成纤维细胞激活蛋白与慢性肝脏病变.docx

•综述.成纤维细胞激活蛋白与慢性肝脏病变张坪琼卢建溪李刚成纤维细胞激活蛋白（FAP）是存在于活化的成纤维细胞上的一种膜整合糖蛋白，属于丝氨酸蛋白酶家族，与二肽肽酶家族成员二肽基肽酶W（DPPK）具有52%的同源性，但同时具有二肽肽醐和胶原酶活性研究发现FAP在肿瘤的生长、浸润、转移中发挥重要作用，并参与肝脏病变的发生和发展一、FAP概述（一）生物学特性FAP是肿瘤相关成纤维细胞（CAF）表达的一种II型膜整合糖蛋白，最初被称为F19抗原，是Rettig等⑴应用体外培养的人成纤维细胞免疫小鼠获得的单克隆抗体F19从人恶性黑色素瘤细胞株LOX中识别的一种膜抗原，属于不典型的丝氨酸蛋白酶类，有单体和二聚体两种形式，分子量分别为95kDa和170kDaoFAP单体具有5个潜在的N-糖基化位点、13个半胱氨酸残基、3个高度保守的丝氨酸蛋白酶催化区域、一个疏水的跨膜片段和一个小的胞质尾区⑵其基因定位于第2号染色体2q23上体外实验证明只有二聚体形式具有分解明胶和胶原的活性以及蛋白水解酶的活性与FAP同一家族的DPPJV能将含脯酸或甘氨酸多肽N端的第二个氨基酸残基裂解，产生N端二肽，故称二肽基肽酶但FAP还具有胶原酶活性，可因此鉴别二者。

最近的研究发现FAP还能高效水解神经肽Y（NPY）,B型利钠肽（BNP）,P物质和多肽YY等激素类物质⑴二）组织分布FAP选择性表达于90%以上恶性上皮性肿瘤（如乳腺癌、卵巢癌、肺癌、结肠癌、胰腺癌、皮肤黑色素瘤等）的间质成纤维细胞及肿瘤血管外膜细胞中，靠近毛细血管的内皮细胞并围绕肿瘤结节，这一特性对于其成为肿瘤潜在的靶抗原有着十分重要的意义也可表达于骨和软组织肉瘤细胞、伤口愈合的肉芽组织、特发性肺纤维化的损伤间质、慢性丙型肝炎病人的肝实质细胞、胰腺细胞及生理性重建的器官中，而在良性及癌前病变的上皮损伤或正常成体组织很少或不表达叩另外，只有活化的肿瘤间质细胞和活化的肝星状细胞（HSC）及其转变而成的肌成纤维细胞可以强烈表达FAPE二、FAP在慢性肝脏病变中的作用（-）HSC与细胞外基质（ECM）HSC散在分布于窦周隙和肝细胞间隐窝内在正常肝脏中，与肝细胞的数量之比为1:20,其总体积占肝体积的1.4%HSC在肝小叶周围带中较多，中央带则较少，合成与分泌少量的ECM,并有一定的产生胶原酶的能力HSC是ECM的主要来源ECM是一个复杂的网络，提作者单位：510630广州中山大学附属第三医院感染科（张炸琼、李刚中山大学附属第三医院疫苗研究所（卢建溪）通信作者：李刚,E-mail:ligangzh@供结构性支持的结缔组织，调节整合素等一些分子的生物学功能，储存各种生长因子，包括转化生长因子（TGF-p）、肝细胞生长因子（HGF）、血管内皮生长因子、IL-3、TNF-a以及血小板源性生长因子（PDGF）等，并为细胞提供指导极化、黏附、迁移、增殖、存活和分化的信号。

正常肝脏中，Disse间隙只存在少址ECM,可以分为三部分：直接与细胞作用的细胞周围基质、支持内皮和星状细胞的基膜样物质以及作为Disse间隙骨架结构的间质胶原纤维束二）HSC、FAP与肝脏病变1 .肝脏炎症HSC对肝脏炎症有积极的作用止常情况下HSC处于静止状态，不表达a-平滑肌肌动蛋白（a-SMA）,增殖活性及合成胶原能力低下当肝脏受到炎症或机械刺激等损伤时，HSC被激活，其表型由静止型转变为激活型，脂质渐消失，并发生形态学改变，转化为肌成纤维细胞激活后的HSC增殖性、运动性、收缩性及产生ECM的能力均激活，它…方面通过增生和分泌ECM参与肝纤维化的形成和肝内结构的重建，另一方面通过细胞收缩使肝窦内压升高，参与门脉高压的形成HSC活化的主要标志为细胞增殖、表达a-SMA、异常分泌一些细胞因子、趋化因子以及合成以I、H1型胶原蛋白为主的多种细胞外基质蛋白，促进肝脏纤维化并进-•步发展为肝硬化在肝细胞损伤后释放出的一些细胞因子的作用下HSC活化并从窦周隙转移到肝脏炎症部位，增殖分化成肌成纤维细胞，后者产生纤维形成物质如I、皿型胶原蛋白及纤连蛋白，最终发生肝纤维化甚至肝硬化因肝脏炎症、坏死而浸润的单核细胞可产生TGFp、TGF-B和PDGF等细胞因子，促进HSC增殖和ECM合成；中性粒细胞可产生活性氧激活HSC,并使血小板聚集和裂解；血小板裂解同样可释放出PDGF.TGF-pi和表皮生长因子（EGF）等多种重要介质，刺激HSC增殖和ECM合成。

活化的HSC在细胞因子的作用下发生迁移，分泌大量:促炎因子及趋化因子，并表达CD40分子，其同源配体表达在免疫效应细胞中，从而使HSC在肝脏炎症中与免疫细胞联系起来同时，HSC活化时可发现完整的介导炎症反应的Toll样受体4（TLR4）信号，TLR4表达上调⑻，说明HSC可因此参与介导各种病原体引起的肝脏炎症2. 肝硬化HSC是肝纤维化过程的重要成分，而肝纤维化是各类慢性肝脏疾病发展到肝硬化、肝癌的重要环节，是慢性肝脏疾病的重要病理特征，是肝损伤后的修复反应，主要是由于肝脏ECM代谢失衡，合成超过降解所致慢性肝病的损伤和修复涉及细胞的粘附、迁移、凋亡、增殖肝炎主要的病理改变为肝脏的炎症、坏死与纤维化，有的坏死程度较重如碎屑坏死、桥接坏死等，随之肝纤维化由汇管区伸入肝小叶，逐渐形成假小叶，产生再生结节FAP主要表达在活化的HSC表面，其过表达可增强HSC的黏附、转移、增殖及细胞凋亡能力⑴，提示FAP可能通过影响活化的HSC的功能在肝脏病变中起着重要作用已有研究证明人正常肝细胞没有FAP抗原表达，而在活化的HSC及其活化后转变而成的肌成纤维细胞中可强烈表达FAP具有酶活性，可以裂解许多与ECM相互作用而促进肝纤维化进展的生长因子、趋化因子等以及I型胶原，使其激活促进肝纤维化进展。

肝纤维化是各种致病因子持续作用于肝脏，导致慢性肝损伤后的共同结果Levy等3」采用免疫组织化学染色方法及实时荧光定量PCR法检测了17例肝硬化及8例正常肝组织标本，结果发现FAP的免疫反应在肝窦细胞再生结节内的纤维间隔最为强烈随后，他们对27例慢性丙型肝炎病毒感染患者肝组织标本进行免疫组化检查，以找出HSC表达的标志物与肝纤维化的相关性，结果发现在组织重塑的门脉周围界面和纤维隔，特别是坏死性炎症部位，FAP的表达最多，提示FAP与肝纤维化程度密切相关，而且与炎症坏死性评分相关3. 肝癌肝癌的发生与再生结节密切相关近来研究提示HSC的活化在原发性肝癌(HCC)的发生、发展和转移中可能起着至关重要的作用，然而具体的作用机制仍未阐明恶性肿瘤基因和细胞生物学的研究表明，实质细胞和间质细胞的共同作用是癌症形成和发展的重要基础间质细胞包括肌成纤维细胞、免疫细胞、内皮细胞等，通过细胞因子、趋化因子、ECM或细胞间的直接接触等途径和实质细胞相互作用，与实质细胞癌变、肿瘤中新生血管及结缔组织生成、肿瘤免疫等有关，在肿瘤发生发展中扮演重要角色间质细胞彼此沟通，通过细胞接触与肿瘤细胞和炎症细胞及免疫细胞直接沟通；通过旁分泌/外分泌信号、蛋白酶和调节ECM间接沟通。

这种复杂的通信网络对提供适当的微环境，支持肿瘤血管生成和肿瘤转移起到重要作用3一直以来，肝癌细胞与间质细胞之间的相互作用吸引了众多研究者Chau等通过a-SMA染色发现HCC基质中有明显的肌成纤维细胞浸润而肌成纤维细胞是由HSC活化后转化而成，自此，HCC中肿瘤细胞与HSC的生物学行为逐渐受到关注吕丽等I】采用免疫组化方法观察大鼠实验性肝癌组织中活化HSC数量变化，从而得出肝癌组织中HSC的数量较正常肝组织明显增多，且随HCC进展，其数量逐渐增多，实验结果表明，HSC通过分泌肝细胞生长因子及ECM等活性物质，促进肿瘤细胞增殖与转移JuMjS】等通过随访130例行手术治疗的原发性肝癌患者预后与癌旁活化的HSC数量的关系发现，活化的HSC的数量与患者临床结局密切相关，其数量越多，发生复发的可能性越大目前认为FAP对于形成有利于肿瘤生长的微环境十分重要，可通过参与肿瘤-宿主界面基质的降解和重建，参与肿瘤的生长、浸润和转移而且，FAP作为一种蛋白水解酶，可发挥蛋白酶的水解作用，激活或解离与基质蛋白结合的生长因子，使之发挥促肿瘤生长和肿瘤微血管生成的作用，直接溶解与其相邻的ECM或者激活某些蛋白酶原间接作用于ECM,并可发挥胶原酶活性，溶解明胶和胶原，使肿瘤细胞脱离原来的位置，从而协助癌细胞浸润、侵袭及远处转移。

而敲除FAP基因可以间接抑制肿瘤细胞增殖，增加胶原蛋白的积累，降低肌成纤维细胞含量:，降低肿瘤血管密度已有研究证明作为肌成纤维细胞活化的驱动因子之一的FAP与结肠癌、直肠癌患者的临床预后密切相关［”两由于FAP特异性表达于大多数恶性肿瘤间质细胞，并与肿瘤的发生发展密切相关，吸引了众多研究者把它作为一种肿瘤靶抗原进行肿瘤新免疫治疗的探索口”以期改变肿痛疫苗只能产生微弱的免疫反应而导致肿瘤免疫治疗效果欠佳的现状目前FAP作为肿瘤治疗靶标的研究已经进入临床前试验「小，一些FAP特异性单克隆抗体也开始在临床诊断和治疗中得到应用，但FAP对机体免疫系统的作用机制仍需进一步阐明英国的一个研究小组发现在小鼠肿瘤模型中去除FAP'间质细胞后，虽然肿瘤浸润T细胞的数目和亚型没有改变，但细胞因子IFN-y和TNF-a可以得到充分活化和分泌，从而使肿瘤生长受抑制⑵七用IFN-y及TNF-a抗体阻断后，发现肿瘤生长抑制可解除，提示FAP通过抑制IFN-y和TNF-a而抑制机体免疫系统对肿瘤细胞的免疫，首次揭示了FAP对机体免疫系统的作用机制；而且敲除FAP基因后，荷瘤小鼠的肿瘤细胞很快受到抑制，肿瘤死亡，进一步证明了FAP对肿瘤的保护作用。

这解释了为什么肿瘤疫苗只能产生微弱的免疫反应，FAP又称为“癌症疫苗失效的元凶”、“潜伏在人体的内鬼”,窝藏并保护肿瘤细胞三、展望FAP组织特异性表达提示它是一个增生性成纤维细胞的表面标志物，可能在调控成纤维细胞生长及胚胎发育、组织修复和上皮性肿瘤的演进过程中起一定作用随着对FAP在肝脏病变中作用的深入了解，研究FAP在肝炎、肝硬化、肝癌中的表达可能揭示肝纤维化发生、发展的作用机制，并可能预测肝癌的发生与预后另外，FAP作为一种适用于肿瘤靶向治疗的靶标正倍受关注改变间质细胞介导的肿瘤微环境可能是一种治疗肿瘤的有效方法以FAP作为肿瘤基质标志物的病理诊断、肿瘤基因治疗或免疫治疗将成为可能参考文献1 RettigWJ,ChesaPG,BeresfordHR,etal.Differentialexpressionofcellsurfaceantigensandglialfibrillaryacidicproteininhumanastrocytomasubsets.CancerRes,1986,46(12Pt1):6406-6412.2 ChenWT,KellyT.Seprasecomplexesincellularinvasiveness.CancerMetastasisRev,2003,22(2-3):259-269.3 KeaneFM,NadviNA,YaoTW,etal.NeuropeptideY,B-typenatriureticpeptide»substancePandpeptideYYarenovelsubstratesoffibroblastactivationprotein-alpha.FEBSJ,2011,278：1316-1332.4 MilnerJM,KevorkianL,YoungDA,etal.Fibroblastactivationproteinalphaisexpressedbychondrocytesfollowingapro-inflammatorystimulusandiselevatedinos。