-β才具有生物活性。

TGF-β有5種同分異構(gòu)體，哺乳動(dòng)物主要有TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3的3種形式，三者的生物學(xué)作用基本相似，其中以TGF-β1最重要。新合成的TGF-β是一類由390個(gè)氨基酸組成的無(wú)活性前體蛋白，必須經(jīng)蛋白酶切去N-末端的潛活相關(guān)肽(1atent-associatedpeptide)才能被激活。53

TGF-β的命名是根據(jù)能使正常的成纖維細(xì)胞的表型發(fā)生轉(zhuǎn)化，即在表皮生長(zhǎng)因子（EGF）同時(shí)存在的條件下，改變成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)特性。

TGF-β1在人血小板和哺乳動(dòng)物骨中含量最高；TGF-β2在豬血小板和哺乳動(dòng)物骨中含量最高；TGF-β3以間充質(zhì)起源的細(xì)胞產(chǎn)生為主。54TGF-β受體

已知有5種TGF-β受體(I～V型)。

I型和Ⅱ型受體是主要的信號(hào)傳遞受體，I型和Ⅱ型受體是跨膜的絲氨酸／蘇氨酸激酶。

Ⅲ型受體為跨膜蛋白聚糖，分為膜結(jié)合型和游離型，前者能增加TGF-β與Ⅱ型受體的親和力，而后者則能阻止TGF-β與其受體結(jié)合，從而干擾TGF-β的生物學(xué)作用。55

TGF-β首先與Ⅱ型受體結(jié)合，再與I型受體結(jié)合形成復(fù)合物，形成穩(wěn)定的異源配體－受體復(fù)合體，TGF-βRI中的絲氨酸／蘇氨酸位點(diǎn)發(fā)生磷酸化，即將信號(hào)由細(xì)胞外傳入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮生物學(xué)作用。56①刺激ECM產(chǎn)生細(xì)胞合成大量ECM，如I、Ⅲ、Ⅳ型膠原和非膠原糖蛋白等；②通過(guò)抑制ECM降解酶基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)、纖溶酶原激活物(PA)的活性；增強(qiáng)這些降解酶的抑制物如金屬蛋白酶組織抑制物—1(TIMPs)和纖溶酶原激活物抑制物—1(PAI-1)的活性，從而減少ECM的降解；TGF-β可通過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)和機(jī)制導(dǎo)致ECM過(guò)度積聚和纖維化形成:57③促進(jìn)ECM產(chǎn)生細(xì)胞表達(dá)α-SMA，使其活化并發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)镸FB，后者能合成和分泌大量膠原等ECM成分；④增加ECM受體如整合素的表達(dá)，從而促進(jìn)ECM與細(xì)胞間的相互作用。

可與其它細(xì)胞因子如PDGF、IL-1和bFGF等協(xié)同發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，促進(jìn)纖維化。58

TGF-β誘導(dǎo)ECM產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑目前尚不十分清楚，其基本過(guò)程是：

FGF-β配體膜受體SMAD蛋白轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)。592結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connectivetissuegrowthfactor，CTGF)

CTGF蛋白是一種富含半胱氨酸的分泌性多肽，分子量為38KD,屬于即刻早期基因家族CNN(Cry61、CTGF、Nov)成員之一。60

人CTGF是含349個(gè)氨基酸的多肽，基因位于染色體6q23.1，由5個(gè)外顯子與4個(gè)內(nèi)含子組成。CTGF氨基酸序列中有38個(gè)保守的半胱氨酸殘基，這些半胱氨酸殘基參與二硫鍵的形成。61

CTGF能促使Ⅰ型、Ⅲ型膠原、纖連蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)的合成，在創(chuàng)傷愈合、器官纖維化發(fā)生中已觀察到結(jié)締組織生長(zhǎng)因子的過(guò)度表達(dá)。62

TGF-β的生物學(xué)作用部分是由CTGF介導(dǎo)的，在CTGF的啟動(dòng)子145至157核苷酸序列中存在TGF-β應(yīng)答元件，在該區(qū)域定點(diǎn)突變后，TGF-β將完全失去對(duì)CTGF的調(diào)控作用。CTGF可能在與TGF-β其下游起作用63研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β刺激血管平滑肌細(xì)胞，其CTGFmRNA水平上調(diào)20倍；TGF-β在纖維化早期一過(guò)性表達(dá)，而纖維化持續(xù)發(fā)展依賴CTGF維持；在無(wú)TGF-β情況下CTGF可直接刺激細(xì)胞向MFB轉(zhuǎn)化。說(shuō)明CTGF作為T(mén)GF-β下游分子，是TGF-β促進(jìn)纖維化中必不可少的中介分子。64近年研究證明，在CTGF啟動(dòng)子中有SMAD結(jié)合位點(diǎn)，TGF-β通過(guò)SMAD途徑誘導(dǎo)CTGF轉(zhuǎn)錄。65炎癥損傷TGF-βSMADCTGFmRNACTGF細(xì)胞增殖間質(zhì)增多纖維化66

CTGF在纖維化形成中的作用：

促進(jìn)細(xì)胞增殖、粘附、遷移、整合素表達(dá)促使Ⅰ、Ⅲ型膠原和FN等ECM的合成

在創(chuàng)傷愈合、皮膚、腎臟、肝臟、心臟、肺臟和胰腺纖維化以及粥樣硬化的動(dòng)脈，均觀察到呈高表達(dá)的CTGF，表明CTGF是致使纖維化持續(xù)發(fā)展的共同和關(guān)鍵因子。67TGF-β生物學(xué)效應(yīng)具有“雙面刃”作用:

正常表達(dá)時(shí)能抑制炎癥和細(xì)胞增生，對(duì)內(nèi)皮素、一氧化氮合酶及三磷酸肌醇酯受體也有重要影響，此為其正面效應(yīng)；

過(guò)度表達(dá)時(shí)則可引起病理性改變，如引起ECM積聚和組織器官纖維化，即負(fù)面效應(yīng)。因此，抑制TGF-β的負(fù)面效應(yīng)可能限制TGF-β的正面效應(yīng)。如敲除TGF-β1基因的小鼠，因失去對(duì)炎癥的抑制而在出生后很快死于全身性感染。68

研究發(fā)現(xiàn)：

CTGF是TGF-β的下游效應(yīng)介質(zhì)，但在炎癥和免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)中不涉及CTGF。因此，CTGF僅介導(dǎo)TGF-β促ECM合成的負(fù)面效應(yīng)。對(duì)于TGF-β來(lái)說(shuō)，阻斷CTGF的抗纖維化作用應(yīng)該更有效和安全。

69

正常情況下CTGF表達(dá)水平很低，主要在間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)。阻斷CTGF不會(huì)出現(xiàn)阻斷TGF-β后可能產(chǎn)生的不利臨床反應(yīng)。最近開(kāi)發(fā)CTGF的中和抗體和反義核酸，已證實(shí)能阻斷TGF-β1刺激的膠原合成。因此CTGF可能成為防治器官纖維化提供一個(gè)更特異更安全的新治療靶。70

CTGF產(chǎn)生的主要抑制劑有cAMP、forskolin、霍亂毒素、前列腺素E2、前列環(huán)素、TNF-α和肝素等。這些物質(zhì)均作用在轉(zhuǎn)錄水平，減少CTGFmRNA的表達(dá)。前列腺素E2、forskolin和霍亂毒素通過(guò)增加腺苷酸環(huán)化酶活性，增加cAMP，抑制CTGF產(chǎn)生。71

CTGF作為T(mén)GF/SMADs途徑的下游介質(zhì)參與病理性纖維化進(jìn)程。阻斷CTGF的產(chǎn)生及其促纖維化效應(yīng)可能為今后病理性纖維化的治療提供了一個(gè)新靶點(diǎn)。723其它致纖維化細(xì)胞因子

TNF為多功能性多肽，在炎癥、免疫和腫瘤發(fā)生過(guò)程中具有重要調(diào)節(jié)作用。有TNF-α和TNF-β兩種。

TNF-α分子量17kD。TNF-α有1型和2型兩種受體，TNF-α與其受體相結(jié)合可激活許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，由此引起多種轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、受體、細(xì)胞粘附分子、炎癥介質(zhì)及急性期蛋白(acutephaseprotein)等的表達(dá)。⑴TNF

73

TNF-α具有聚集炎癥細(xì)胞的作用，對(duì)單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、細(xì)胞間粘附分子-1(ICAM-1)和血管細(xì)胞粘附分子-1(VCAM-1)等具有上調(diào)作用，從而促使巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞遷移至受累部位；

TNF-α能刺激纖維母細(xì)胞增殖，促進(jìn)膠原合成，在肝臟可促進(jìn)HSC增殖并向MFB轉(zhuǎn)化；74

在肝壞死灶及其周?chē)?，激活的枯否氏?xì)胞和大量浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞，及受損的肝細(xì)胞等均可產(chǎn)生很多細(xì)胞因子，如TNFα、IL-6和其他活性物質(zhì)，可使靜止期星形細(xì)胞表達(dá)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子受體、血小板源生長(zhǎng)因子（PDGF）受體的功能亢進(jìn)，從而使星形細(xì)胞對(duì)細(xì)胞因子的刺激具有了反應(yīng)性。75⑵．血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)

PDGF是1974年在血小板中被發(fā)現(xiàn)的,能刺激間葉來(lái)源的細(xì)胞分裂、生長(zhǎng),是纖維母細(xì)胞的有絲分裂原。PDGF是由A鏈和B鏈組成的二聚體，分為AA、BB和AB3型，它們通過(guò)靶細(xì)胞膜上的PDGF受體(PDGF-Rα。和PDGF-Rβ)發(fā)揮生物學(xué)作用。

76

PDGF可使處于靜止期的G0細(xì)胞進(jìn)入Gl期及Sl期，是促使ECM產(chǎn)生細(xì)胞DNA合成和細(xì)胞增殖最有效的有絲分裂原。

PDGF-BB能促使纖維母細(xì)胞轉(zhuǎn)化為MFB，并可介導(dǎo)MFB表達(dá)α1(Ⅲ)膠原基因。外源性PDGF直接加入到纖維母細(xì)胞培養(yǎng)中，能顯著增強(qiáng)其增殖，這種作用可被抗PDGF抗體所阻斷。

77

在肝臟受損時(shí)巨噬細(xì)胞、血小板、浸潤(rùn)的炎細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞（HSC）均可以合成和分泌PDGF，以自分泌和旁分泌的形式發(fā)揮作用，PDGF與其受體結(jié)合后，通過(guò)Ras／ERK、P13K、鈣通道和Na+／H+交換等途徑進(jìn)行胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)HSC增殖和遷移，并誘導(dǎo)HSC合成TGF等細(xì)胞因子。78⑶．堿性纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)

bFGF具有多種生物學(xué)功能，是重要的促有絲分裂因子，能促進(jìn)纖維母細(xì)胞的有絲分裂、增殖和分化，是纖維化的啟動(dòng)因子。79研究顯示，bFGF可刺激潛活性TGF-β釋放；bFGF作為纖維母細(xì)胞增殖的強(qiáng)誘導(dǎo)劑，能刺激纖維母細(xì)胞增殖，并能誘導(dǎo)α-SMA的表達(dá)；bFGF還能明顯增加I型和Ⅲ型膠原mRNA的表達(dá)。在大鼠Heymann腎炎時(shí)，bFGF能加劇足細(xì)胞的損傷和腎小球硬化，應(yīng)用抗bFGF抗體治療有效。80⑷．白細(xì)胞介素-1(IL-1)

IL-1是單核巨噬細(xì)胞分泌合成的一種前炎癥細(xì)胞因子，分為IL-1α和IL-1β兩種亞型，在組織急性損傷中起重要作用。81

IL-1能誘導(dǎo)其它炎癥細(xì)胞因子(如IL-6)、趨化因子、粘附分子、急性期蛋白和組織蛋白酶等的合成，對(duì)嗜中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞具有趨化和促進(jìn)釋放炎癥介質(zhì)的作用；

IL-1能刺激纖維母細(xì)胞增殖和產(chǎn)生ECM成分。

82⑸．激活素

激活素(activin)最早在性腺發(fā)現(xiàn)的糖蛋白激素，因能刺激垂體細(xì)胞分泌卵泡刺激素而得名，后來(lái)發(fā)現(xiàn)具有多種生物學(xué)功能，屬于TGF-β超家族的成員。83

激活素參與機(jī)體炎癥反應(yīng)和組織損傷修復(fù)過(guò)程，一定水平激活素有助于損傷修復(fù)過(guò)程的正常進(jìn)行，但其過(guò)量表達(dá)可能與器官纖維化形成有關(guān)。實(shí)驗(yàn)性肝纖維化模型，激活素某些亞基表達(dá)水平增高，且可能與TGF-β有協(xié)同作用。博萊霉素誘發(fā)的小鼠肺纖維化，肺組織激活素A表達(dá)增加，激活素A可刺激肺纖維母細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)變?yōu)镸FB。動(dòng)脈粥樣硬化和炎癥性腸病等過(guò)程，也有激活素表達(dá)的增高。84⑹．Fibrosin

纖維母細(xì)胞刺激因子-1

(fibroblast-stimulatingfactor-1)，

是由CD4+淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的分子量60kD的細(xì)胞因子，該細(xì)胞因子與其它纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子相似，能結(jié)合肝素。85

Fibrosin能刺激纖維母細(xì)胞和HSC增殖，在培養(yǎng)HSC，fibrosin能上調(diào)FNmRNA表達(dá)。也能刺激纖維母細(xì)胞增加膠原的產(chǎn)生。864抑制纖維化的細(xì)胞因子

纖維化形成過(guò)程中，細(xì)胞在產(chǎn)生致纖維化細(xì)胞因子的同時(shí)，也釋放一些抑制纖維化的細(xì)胞因子，如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)和IFN-γ，它們具有抑制纖維化發(fā)生發(fā)展的作用。87⑴．肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocytegrowthfactor，HGF)

HGF最先是由1984年日本Nakamura和1985年美國(guó)Michalopoulos分別報(bào)道的，其分子量為82000，是由728個(gè)氨基酸組成的多肽，為一異二聚體，由輕鏈和重鏈組成。屬不耐熱多糖蛋白。

88

HGF主要由間質(zhì)細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等）產(chǎn)生。

HGF通過(guò)與特異性膜受體結(jié)合而發(fā)揮其多樣生物學(xué)作用，調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、分化，除促有絲分裂活性外，還作為一離散因子（scatterfactor,SF）促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)散遷移,誘導(dǎo)多種上皮細(xì)胞形成分支管狀結(jié)構(gòu)

89

HGF對(duì)肝細(xì)胞和多種上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的促增生作用。HGF給藥或基因治療對(duì)肝硬化、腎纖維化、肺纖維化等有明顯治療效果。某些器官纖維化的形成不僅與TGF-β表達(dá)增加有關(guān)，而且還與HGF表達(dá)降低有關(guān)。HGF可對(duì)抗TGF-β的許多生物學(xué)活性，具有抑制纖維化的作用：90

TGF-β可刺激ECM積聚，而HGF則能通過(guò)增加MMP的表達(dá)和減少TIMP-1和TIMP-2的表達(dá)，促使ECM降解；

HGF能明顯抑制TGF-β表達(dá)和MFB形成；

TGF-β和AngⅡ能對(duì)HGF的局部分泌進(jìn)行負(fù)調(diào)節(jié)，這負(fù)調(diào)節(jié)在腎纖維化的發(fā)生中起重要作用。最近還證明，HGF能明顯阻斷由TGF-β介導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞向MFB轉(zhuǎn)變，減少α-SMA表達(dá)和上皮細(xì)胞標(biāo)志E-鈣粘著蛋白(E-cadherin)的喪失。91⑵．干擾素

IFN-γ是重要的免疫調(diào)節(jié)因子，能抑制纖維母細(xì)胞激活和膠原基因表達(dá)。92

有研究證明，IFN-γ能明顯抑制博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺病理改變和肺纖維化區(qū)TGF-β蛋白表達(dá)，降低前膠原纖維αI和αⅢmRNA表達(dá)及羥脯氨酸含量的增加。

93用IFN-γ治療人肝纖維化已取得較好療效。

IFN-γ能抑制HSC增殖和激活，降低α-SMA、I、Ⅳ膠原及FNmRNA表達(dá)水平。

IFN-γ能影響I和Ⅲ型膠原的合成，使培養(yǎng)的纖維母細(xì)胞膠原產(chǎn)量下降，其作用部位發(fā)生在前膠原mRNA。原代培養(yǎng)HSC加入IFN-γ后，I、Ⅲ型膠原及FNmRNA表達(dá)水平降低。94（三）血管活性物質(zhì)的作用1腎素－血管緊張素系統(tǒng)（RAS）95是作用于循環(huán)系統(tǒng)激素，具有調(diào)節(jié)血容量和血壓中起重要作。近年發(fā)現(xiàn)它也是一局部?jī)?nèi)分泌系統(tǒng)。局部RAS并不依賴于循環(huán)中的腎素、血管緊張素和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)，而是獨(dú)立地通過(guò)自分泌和旁分泌的方式發(fā)揮生理和病理作用。

96腎、心、血管、腎上腺和腦等均有局部RAS。AngⅡ是該系統(tǒng)的效應(yīng)分子，主要通過(guò)與其特異性受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。

97

AngⅡ除具有調(diào)節(jié)血流動(dòng)力學(xué)的作用外，最近發(fā)現(xiàn)它還作為一種生長(zhǎng)因子和促纖維化因子影響細(xì)胞的增殖和分裂，即非血流動(dòng)力學(xué)作用。98

RAS在腎纖維化、心肌纖維化、肺纖維化中起著重要作用，在其它器官纖維化形成中的意義近年也引起注意。

99

①影響全身及腎臟的血流動(dòng)力學(xué)，升高腎小球內(nèi)壓力，導(dǎo)致腎小球硬化；②誘導(dǎo)腎小球系膜細(xì)胞及腎間質(zhì)纖維母細(xì)胞的增殖和肥大，活化腎固有細(xì)胞和腎間質(zhì)纖維母細(xì)胞，增加ECM蛋白的表達(dá)和合成，引起ECM積聚；AngⅡ在腎小球硬化和腎間質(zhì)纖維化的作用機(jī)制：100③可刺激TGF-β和血漿纖溶酶原激活物抑制劑（PAI-1）的表達(dá)，從而減少ECM的降解；④對(duì)單核細(xì)胞具有趨化作用，增加趨化因子的表達(dá)；101

AngⅡ能以時(shí)間和劑量依賴方式增加TGF-β1mRNA和蛋白表達(dá)，并促使TGF-β1活化；在大鼠腎小球系膜細(xì)胞加入AngⅡ，能直接引起PAI-1增加及通過(guò)TGF-β介導(dǎo)的PAI-1持續(xù)表達(dá)；血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑和AngⅡ受體拮抗劑可減輕腎小球硬化和腎間質(zhì)纖維化的程度。102AngII↑PAI－1↑TGF-β↑ECM降解↓ECM合成↑ECM積聚纖維化形成103RAS在心肌纖維化及心室重塑中的作用：心臟除受循環(huán)中RAS的作用外，還受心血管局部RAS的影響。

AngⅡ可以自分泌或旁分泌的方式作用于心肌和血管的特異性受體，通過(guò)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑影響心血管功能。在這方面研究得最多的是高血壓心臟病，其他如缺血性心臟病、擴(kuò)張型心肌病等引起的心肌纖維化，也有RAS參與。104

AngⅡ可能對(duì)肝和肺纖維化的發(fā)生發(fā)展有一定影響。在體外培養(yǎng)的人HSC已發(fā)現(xiàn)有AngⅡ1型受體存在，AngⅡ能刺激HSC增殖和收縮。

1052內(nèi)皮素(endothdin，ET)

內(nèi)皮素是迄今所知最強(qiáng)的縮血管物質(zhì)。主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成，通過(guò)自分泌或旁分泌等方式發(fā)揮生物學(xué)作用。人和哺乳動(dòng)物體內(nèi)有3種ET(ET-1、ET-2和ET-3)和3種受體。

ET在腎臟、心臟、肝、肺等器官纖維化發(fā)生發(fā)展中有重要作用。106

ET通過(guò)血流動(dòng)力學(xué)和非血流動(dòng)力學(xué)途徑參與腎臟纖維化的發(fā)生：①引起腎小球血管收縮，升高腎小球內(nèi)壓力；②刺激系膜細(xì)胞增殖和合成ECM，釋放TNF、PDGF及刺激腎髓質(zhì)產(chǎn)生超氧陰離子和過(guò)氧化氫等；③升高TIMP的水平，減少ECM降解；107④具有血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）樣活性，可使組織局部AngⅡ合成增加，后者反過(guò)來(lái)刺激內(nèi)皮細(xì)胞合成更多的ET-1；⑤除了上調(diào)TGF-β表達(dá)外，ET-1可通過(guò)直接刺激腎臟纖維母細(xì)胞增殖、增加ECM合成及減少膠原酶活性而促進(jìn)腎問(wèn)質(zhì)纖維化。

108

ET對(duì)心肌纖維化的作用表現(xiàn)：

可促進(jìn)心肌細(xì)胞合成和釋放AngⅡ。ET具有ACE樣活性，可促進(jìn)AngI轉(zhuǎn)化為AngⅡ。因此，認(rèn)為在心血管很可能存在一個(gè)區(qū)域化的ET-AngⅡ相互作用系統(tǒng)，在生理情況下參與局部循環(huán)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，在病理情況參與心肌纖維化和心室重塑的發(fā)生發(fā)展；109

ET可引起腎上腺釋放醛固酮，其作用比AngⅡ強(qiáng)，ET是醛固酮合成與釋放的強(qiáng)效調(diào)節(jié)劑；

ET在促進(jìn)心肌纖維母細(xì)胞增生和膠原蓄積方面可起重要作用，并可降低膠原酶活性。110新近研究證明，過(guò)度表達(dá)人類ET-1的轉(zhuǎn)基因小鼠，可發(fā)生腎小球硬化和腎間質(zhì)纖維化。特異ET受體阻斷劑能減輕腎纖維化的程度。111

HSC表面有大量ET受體，ET-1可刺激這些細(xì)胞活化，在活化的HSC表面ET受體表達(dá)明顯上調(diào)。ET受體拮抗劑能阻斷實(shí)驗(yàn)性肝纖維化大鼠膠原合成和沉積。112在實(shí)驗(yàn)性大鼠肺纖維化，ET-1的表達(dá)也增加，阻斷ET受體可明顯減輕肺纖維化。在特發(fā)性肺纖維化病人的肺組織ET-1的表達(dá)增加，并通過(guò)調(diào)節(jié)肺纖維母細(xì)胞的增殖和a-SMA的表達(dá)參與肺纖維化的發(fā)生。在ET-1轉(zhuǎn)基因小鼠的研究進(jìn)一步證明，ET-1過(guò)度表達(dá)與肺纖維化有關(guān)。113

除上述細(xì)胞因子和血管活性物質(zhì)外，其它細(xì)胞因子、趨化因子、粘附分子、細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激、醛固酮、一氧化氮以及某些ECM成分等，在不同器官纖維化的不同發(fā)展階段也起一定作用。114三細(xì)胞外基質(zhì)的組成與代謝

ECMextracellularmatrix，是由大分子構(gòu)成的錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。為細(xì)胞的生存及活動(dòng)提供適宜的場(chǎng)所，并通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)影響細(xì)胞的形狀、代謝、功能、遷移、增殖和分化。

ECM是處于不斷合成和降解的動(dòng)態(tài)過(guò)程中。115

細(xì)胞外基質(zhì)的組分及組裝形式由所產(chǎn)生的細(xì)胞決定，并與組織的特殊功能需要相適應(yīng)：

角膜的ECM為透明柔軟的片層，肌腱的堅(jiān)韌如繩索。

116ECM的主要生物學(xué)作用影響細(xì)胞的生長(zhǎng)與死亡

正常真核細(xì)胞，除成熟血細(xì)胞外，大多須粘附于特定的ECM上才能抑制凋亡而存活，稱為定著依賴性（anchoragedependence）。上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞一旦脫離了ECM則會(huì)發(fā)生程序性死亡。

117不同的ECM對(duì)細(xì)胞增殖的影響不同成纖維細(xì)胞在纖粘連蛋白基質(zhì)上加快增殖，在層粘連蛋白基質(zhì)上增殖減慢；而上皮細(xì)胞對(duì)纖粘連蛋白及層粘連蛋白的增殖反應(yīng)則相反。腫瘤細(xì)胞的增殖喪失了定著依賴性，可在半懸浮狀態(tài)增殖。118決定細(xì)胞的形狀

體外實(shí)驗(yàn)證明，各種細(xì)胞脫離細(xì)胞外基質(zhì)呈單個(gè)游離狀態(tài)時(shí)多呈球形。同一種細(xì)胞在不同的細(xì)胞外基質(zhì)上粘附時(shí)可表現(xiàn)出完全不同的形狀。ECM是通過(guò)其受體影響細(xì)胞骨架的組裝決定細(xì)胞的形狀的。

上皮細(xì)胞粘附于基膜上才能顯現(xiàn)出極性。

119控制細(xì)胞的分化

細(xì)胞通過(guò)與特定的ECM成分作用而發(fā)生分化。成肌細(xì)胞在纖粘連蛋白上增殖并保持未分化的表型；而在層粘連蛋白上則停止增殖，進(jìn)行分化，融合為肌管。120

干細(xì)胞在IV型膠原和層粘蛋白上分化為上皮細(xì)胞在I型膠原和纖粘連蛋白上分化為纖維細(xì)胞在II型膠原和軟骨粘連蛋白上分化為軟骨細(xì)胞121參與細(xì)胞的遷移

ECM可控制細(xì)胞遷移的速度與方向，并為細(xì)胞遷移提供“腳手架”。細(xì)胞的遷移依賴于細(xì)胞的粘附與細(xì)胞骨架的組裝。纖粘連蛋白可促進(jìn)成纖維細(xì)胞及角膜上皮細(xì)胞的遷移；層粘連蛋白可促進(jìn)多種腫瘤細(xì)胞的遷移。122

ECM對(duì)細(xì)胞的一切生命現(xiàn)象具有全面的影響，無(wú)論在胚胎發(fā)育的形態(tài)發(fā)生、器官形成過(guò)程中，或在維持成體結(jié)構(gòu)與功能完善的一切生理活動(dòng)中均具有不可忽視的重要作用。123（一）細(xì)胞外基質(zhì)的構(gòu)成

ECM：纖維網(wǎng)絡(luò)＋凝膠樣基質(zhì)纖維網(wǎng)絡(luò)＝膠原蛋白＋彈性蛋白＋纖粘連蛋白＋層粘連蛋白凝膠樣基質(zhì)＝糖胺聚糖＋蛋白聚糖124細(xì)胞外基質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)125

1．膠原蛋白(collagen)

膠原是動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，占人體蛋白質(zhì)總量30％以上。它遍布于體內(nèi)各種器官和組織，是細(xì)胞外基質(zhì)中的框架結(jié)構(gòu)。主要由成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及某些上皮細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外。已發(fā)現(xiàn)的膠原至少有19種，由不同的結(jié)構(gòu)基因編碼，具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)及免疫學(xué)特性。126膠原的類型、結(jié)構(gòu)和分布類型亞單位結(jié)構(gòu)分布Ⅰα1(Ⅰ)，α2(Ⅰ)纖維狀皮膚、腱、骨等Ⅱα1(Ⅱ)纖維狀軟骨、玻璃體液Ⅲα1(Ⅲ)纖維狀皮膚、肌肉等Ⅳα1(Ⅳ)，α2(Ⅳ)非纖維狀所有的基膜Ⅴα1(Ⅴ)，α2(Ⅴ)，α3(Ⅴ)纖維狀大多數(shù)間隙組織Ⅵα1(Ⅵ)，α2(Ⅵ)，α3(Ⅵ)纖維狀大多數(shù)間隙組織Ⅶα1(Ⅶ)非纖維狀錨定原纖維Ⅷα1(Ⅷ)?某些內(nèi)皮細(xì)胞Ⅹα1(Ⅹ)?肥大和鹽質(zhì)軟骨Ⅸα1(Ⅸ)，α2(Ⅸ)，α2(Ⅸ)?軟骨XIα1(XI)，α2(XI)，α3(XI)纖維狀肥大和鹽質(zhì)軟骨XIIα1(XII)?皮膚、腱XIIIα1(XIII)?表皮，基膜XIVα1(XIV)?胎兒皮膚和腱127按膠原在體內(nèi)的分布和功能可分3類：間質(zhì)膠原

主要包括I、Ⅱ和Ⅲ型膠原等，分布在細(xì)胞或組織之間；基膜膠原

主要是Ⅳ型膠原，是基膜的支架結(jié)構(gòu)；細(xì)胞外周膠原

主要是V和Ⅵ型膠原，以無(wú)定形狀態(tài)圍繞在細(xì)胞周?chē)?28

各型原膠原分子都由3條相同或不同的α-肽鏈組成，每條α-肽鏈約含1000個(gè)氨基酸殘基。前膠原每條鏈由Gly-X-Y序列重復(fù)構(gòu)成。Gly-X-Y序列使α鏈卷曲為左手螺旋。三股鏈再繞成右手超螺旋。含有三種結(jié)構(gòu)區(qū)：螺旋區(qū)，非螺旋區(qū)及球形結(jié)構(gòu)域。其中Ⅰ型膠原的結(jié)構(gòu)最為典型。129130膠原的合成裝配131Structuresofthecollagen

原膠原間共價(jià)交聯(lián)，呈階梯狀排列，形成膠原纖維，在電鏡下可見(jiàn)間隔67nm的橫紋。132TEMimageofcollagen133

Ⅰ型膠原的原膠原是由兩條α1（Ⅰ)鏈和一條α2(Ⅰ)鏈組成，即為[α1(Ⅰ)]2α2(Ⅰ)鏈；

Ⅲ型膠原的原膠原是由3條相同的α1(Ⅲ)鏈組成，即為[α1(Ⅲ)]3

鏈。134

I型膠原是器官纖維化時(shí)病變部位沉積的主要ECM成分。

I型膠原基因表達(dá)主要由細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子調(diào)控，如TGF-β、TNF-α和IFN-γ等，最重要的是TGF-β。在Ⅰ型膠原基因啟動(dòng)子上已鑒定出TGF-β、TNF-α、IFN-γ、糖皮質(zhì)激素及視黃酸等的應(yīng)答元件(responselement)135

TGF-β對(duì)Ⅰ型膠原基因表達(dá)的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。TGF-β通過(guò)核蛋白因子與相應(yīng)TGF-β應(yīng)答元件(TbRE)結(jié)合，激活α1(Ⅰ)膠原基因的表達(dá)。

在病理?xiàng)l件下，TGF-β通過(guò)提高多種核轉(zhuǎn)錄因子與I型膠原基因相應(yīng)DNA調(diào)控序列(順式調(diào)控元件)的結(jié)合活性，促使I型膠原基因激活并呈高水平轉(zhuǎn)錄。1362．糖胺聚糖(GAG)與蛋白聚糖

細(xì)胞外基質(zhì)的物理性狀主要受蛋白聚糖的多糖基團(tuán)影響。蛋白聚糖是由糖胺聚糖與蛋白質(zhì)共價(jià)連接形成的多糖與蛋白質(zhì)復(fù)合物。137糖胺聚糖(GAG)

重復(fù)二糖單位構(gòu)成的無(wú)分枝長(zhǎng)鏈多糖

氨基已糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖）

二糖單位糖醛酸

但硫酸角質(zhì)素中糖醛酸由半乳糖代替。

138

糖胺聚糖依組成糖基、連接方式、硫酸化程度及位置的不同可分為六種體內(nèi)重要的氨基聚糖：

139氨基聚糖的分子特性及組織分布氨基聚糖二糖單位硫酸基分布組織透明質(zhì)酸葡萄糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0結(jié)締組織、皮膚、軟骨、玻璃體、滑液硫酸軟骨素葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖0.2-2.3軟骨、角膜、骨、皮膚、動(dòng)脈硫酸皮膚素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖1.0-2.0皮膚、血管、心、心瓣膜硫酸乙酰肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0.2-3.0肺、動(dòng)脈、細(xì)胞表面肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖2.0-3.0肺、肝、皮膚、肥大細(xì)胞硫酸角質(zhì)素半乳糖，N-乙酰葡萄糖0.9-1.8軟骨、角膜、椎間盤(pán)140141

除透明質(zhì)酸（hyaluronic

acid,HA）及肝素外，其他糖胺聚糖均不游離存在，而與核心蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合構(gòu)成蛋白聚糖。142

既親水又帶負(fù)電荷，所以，既結(jié)合水又結(jié)合陽(yáng)離子，在細(xì)胞外間質(zhì)的基質(zhì)中形成膠狀材料。143①透明質(zhì)酸是唯一不發(fā)生硫酸化的糖胺聚糖，糖鏈特別長(zhǎng)，含10萬(wàn)個(gè)糖基。溶液中HA分子呈無(wú)規(guī)則卷曲狀態(tài)。如果強(qiáng)行伸長(zhǎng)，其分子長(zhǎng)度可達(dá)20μm。

HA整個(gè)分子全部由葡萄糖醛酸及乙酰氨基葡萄糖二糖單位重復(fù)排列構(gòu)成。由于HA分子表面有大量帶負(fù)電荷的親水性基團(tuán)，可結(jié)合大量水分子，即使?jié)舛群艿鸵材苄纬烧吵淼哪z體，占據(jù)很大的空間，產(chǎn)生膨壓。

144

HA雖不與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合，但可與許多種蛋白聚糖的核心蛋白質(zhì)及連接蛋白質(zhì)借非共價(jià)鍵結(jié)合而參加蛋白聚糖多聚體的構(gòu)成，在軟骨基質(zhì)中尤其如此。145②硫酸軟骨素

是哺乳動(dòng)物體內(nèi)最豐富的糖胺聚糖，大量存在于軟骨，亦存在于皮膚、角膜、鞏膜、骨、動(dòng)脈、心瓣膜及臍帶中。其重復(fù)二糖單位由葡萄糖醛酸及N-乙酰氨基半乳糖組成。

硫酸化發(fā)生在乙酰氨基半乳糖的4或6位碳原子（即C-4或C-6）的-OH基上,分別稱為4-硫酸軟骨素及6-硫酸軟骨素。146③硫酸皮膚素

存在于皮膚、血管、心、心瓣膜、肌腱、關(guān)節(jié)囊、纖維軟骨、韌帶及臍帶等組織中。其二糖單位艾杜糖醛酸及N-乙酰氨基半乳糖的C-4發(fā)生硫酸化。硫酸皮膚素與核心蛋白質(zhì)的連接方式與硫酸軟骨素接近，因此曾被稱為硫酸軟骨素B。

147硫酸角質(zhì)素

具有兩種不同的類型。來(lái)自角膜的硫酸角質(zhì)素Ⅰ是角膜中主要的氨基聚糖，來(lái)自骨、軟骨及髓核等支架組織的硫酸角質(zhì)素Ⅱ常與硫酸軟骨素一起構(gòu)成蛋白聚糖。

148肝素及硫酸乙酰肝素

肝素由緊靠血管的肥大細(xì)胞產(chǎn)生，并貯存于肥大細(xì)胞的顆粒中，應(yīng)一定的刺激而釋放，具有抗凝血作用。

149硫酸乙酰肝素普遍存在于各種細(xì)胞的表面，參與膜結(jié)構(gòu)以及細(xì)胞之間和細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用。

硫酸乙酰肝素的核心蛋白質(zhì)的肽鏈中存在疏水性區(qū)域，可嵌入細(xì)胞膜的脂雙層中，可作為細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)成分。150

暴露于質(zhì)膜外表面的糖鏈及肽段可與細(xì)胞外基質(zhì)中的某些成分，如膠原、纖粘連蛋白及層粘連蛋白相結(jié)合；其伸入胞質(zhì)中的肽段可與細(xì)胞骨架成分,如肌動(dòng)蛋白相結(jié)合。因此,硫酸乙酰肝素既參與細(xì)胞之間和細(xì)胞－基質(zhì)之間的相互作用，又可從細(xì)胞外向細(xì)胞內(nèi)傳遞信息。151蛋白聚糖定義

蛋白聚糖是一條核心蛋白質(zhì)與多條糖胺聚糖GAG

（除透明質(zhì)酸外）（coreprotein）的共價(jià)結(jié)合物。

152組成核心蛋白糖胺聚糖

蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)153特點(diǎn)

糖占比例大，約一半以上，具有多糖性質(zhì)。分布分布于軟骨、結(jié)締組織、角膜基質(zhì)、關(guān)節(jié)滑液、粘液、眼玻璃體等組織。154

一個(gè)核心蛋白質(zhì)分子上可以連接1至100個(gè)以上GAG鏈。與一個(gè)核心蛋白質(zhì)分子相連的GAG鏈可以是同種或不同種的

許多蛋白聚糖單體常以非共價(jià)鍵與透明質(zhì)酸形成多聚體。155蛋白聚糖多聚體蛋白聚糖單體連接蛋白透明質(zhì)酸156157蛋白聚糖的功能

構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)在基質(zhì)中蛋白聚糖和彈性蛋白、膠原蛋白以特殊方式連接，構(gòu)成基質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。這與細(xì)胞的粘附、遷移、增殖和分化等有關(guān)。

其它功能抗凝血（肝素）參與細(xì)胞識(shí)別與分化（細(xì)胞表面的硫酸素）維持軟骨機(jī)械性能（硫酸軟骨素）等

158

蛋白聚糖有高度親水性，形成水化性膠質(zhì)，填充于ECM的纖維網(wǎng)架間隙，起支撐作用。是一種多聚陰離子，帶大量負(fù)電荷，參與一些特殊結(jié)構(gòu)（腎小球基底膜）的電荷屏障作用。159

4．糖蛋白

糖蛋白(glycoprotein)是由一種或多種短的寡糖鏈以共價(jià)鍵連接到肽鏈上的蛋白質(zhì)。

160特點(diǎn)蛋白質(zhì)含量較多，糖所占比例變動(dòng)大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。細(xì)胞膜、溶酶體、細(xì)胞外液分布161糖蛋白寡糖鏈的功能1.

對(duì)糖蛋白新生肽鏈的影響參與新生肽鏈的折疊并維持蛋白質(zhì)的正確的空間構(gòu)象；影響亞基聚合；糖蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分揀和投送。2.對(duì)糖蛋白的生物活性的影響保護(hù)糖蛋白不受蛋白酶的水解，延長(zhǎng)其半衰期3.參與分子的識(shí)別作用162蛋白多糖與糖蛋白的區(qū)別蛋白多糖糖蛋白糖鏈含量：較蛋白質(zhì)部分多一般少于蛋白質(zhì)，少數(shù)可較多糖鏈組成：主要為糖醛酸、不含糖醛酸，含N-乙酰氨基己糖、

N-乙酰氨基己糖甘露糖、半乳糖，末端為唾液酸及巖藻糖糖基排列：二糖分子連成長(zhǎng)鏈大多為分支寡糖鏈與肽鏈連一般為O-糖苷鍵連接O-糖苷鍵或N-糖苷鍵連接接方式：有時(shí)可游離存在分布：主要在細(xì)胞外，各種分布廣泛，細(xì)胞內(nèi)外皆有結(jié)締組織基質(zhì)中生理功能：以維持結(jié)締組織的作用廣泛，許多粘蛋白、血功能為主漿蛋白、膜蛋白等結(jié)構(gòu)蛋白均為糖蛋白。163ECM的分布基膜

是一層厚約40－400nm特殊的ECM。主要由IV型膠原、非膠原糖蛋白與基質(zhì)中的纖維直接連接，保持組織間的相互作用。主要成分：IV型膠原、內(nèi)皮粘連蛋白、LN及蛋白聚糖。組成超分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。164Basallamina165間隙結(jié)締組織

是由膠原等異源性物質(zhì)組成的復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。位于ECM和特化組織（骨、軟骨）等部位。主要成分是膠原。I型III型膠原存在大多數(shù)結(jié)締組織中，軟骨中主要是V型和VI型。還含F(xiàn)N彈性蛋白、腱蛋白和各種蛋白聚糖。166（二）細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)細(xì)胞的影響

ECM不僅僅為細(xì)胞提供支撐和連接位點(diǎn)，對(duì)維持細(xì)胞的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)、粘附、遷移、分化、增殖、生長(zhǎng)以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)的調(diào)控等也具有重要影響。

167

器官纖維化時(shí)，不僅ECM沉積的量增加，而且其組成成分和構(gòu)型等均發(fā)生改變，使ECM產(chǎn)生細(xì)胞處于持續(xù)激活狀態(tài)產(chǎn)生更多的ECM，促使纖維化進(jìn)一步發(fā)展。因此，了解ECM對(duì)ECM產(chǎn)生細(xì)胞的作用及其機(jī)制，可能為治療器官纖維化提供新的對(duì)策。168

ECM與細(xì)胞的相互作用是通過(guò)粘附分子介導(dǎo)的，整合素(integrin)在這一過(guò)程中具有重要意義。

整合素是一種分布在細(xì)胞表面的跨膜糖蛋白，是ECM蛋白的主要受體，屬于粘附分子家族，通過(guò)粘附蛋白配體介導(dǎo)細(xì)胞-ECM或細(xì)胞－細(xì)胞間的粘附及細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。169170整合素

是由α和β鏈組成的異源二聚體，α和β鏈均由細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和細(xì)胞內(nèi)區(qū)三部分組成。α與β亞單位組合至少構(gòu)成19種整合素分子。根據(jù)β鏈不同分為3類：

β1亞家族在各種細(xì)胞表面表達(dá)；β2亞家族稱為白細(xì)胞整合素，僅在白細(xì)胞表面表達(dá)；

β3亞家族主要在內(nèi)皮細(xì)胞和血小板表面表達(dá)171172173

整合素介導(dǎo)細(xì)胞-ECM及細(xì)胞間的粘附主要表現(xiàn)3個(gè)方面：①細(xì)胞-ECM粘附：大部分整合素可識(shí)別精—甘—天冬(RGD)三肽序列，而大多數(shù)ECM蛋白都含有RGD序列，因此，整合素可與ECM蛋白結(jié)合，介導(dǎo)細(xì)胞與ECM的相互作用。一種整合素可與多種ECM蛋白結(jié)合，一種ECM蛋白又可被多種整合素識(shí)別。174②基質(zhì)與細(xì)胞骨架的連接：整合素的胞內(nèi)部分較短，可以借助α-輔肌動(dòng)蛋白、踝蛋白(talin)及紐蛋白(vinculin)與細(xì)胞骨架成分相連接，能使機(jī)械力在基質(zhì)與細(xì)胞骨架之間進(jìn)行傳遞，ECM成分的改變可直接影響細(xì)胞的形態(tài)、表型、粘附和遷移等功能。175

成纖維細(xì)胞通過(guò)整合素使細(xì)胞骨架與基質(zhì)中的纖維束連接，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的收縮力可使基質(zhì)變形。176③細(xì)胞間粘附：某些整合素則與細(xì)胞膜上的免疫球蛋白超家族蛋白成分如ICAM-1，ICAM-2及VCAM-1等結(jié)合，從而介導(dǎo)細(xì)胞－細(xì)胞間的粘附。

177

整合素除了介導(dǎo)基質(zhì)—細(xì)胞的相互作用、參與粘附功能外，還可作為介導(dǎo)信號(hào)傳遞的膜分子，通過(guò)細(xì)胞外區(qū)與ECM結(jié)合，細(xì)胞內(nèi)區(qū)與細(xì)胞骨架連接，將細(xì)胞外信號(hào)傳人細(xì)胞內(nèi)，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理功能；整合素還能將細(xì)胞內(nèi)信息向外傳出，調(diào)節(jié)ECM--細(xì)胞粘附的特異性及親和力。178蛋白聚糖

基質(zhì)中含有大量透明質(zhì)酸，可與細(xì)胞表面的透明質(zhì)酸受體結(jié)合，影響細(xì)胞與細(xì)胞間的粘附、遷移、增殖和分化等細(xì)胞生物學(xué)行為。

179

糖蛋白的功能十分廣泛，近年對(duì)糖蛋白中寡糖鏈的功能有一定了解。寡糖鏈不僅能影響蛋白的構(gòu)象、聚合、溶解和降解，在細(xì)胞識(shí)別、信號(hào)傳遞中起關(guān)鍵作用。淋巴細(xì)胞正常情況應(yīng)歸巢到脾臟，而切去唾液酸后，結(jié)果歸巢到了肝臟。糖蛋白寡糖鏈末端的唾液酸殘基，決定著某種蛋白質(zhì)是否在血流中存在或被肝臟除去的信息。糖蛋白180（三）細(xì)胞外基質(zhì)的代謝

ECM降解酶活性受抑制是引起ECM在組織內(nèi)不斷沉積，進(jìn)而導(dǎo)致纖維化的又一重要機(jī)制。181降解ECM的蛋白降解酶類至少有6種①絲氨酸蛋白酶：

包括胰蛋白酶、凝血酶、纖溶酶、尿激酶型纖溶酶原激活物(u-PA)和組織型纖溶酶原激活物(t-PA)等，此類酶能降解蛋白聚糖和糖蛋白。②半胱氨酸蛋白酶：如組織蛋白酶B、D和L，也能降解蛋白聚糖和糖蛋白；182③基質(zhì)金屬蛋白酶類：(matrixmetalloproteinases，MMPs)

對(duì)ECM有廣泛降解作用，是調(diào)節(jié)ECM動(dòng)態(tài)平衡的重要酶類；④天門(mén)冬氨酸蛋白酶：⑤脯肽酶：以脯氨酸羥脯氨酸為酶切位點(diǎn)；⑥糖苷酶：透明質(zhì)酸酶、肝素酶。183

1絲氨酸蛋白酶類

包括纖溶酶原、纖溶酶、纖溶酶原激活物(PA)和纖溶酶原激活物抑制物(PAIs)。

184PAIs纖溶酶原纖溶酶PA

纖維蛋白原纖維蛋白

ECM成分降解_1851）纖溶酶原激活物PA

主要生理功能催化纖溶酶原(plasminogen)活化，水解血栓或組織內(nèi)生成的纖維蛋白。PA和纖溶酶可使酶原型MMPs活化，發(fā)揮降解ECM的作用，故PA活性升高具有減輕組織纖維化的作用。186PA和纖溶酶酶原型MMPs活化MMPs降解ECM187

PA可分為t-PA（組織型）和u-PA（尿激酶型）t-PA由527個(gè)氨基酸組成，分子量約68kD。

與纖溶酶原、纖維蛋白形成復(fù)合物而使纖溶酶原活化。當(dāng)體內(nèi)出現(xiàn)纖維蛋白或血栓時(shí)，t-PA能有效地激活纖溶酶原，溶解局部的纖維蛋白或血栓，不引起系統(tǒng)性纖維蛋白溶解。188

u-PA

有單鏈和雙鏈兩種形式，單鏈u-PA是雙鏈u-PA的前體，活性很低。在纖溶酶或激肽釋放酶的作用下，單鏈u-PA被水解后形成雙鏈u-PA。

u-PA還能激活MMP-2和1型膜型基質(zhì)金屬蛋白酶(MTl-MMP)。189

2）纖溶酶原激活物抑制物

纖溶酶原激活物抑制物（PAIs)有3種亞型，即PAI-1，PAI-2和PAI-3，其中以PAI-1的作用最強(qiáng)。

PAI-1是t-PA和u-PA有效的生理抑制劑，其活性中心與PA形成1︰1復(fù)合物，使PA失活，從而抑制其后的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。190

PAI-1水平的升高和活性增強(qiáng)能有效抑制ECM降解。PA和PAI-1是ECM轉(zhuǎn)換的主要調(diào)控者，二者之間的比例和平衡決定著ECM轉(zhuǎn)換的結(jié)局。191PAI-1抑制PA活性，進(jìn)而減少纖溶酶的生成和纖維蛋白的降解；作為u-PA的抑制劑，PAI-1可抑制u-PA誘導(dǎo)的由MT1-MMP介導(dǎo)的MMP-2的活化。PAI-1致纖維化作用通過(guò)兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)：192纖溶酶原纖溶酶uPA

tPAPAI-1酶原型MMPs酶原型MT1-MMPs活性型MT1-MMPs活性型MMPs纖維蛋白纖連蛋白層粘蛋白可溶性多肽膠原_uPAuPA__193

2基質(zhì)金屬蛋白酶類(MMPs)

MMPs是一類含有Zn2+、活性依賴Ca2+的結(jié)構(gòu)高度同源的內(nèi)肽酶的總稱，因含有金屬離子而得名。MMPs是最重要一類降解ECM的蛋白酶類，因?yàn)镸MPs直接以酶原形式分泌到ECM中；

MMPs的表達(dá)及活性受?chē)?yán)格調(diào)控，在ECM重構(gòu)的部位易于誘導(dǎo)表達(dá)；MMPs中的某些成員是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一能分解纖維性膠原的蛋白酶。194

1）根據(jù)MMPs的作用底物可分為5類

(1)膠原酶：collagenase，

包括MMP-1、MMP-8、MMP-13和MMP-18。

MMP-1－－－稱間質(zhì)膠原酶(interstitialcollagenase)，

MMP-8－－－－嗜中性粒細(xì)胞膠原酶。

195

膠原酶的主要水解底物是纖維性膠原，即I、Ⅱ和Ⅲ型膠原。分別作用于α1(Ⅰ)鏈上的G1y775～I(xiàn)le776和α2(工)鏈上的G1y775一Leu776之間的肽鍵，將I型膠原水解成1／4和3／4片段。196(2)明膠酶gelatinase包括MMP-2和MMP-9主要水解底物是變性膠原(如明膠)、基膜的主要成分Ⅳ型和V型膠原等，又稱Ⅳ型膠原酶(typeⅣcollagenase)。它們作用于1(Ⅳ)鏈上的G1y446一Ile447位點(diǎn)和α2(Ⅳ)鏈上的C1y464～Leu465位點(diǎn)，將Ⅳ型膠原降解成1／4和3／4片段。MMP-2可降解FN和LN，而MMP-9則不能。197(3)間質(zhì)溶素stromelysin

又稱間充質(zhì)溶解素，基質(zhì)溶解酶分為間質(zhì)溶素-1(MMP-3)、間質(zhì)溶素-2(MMP-10)和間質(zhì)溶素-3(MMP-11)3種。作用底物比較廣泛，如Ⅲ、Ⅳ、V型膠原、明膠、蛋白聚糖以及糖蛋白等。198(4)膜型MMPs：(MT-MMPs)

包括MTl-MMP(MMP-14)，MT2-MMP(MMP-15)，MT3-MMP(MMP-16)和MT4-MMP(MMP-17)，均是MMPs的新成員。已發(fā)現(xiàn)MMP-14和MMP-16可以激活MMP-2。199(5)其它MMPs

其它MMPs中的MMP-7水解底物也較廣泛，如蛋白聚糖、明膠、IV型膠原、FN、LN和內(nèi)皮粘連蛋白(巢蛋白，entactin)等。2002）基質(zhì)金屬蛋白酶的結(jié)構(gòu)

所有的MMPs都含有至少3個(gè)相似的結(jié)構(gòu)域:氨基端(N端)到羧基端(C端)依次為信號(hào)肽結(jié)構(gòu)域、前肽結(jié)構(gòu)域和催化結(jié)構(gòu)域。

201

信號(hào)肽結(jié)構(gòu)由17～29個(gè)氨基酸組成；

前肽結(jié)構(gòu)域由77～87個(gè)氨基酸組成。這個(gè)結(jié)構(gòu)域中存在一個(gè)高度保守的氨基酸序列PRCGV(N)PD，其中的半胱氨酸對(duì)維持酶原形式起重要作用。在酶原的激活過(guò)程中，這個(gè)結(jié)構(gòu)域會(huì)被水解掉。所有MMPs的催化結(jié)構(gòu)域中都含有一段十分保守的氨基酸序列，其中的3個(gè)組氨酸被認(rèn)為可與酶活性中心部位Zn2+結(jié)合組成配位鍵，從而對(duì)酶的催化活性起重要作用。2023）基質(zhì)金屬蛋白酶的功能

主要有兩方面功能：幾乎能降解所有ECM成分；激活其它MMPs，形成級(jí)聯(lián)效應(yīng)。

203MMPs重要的病理意義：

MMPs表達(dá)增加和酶活性增強(qiáng)參與許多疾病的發(fā)生，腫瘤侵襲生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移；其表達(dá)下調(diào)和酶活性受抑，可參與動(dòng)脈粥樣硬化、器官纖維化和多種結(jié)締組織疾病等的病理過(guò)程。