肝窦内皮细胞及其影响肝纤维化的研究概况

【摘要】:近年来在肝纤维化的研究过程中肝窦内皮细胞越来越被重视,相关研究也日渐增多,肝窦内皮细胞是肝脏主要的非实质细胞,其特殊的窗孔结构及生理特性决定其在肝纤维化形成中具有重要作用。

【关键词】:肝窦内皮细胞;肝纤维化

【中图分类号】R575.2+4【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2010)08-038-2

肝窦内皮细胞(SEC)是肝脏非实质细胞之一,其独特的窗孔结构及其生理学特性在肝脏的生理功能中起重要作用。SEC表型及生理特性的改变导致肝脏微循环改变,引起肝窦毛细血管化,这是肝纤维化形成的一个重要病理学改变,现代医学对肝窦内皮细胞的研究越来越多,现简述如下:

1肝窦内皮细胞的生物学特性

SEC占肝脏非实质细胞总数的40%,占肝脏体积的2.8%,是肝窦壁的主要细胞,成扁平或细长状,核成圆形或椭圆形,电镜下细胞间互不连续,有0.1-0.5μm的间隙。肝窦内皮细胞含核部分凸向窦腔,无核部分的胞质很薄,有许多大小不等的窗孔(直径为0.1-0.2μm),呈筛状,无隔膜且内皮也无基底膜存在,这种独特的开放式结构有利于肝细胞与血浆成分的自由交换。随着对SEC的深人研究,SEC窗孔的动态调节及其在脂质代谢、肝损伤和肝纤维化进程中的变化及作用日益引起人们的兴趣[1]。

1.1SEC窗孔及其调节:

正常的肝窦内皮细胞膜不连续,有许多小孔,称为窗孔,许多窗孔又组成了肝窦内皮的肝筛结构[2]。与其他窗孔化内皮不同的是,SEC的窗孔无隔膜,且内皮下也无基底膜存在,肝细胞可与肝窦血液中的物质进行自由交换。1970年Wisse首先描述电镜下SEC的窗孔结构,其直径约150nm,占内皮细胞表面的6%-8%。Morita等[3]观察到胚胎鼠SEC在妊娠15天时形成,随着年龄的增长,内皮的窗孔增加成筛板状,自增宽的中央小叶开始至窦状隙逐渐减少,相关联的细胞团重新调整,逐渐分化成一个厚的单个细胞层,中央小叶的窦状隙比较宽以适应血容量的变化[4],并且扫描电镜显示肝小叶不同部位的SEC窗孔直径和数目略有差异,SEC窗孔直径在汇管周围区比小叶中央区大,而窗孔数目则小叶中央区较多。

有关窗孔的收缩和扩张目前认为受钙-钙调蛋白-肌动蛋白系统的调节[5]。SEC含有收缩蛋白(肌动蛋白),肌动蛋白微丝沿细胞长轴排列,和细胞膜紧密相连,并存在于窗孔周围。肌动蛋白微丝系统在钙及钙受体蛋白(钙调蛋白)的作用下,可产生各种自主运动,肌动蛋白丝的收缩和松弛导致SEC整体及内皮窗孔的舒缩和开闭,进而可调节肝窦内皮与动静脉内皮之间营养物质交换。

1.2SEC的生理功能:

SEC在肝脏微循环中的重要作用是公认的。SEC在生理条件下有多数窗孔,尤其构成的肝窦壁是全身血管壁中唯一缺乏基底膜结构,正常肝筛结构在血流和Disse间隙起选择性或半通透性屏障作用,通过由SEC窗孔组成的肝筛的滤过作用,循环中除血细胞以外的成分均可自由进入Disse间隙,进行物质交换,使血循环中的营养成分“流入”肝细胞中,维持肝脏营养的微环境;正常的SEC还具有分解透明质酸的能力,而慢性肝病过程中SEC将失去这种能力。同时SEC作为肝脏主要的胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGBP3)分泌细胞,参与了生长激素-胰岛素样生长因子轴(GH-IGF)的平衡,以维持机体正常代谢;并具有吞噬功能,参与肝脏的炎症反应[6];同时SEC膜上存在清道夫受体,具有强大的内吞作用,参与清除肠源性内毒素,维持内环境稳定[2]。

2SEC对肝纤维化的相关影响

肝窦内皮细胞(SEC)的失窗孔和内皮下连续性基底膜的形成是肝窦毛细血管化的两个主要特征[7]。SEC在肝脏微循环调节、清除外源性或内源性异物、脂质代谢等过程中起重要的作用。肝纤维化过程中SEC的功能发生显著变化并参与肝纤维化的形成。

SEC参与肝纤维化的形成,主要表现在介导肝脏急、慢性炎症;活化促ECM基质合成的细胞因子如TGF-β等;同时使体内脂质代谢发生紊乱,促使HSC转化为成纤维细胞,并合成和分泌多种细胞外基质;SEC窗孔数目减少,出现基底膜,干扰了物质从肝窦向肝细胞的运输及肝脏的血液循环,最终导致肝纤维化和肝硬化的发生和发展[8-9]。

肝纤维化过程中肝窦内皮细胞的表型也会改变,陆雄等研究发现肝纤维化时肝窦结构发生改变,即有SEC的失窗孔化,表现为SEC的数目减少和直径变小,这在肝纤维化早期就可发生[10]。SEC失窗孔化与细胞自身有关,还与细胞外基质改变有关,研究表明SEC内有完整而错综复杂的细胞骨架,起支持与固定窗孔的作用,窗孔的大小与形状受周围细胞骨架的限制[11],化学性肝损伤可诱导肝脏缺氧,使SEC线粒体功能衰竭,细胞骨架塌陷,SEC失窗孔化发生。同时,正常的ECM对维持SEC形态有重要作用,肝纤维化时ECM的沉积可能导致SEC窗孔的改变,早期研究表明肝纤维化时窗孔数目随间质胶原的沉积而逐渐减少,并与Disse腔的ECM沉积平行。

肝纤维化时SEC还可以出现血管内皮细胞的特点,表达vonWillebrand因子(即Ⅷ因子相关抗原)第Ⅷ因子相关抗原是正常毛细血管内皮的标志之一,但在肝窦内皮细胞检出则为其损伤的标志,表明其表型发生了转变[12]。强调肝窦内皮细胞表型转化的重要性,同时为临床检测肝窦毛细血管化提供了参考指标。

3干预SEC防治肝纤维化的研究动态

体内实验研究:王炳元等[13]在体和体外分离慢性乙醇喂养大鼠肝SEC,发现乙醇可改变大鼠SEC形态和结构,并且停止有害物质刺激后SEC是可以恢复的。同时用中药复方抗纤复方Ⅰ号干预在体和离体乙醇诱导发生形态改变的SEC,具有明显的改善作用。抗纤软肝颗粒能有效抑制Ⅳ型胶原、LM的生成和沉积,改善肝纤维化大鼠肝组织病理变化,使肝窦内皮窗孔消失缓解以及基底膜形成程度减轻,从而减轻肝窦毛细血管化程度[14]。陶立德等[15]实验研究发现低氧预适应可以通过增强线粒体的糖酵解供能提高供体SEC耐受缺氧的能力,阻止缺血缺氧-再灌注后SEC结构和功能损害的恶性循环,减轻SEC的损伤。唐志鹏等[16]研究虫草菌丝提取物(CME)能够改善二甲基亚硝胺(DMN)诱导肝纤维化肝窦内皮细胞的通透性,改善病变部位的缺血缺氧状态,从而防治肝纤维化。

体外实验研究:刘小菁等[17]体外实验中4,5,7--三经基异黄酮可以抑制肝纤维化I级SEC增殖,促进SEC细胞NO的合成;对肝纤维化SEC细胞的功能有一定的调节作用,但对体外培养的肝纤维化受损SEC的窗孔没有明显的调节作用;宋燕等[18]应用大鼠同种异体原位肝移植模型,比较了不同冷保

存及再灌注时间下供肝肝细胞与SEC的损伤情况,认为在肝脏保存-再灌注期间,SEC对缺血缺氧所致的损伤较肝细胞早而

(下转第43页)

(上接第38页)

且敏感,如果对SEC进行有效保护,则有助于改善移植肝的功能。林群等[19]用异丙酚可剂量依赖性地抑制大鼠移植肝早期再灌注肝窦内皮细胞凋亡,减轻肝脏再灌注损伤。

综上所述,目前对肝窦内皮细胞的研究越来越受到重视,SEC是肝脏所特有的一类结构独特的肝血窦内皮细胞,在肝脏的生理和病理过程中起重要作用,在急、慢性肝损伤及肝癌的发生、发展中起着非常重要的作用,其研究至今取得了不少成绩,而在对中药调节肝脏微循环,影响SEC结构功能这一方面有待进一步探讨。

参考文献

[1] 钱学敏,邱德凯.肝窦内皮细胞窗孔结构在脂质代谢、急性肝损伤及肝纤维化中的作用[J].国外医学・消化系疾病分册,2003,3(23):167-168.

[2] 贾一韬,曾民德.肝窦内皮细胞研究进展[J].国外医学•消化疾病分册,2001,21(1):87-90.

[3] MoritaM,Qun W,WatanabeH,etal Cell Struet Funet,1998,23(6):341-348.

[4] McCuskev RS,EkataksinW,LeBouton AV,et al. Hepatic microvascu

-lar development in relation to the mozphogenesis of hepatocellular plates in neo-natal rats. Anat Rec,2003,275 A:1019-1030.

[5] 吴谨,张兴荣.肝窦内皮细胞和肝脏微循环[J].肝脏,2000,5(4):244.

[6] Monshouwer M,Hoebe KH.Hepatic(dys-)function during inflamma

-tion,Toxicol In Vitro,2003,17:681-686.

[7] 陆雄,刘平.肝纤维化过程中一个重要的病理改变―肝窦毛细血管化[J].中华肝脏病杂志,2001,9(2):53-54.

[8] 熊伍军,邱德凯.肝窦内皮细胞在肝纤维化中的作用[J].国外医学・消化系疾病分册,2000,20(1):33-36.

[9] 钱学敏,邱德凯.肝窦内皮细胞窗孔结构在脂质代谢、急性肝损伤及肝纤维化中的作用[J].国外医学・消化疾病分册,2003,23(3):167-169.

[10] 陆雄,刘平,刘成海,等.肝窦内皮细胞损伤在大鼠肝纤维化形成中的作用[J].中华肝脏病杂志,2002,10(6):441-444.

[11] Nishimura Y et al,Hepatology[J].1998,27:1039-1049.

[12] Kobayashi H,Horikoshi K,Yamataka A,et al.Hyaluronic acid: a specific prognostic indicator of hepaticdamage in biliary atresia. J Pediatr Surg,1999,34:1791.

[13] 王炳元.乙醇对大鼠肝窦内皮细胞结构的影响及复方中药的干预作用,2004年中国医科大学,博士学位论文.

[14] 胡泰洪,葛娅,张赤志,等.抗纤软肝颗粒对肝纤维化大鼠肝脏基质转换及肝窦毛细血管化的影响[J].中西医结合肝病杂志,2003,13(5):283-285.

[15] 陶立德,张培建,田明祥,等.低氧预适应对移植肝脏肝窦内皮细胞损伤的影响[J].实用临床医药杂志,2007,11(2):39-42.

[16] 唐志鹏,刘平,王宪波.虫草菌丝提取物对DMN诱导肝纤维化大鼠肝窦内皮细胞通透性影响[J].中国新药与临床杂志,2006,25(9):713-717.

[17] 刘小菁,黄明慧,成,等.4,5,7―三经基异黄酮对肝纤维化大鼠肝

窦内皮细胞窗孔、增殖及合成一氧化氮的影响[J].中华肝脏病杂志,2002,10(3):200-203.

[18] 宋燕,翟文龙,郭文治,等.不同冷保存再灌注时间大鼠供肝肝细胞与肝窦内皮细胞损伤情况比较[J].郑州大学学报,2007,42(4):685-687.

[19] 林群,林财珠,雷立华,等.异丙酚对肝移植大鼠肝窦内皮细胞凋亡的影响[J].中华麻醉学杂志,2007,27(6):538-540.