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转化生长因子β1与肺纤维化的研究进展

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・1O22・ Medical Inf0nnation Section 0f Operative surgery.N州.20o8.V01.21.No.11 转化生长因子I31与肺纤维化的研究进展 吴述光 综述,郭悦鹏 审校 (1.新乡医学院研究生处,河南新乡453o03;2.新乡医学院第一附属医院呼吸科) 摘要:目的 了解转化生长因子p.(TGF—p )与肺纤维化的相关性及肺纤维化的治疗现状。方法 应用 现代信息技术,通过互联网等查阅近年来国内外相关资料并进行分析、整理、总结,对转化生长因子p。(TGF— B )的生物学特征、TGF—B,与肺纤维化发病机制的相关性以及目前治疗肺纤维化的现状进行综述。结果 转化生长因子p。(TGF—p )在肺纤维化的发病机制中起到复杂的生物调节作用。结论 深入研究转化生长 因子B (TGF—B,)与肺纤维化的发病之间的关系可以为临床上治疗肺纤维化提供新的思路。 关键词:转化生长因子p ;肺纤维化 中图分类号:R655.3 文献标志码:A 文章编号:l006—1959(2008)1l一1022—04 StIldy of transf0邢ing growtb fact0r and pulmonary fibrosis and the ouU0ok on treatment 0f pIlImonary fibrosis WU Shu—guang ,GU0 Yue—peng (1.Gmduate Department 0f Xinxiang Me出cal University,Xinxiang 453003,HenanPmVince,China;2.Department of Respiratory,the First Affiliated Hospital 0f Xinxiang Medical University) Abstract:objective T0 elucidate con℃lation 0f transf0咖ing gmwth factor pl(TGF—p1)and puImonary fibmsis and deve1opment 0f treatment of pu1m0nary 6br0sis. Meth0ds By m0dem inf0rrnati0n technology such as Intemet, domestic and f0reign related literature were analyzed,sorted and summarized. n1e biological chamcteristic 0f TGF— p1,c0n.e1ation 0f TGF—pl with pathogenesis 0f pu1m0nary fibmsis and recent thempeutic conditi0n 0f pulmonary fibr0一 sis were reviewed.Results TGF—Bl played a very implicated biological regu1ati0n on the development 0f pulmonary brosis.C0nclusions Thomugh the study of con lation between TGF—pl and pathogenesis of pulmonary fibmsis may pr0vide a new perspective 0n clinical treatment on pulm0nary fibr0sis. Key w0rds:transf0rming gr0wth factor p1;pulmonary fibr0sis 肺纤维化(pulmonary胁r0sis,PF)是各种不同病因 的肺部疾病(如sARs、特发性肺纤维化、结节病、尘 肺、过敏性肺炎、药物和放射线导致的肺纤维化,以及 维细胞增殖。 1 TGF—B的生物学特征 1.1 TGF—B超家族 胶原血管病有关的致纤维化肺泡炎等)的共同结局,主 要的病理特点是成纤维细胞增殖和大量细胞外基质积 聚,弥漫性肺泡炎、肺泡单位结构紊乱和肺纤维化,肺 纤维化晚期多引起心、肺功能衰竭而死亡,对人类危害 极大,其具体发病机制尚未完全阐明,临床治疗效果欠 佳。多种细胞及细胞因子都参与了肺纤维化的发生发 展过程。近年来,生长因子与肺纤维化的关系研究越 来越得到学者们的关注,特别是转化生长因子B (TGF —转化生长因子p(transf0mling growth fact0rp,TGF —p)是一组结构相关、功能相似的多功能活性多肽。 TGF—p存在于所有组织中,在骨、肺、肾及胎盘组织 中含量尤其丰富。目前的研究表明,TGF—B超家族 至少包括30种相关的蛋白,根据这些因子的亲缘关 系,可进一步划分为亚家族…,包括TGF—p 亚族 (TGF—B 一6)、激动素(activin)亚族(InhbA,B)、成骨 B )在肺纤维化的发病过程中具有重要的作用,它 蛋白(b0nem0rphogeneticprotein,BMP)亚族、Vg1亚族 等 J。TGF—G超家族所有成员都具有一些共同的 结构特征¨】 J。合成初期的前体分子,相对分子质量 较大,包括一个氨基末端信号肽,各种大小的活性分 子。前体分子在二元位点或RxXR位点裂解、释放出 在组织损伤早期和组织修复期都促进了肺纤维化的发 生。TGF—p 的促肺纤维化作用是通过多个环节刺激 各种细胞外基质成分的合成和沉积,以及促进肺成纤 收稿日期:2oo8—8—24 I关学信息手术学分册2oo8年l1月第21卷第11期 一・lO23・ 个大约l10—140个氨基酸的成熟多肽。这样的多 由2条分子量为11 Kd有1l2个氨基酸构成的单链通 过二硫键结合而成的分子量为25Kd的多肽。TGF— B 主要分布在中胚层问叶组织细胞,其中血小板内 TGF—B 含量极为丰富。已知TGF—p 只有与其受 体结合才能发挥生物学作用。TGF—p 受体分布极为 广泛,几乎所有正常细胞表面都有TGF—p 受体。哺 肽又称为亚单位。有两个相同或不同的亚单位组成的 二聚体具有生物活性。所有TGF—p家族成员都具有 高度保守的7个cys残基,其中6个cys残基相互靠 近,形成链内二硫键,将几个p片层结构连接在一起, 形成一个称为半胱氨酸结的刚性结构,使TGF—p具 有耐热、耐酸碱和耐变性剂的特性。第7个cys形成 链间二硫键,将两个单体连接在一起,构成具有生物活 乳动物中TGF—B 信号转导基因为smad和Mad的同 源基因,基因Smad编码的转录因子Smad2和Smad5 性的二聚体。在TGF—B超家族中,只有cDF3和 cD 缺失链间二硫键,其单体问靠疏水键来维系。 TCF—B家族各成员分子内部结构都比较疏松,内部 含数个水分子¨。J。 ・ 1.2 TGF—B的生物学效应 TGF—B是一类具有双向调节功能的生长因子, 它具有多种生物学效应。TGF一6在多种正常及转化 细胞中都有表达,如活化T细胞、巨噬细胞、星形胶质 细胞等,而血小板中含量尤多,它细胞生长、分化、 EcM合成,在个体发育、免疫、炎症过程都有重要作 用。 TGF—B不但刺激EcM的产生,像胶原蛋白,蛋白 多糖,层粘连蛋白(1aminin,LN)和纤维连接蛋白(fi— bmnectin,FN)等EcM组分在TGF—B的刺激下合成 增多,而且抑制降解EcM的蛋白酶和基质酶的活性, 从而促使EcM沉积。增加EcM的作用是TGF—B所 特异的。TGF—B对炎症细胞和成纤维细胞具有强烈 的趋化作用,吸引这些细胞到创伤局部,增强炎症反 应。TGF—B尚有促进成纤维细胞(Fh)增殖的作用, 刺激Fb合成胶原和FN并促使它们在EcM的沉 积 。以上这些作用能增加创伤部位的细胞数量和 EcM合成,有利于促进伤口填充和愈合。但另一方 面,TGF—p使EcM过度表达而不被降解,导致瘢痕形 成。 1.3 TGF—p。的生物学特点 到目前为止,研究人员在脊椎动物中已发现5种 TGF—p蛋白,即TGF—p ~p ,而哺乳动物中仅发现 3种:TGF—p ~p ,它们通过与相应的受体结合而 发挥生物作用。活化的TGF—B过度表达对肺、肝、肾 等组织病理改变的影响非常显著,特别是致纤维化方 面。大量的研究表明,TGF—B 与器官纤维化的关系 最为密切。转化生长因子一p (Transf0nning Gro、vth Factorheta1,TGF—p )是一种多功能的细胞因子,是 是TGF—p 特异的细胞内信号转导分子,而smad7则 是TGF—p 信号的拮抗因子,它能牢固地与TGF—p 型受体结合,使之无法将smad2磷酸化,从而阻断TGF —B 的信号转导途径 。Nakao等_1。。在博来霉素诱 导的小鼠肺纤维化模型气管内注入带有Smad7cDNA 的腺病毒,结果表明,I型前胶原RNA表达受抑制,羟 脯氨酸的含量降低,没有形成形态学上的纤维化改变。 2 TGF—B 与肺纤维化 肺纤维化(pulmonary fihrosis)根据其病因可分为 特发性和继发性两类,二者均以大量的成纤维细胞聚 集、细胞外基质(ECM)沉积并伴有炎性病变和损伤所 致组织结构破坏为特征,是以弥漫性肺泡炎和肺泡结 构紊乱最终导致肺问质纤维化为特征的疾病。近年 来,随着研究的不断深入,大量的研究结果证实,细胞 因子在肺纤维化的发生发展中起着关键作用。此类细 胞因子有转化生长因子一p(TC F— )、血小板源生长 因子(PDGF)、结缔组织生长因子(cTGF)等。其中, TGF—B是研究最深入、作用最重要的细胞因子,并被 认为是迄今发现的最强的细胞外基质沉积促进剂。转 化生长因子一p(TCF—p)是一种生物学功能复杂的 细胞因子,参与细胞增殖、分化、凋亡、黏附和运动 及EcM的分泌,是组织生长、修复、增殖的重要因子, 也是肺纤维化发生过程中最直接的细胞因子,它由体 内多种炎症细胞如嗜酸l生粒细胞、中性粒细胞、巨噬细 胞及肌纤维细胞和成纤维细胞合成与分泌。在哺乳动 物中,TGF—p三种异构型(TGF—p 、TGF—p:、TGF— p )的生物学特征基本相同,其中TGF—p 与肺纤维 化的关系最为密切,这在运用TG F—B 抗体减弱博来 霉素诱导的肺纤维化试验和特异性纤维性肺疾病的病 人检测到TGF—B 的合成增加的事实中得到证实¨ 。 肺内分泌TGF—B 的细胞较多,如肺泡巨噬细 胞、上皮细胞、成纤维细胞等 ,其中肺泡巨噬细胞和 ・1O24・ Medical Infb玎T1ati0n Section 0f 0pemtive Surgery.N0v.2008.V01.21.No.11 上皮细胞可能是TGF—Bl的主要来源 。TGF—p 在肺内的表达可以诱发驱动一个进行性的纤维化过 程,提示这一因子更重要的是在肺内启动了介于炎症 细胞之间、炎症细胞与肺组织结构细胞之间以及细胞 与细胞外基质之问维持炎症持续进行性发展的网络系 统。蔡后荣等 发现博莱霉素诱导大鼠实验性肺 纤维化,3、7 d肺泡腔出现大量单个或成群的TGF—B 阳性的肺泡巨噬细胞,支气管、细支气管粘膜上皮细胞 TGF—p 的表达也明显增强;TCF—p 在肺纤维化的 细胞因子网络中占主导地位,对单核巨噬细胞、中性粒 细胞、淋巴细胞等具趋化作用,并能促进肺纤维化相关 细胞因子TNF一仅、IL一1、IL一6、血小板源生长因子 (PDGF)等的表达 。另外粒一单核细胞集落刺激因 子(GM—csf)、胰岛素样生长因子(GIF)、IL一4等在肺 纤维化中的作用可能与TGF—p 有关¨ 。TGF—pl 能够影响细胞外基质的代谢,促进肺纤维化的形成。 Marinai等 研究发现,TGF—Bl可以促进纤维连接蛋 白,弹性蛋白,I、m、w、V型胶原等细胞外基质蛋白及 透明质酸,硫酸软骨素等蛋白聚糖分子的合成与分泌。 TGF一8l可在基因转录和翻译水平上对胶原蛋白产生 影响价 上调胶原mNRA的转录,增加胶原蛋白的 合成;选择性抑制胶原酶、基质金属蛋白酶(MMP)的 表达,诱导组织基质金属蛋白酶抑制剂(TlMP)的表 达,使胶原降解减少。 纤维化是许多肺损伤的共同病理结局。其病理过 程中都有结缔组织增生,ECM合成增加和病理性蓄 积,最终以ECM的数量和组成成分变化为特征。Fb 是ECM的主要来源 ,ECM是引起细胞黏附、迁移、 增生、分化的共同物质基础 。EcM包含多种成份, 如蛋白多糖、胶原、糖蛋白、胁ronectin等,在正常情况 下EcM处于合成和降解的动态平衡状态。TGF—B 是极强的潜在促进EcM的集聚和作用的促动因 子 。R0bert等 。 认为TGF—p】促进ECM的增加 有三种途径:①通过刺激基因转录来增加,包括糖蛋白 在内的不同EcM蛋白成分合成和分泌的增加,包括刺 激成人肺成纤维细胞I、Ⅲ、V胶原蛋白、纤维连接蛋 白、凝血酶应答蛋白、骨桥蛋白、弹性蛋白、透明质酸、 骨连蛋白以及硫酸软骨素、硫酸皮肤蛋白等蛋白聚糖 分子的合成和分泌;②阻止蛋白激酶分泌,如丝氨酸蛋 白酶、血纤维蛋白溶酶原激活剂、金属蛋白酶类、胶原 酶以及弹性蛋白酶等,减少EcM降解,并且促进蛋白 激酶抑制剂的分泌,如金属蛋白酶的组织型抑制剂以 及血纤维蛋白溶酶原抑制剂等;③增加EcM细胞受体 合成的转录、翻译过程,增加它们在细胞膜的数量使之 能与EcM黏附。TcF—B 不但直接调节EcM的合 成,而且调节EcM受体的的合成和改变受体在细胞膜 的数量 j。细胞和EcM之间的信号传导是通过一种 被称为integrin的特异细胞表面受体调节。已经证明 TGF—p 能够增加EcM的细胞受体mRNA水平和细 胞产生受体亚单位的速度。integrin调节胶原、fibr0ne- ctin和Vitr0nctin等结合,TGF—B向上调节其亚单位 p 、 p3,而且在不同细胞内选择调节不同的仅和p 亚单位_2 。表明TG F—B 不仅是通过调节EcM的 合成,而且通过调节细胞和EcM的受体成分、数量以 及与细胞的结合能力来调节细胞的移行和分化 。 Rihs等_2 7_认为TcF—B 对inte n的复合物的调节是 肺病理性纤维化的重要病因。 3结语与展望 肺纤维化(pulm0nary fibr0sis)是一组免疫介导的 炎症性疾病,主要表现为肺泡炎症性损伤,肺内间质细 胞增生以及细胞外基质(EcM)的大量沉积和广泛的 肺实质重建,其发病机制尚未完全阐明。近年来研究 发现,转化生长因子一p (TGF—p )是与肺纤维化发 病机制相关的一个重要的细胞因子,但是,肺纤维化的 发生、发展是一个非常复杂的多步骤的过程,不可能仅 仅是以TGF—B 为介导的炎症损伤、损伤再修复和细 胞外基质沉积。TGF—B 是一种直接致纤维化的细胞 因子,在肺纤维化过程中起着十分重要的作用。不过, 它并不是孤立的,其它细胞因子能协同TGF—B 共同 发挥作用。例如,TNF一仅和粒细胞、巨噬细胞集落刺 激因子通过上调TGF—p 分子蛋白也能介导其致纤 维化的作用 。通过阻断TGF—B 的作用以治疗肺 纤维化疾病越来越引起人们的重视,但目前的问题是: (1)TGF—p 能否作为一个评价肺纤维化的病情的客 观指标,以及评价预后的可靠指标,尚需大量的研究, 目前的研究多集中在动物实验阶段。(2)TGF—p 与 肺纤维化的相关性的深入研究能否为临床上治疗肺纤 维化开辟一条新的思路。随着近年来对于肺纤维化的 发病机制与TGF一8 相关性的进一步的研究,今后对 于肺纤维化的治疗可能会以TGF—p 为治疗靶点,研 制开发出一些副作用小,疗效可靠的药物以改善肺纤 I英学信息手术学分册2008年11月第21卷第ll 维化患者的生活质量,也会为肺纤维化的细胞因子治 疗以及基因治疗开辟新的思路。 [参考文献] [1]谭龙益,孔宪涛.转化生长因子p受体的研究进展[J].国外医学临 床生物化学与检验学分册,1997,8(2):63—66. [2]Massague J.TGF—psignal tr sducti0n[J].Annu ReV Biochem,1998, 67(7):753—791. [3]Piek E,Heldin cH,D ke P.speci矗city,diversity,and Regulation in TGF—Bsuperfami1y signaling[J].FAsEBJ,1999,l3(15):21O52— 2l24. [4]Lasky JA,Brody AR.Interstitialm)r0sis and gr0wthf.dct0rs[J].EnViron Hea1th Perspect,2O0O,1O8:751—762. [5]CutmneoKR.Genethempyf0rtissue regcneLation[J].J ceIl Bi0chem, 2oo3.88:4l8—425. [6]张丽萍,孙玉敏,何雪娟,等.PDTc抑制TGF—p1对肺纤维化模型 大鼠肺成纤维细胞的诱导作用[J].天津医药,2O08,36(9):695— 697. [7]corderi0MF.Bey0ndmit0nlycin:TGF—B.衄d wound healing[J].Pr0g Reyin Eye Res,20o2,21(1):75—89. [8]P Jnhn HaIt,shas hank deep,A1exander B,et a1.cr)rstalst mcture 0f the human TpR2 ect0d0m—TGF—p3 complex[J].Nat stmct Bi0l,2002, 9(3):203. [9]Hayashi H,Abd0l1ah s,Qiu Y,et a1.The MAD—related pmteinsmad7 ass0ciates th山e TGF beta recept0r and functions as anantagonist 0f TGFheta signaling[J].celI,1997,89(7):l165一l173. [10]Nakao A,Fujii M,Matsumum R,et a1. IIransient gene tmnsfer and ex— pressi0n of Smad7 prevents ble0mycin induced 1ung fibr08is in mice [J].J clin Invest,2oo1,lo4(1):5—11. [11]walkerTR,Mo0re SM,LawsonMF,et a1.Platelet—derived gmwtIlflac- tor—BB and thrombin active phosphoin0sitide 3一kinase aIld prutein kinase B:mle in mediating airway smooth muscl pr01iferati0n[J].M0l Pha丌nac0l,l998,54:10O7—1005. [12]c0ker RK,Laurent GJ.Pulm0naryfibm8i8:eytokjnesinthebalanee[J]. Eur Res rJ,1998,11:1218—1221. [13]蔡后荣,戴令娟,郑培德,等.博莱霉素致肺纤维化中TGF—p 表 达[J].上海免疫学杂志,20叭,21(2):95—97. [14]蔡后荣,戴令娟,郑培德,等.肺纤维化大鼠肺组织转化生长因子 Bl和前胶原基因的表达[J].中华医学杂志,200l,81:247—248. [15]ulrike Banrn1a,christian P speer,et a1.The Role nf Transfbmring Gr(】wth Fact0r—pin Lung Devel叩ment and Disease[J].cheBt,20o4, l25.754—765. [16]Lee Tc,G0ld u,Reibman J,et al nl1nI1nnhi tnPhPm P l0ealizati0n 0f Tralnsf0rming gr0wth faet0r—beta and insulin一1ike growth faet0r一1 in ・1025・ Asbest0sis the sheep model l J].Int Arehoeeup E1wimn Heal出, 1997,69(3):157—164. [17]Mariani rJ,R0by JD,Meeh.dⅡl RP,et a1.L0ealizati0n 0ftype 1 pme0Ila— gen Gene exPression ins|liea—induced P1ieati0n 0f transf0rⅡ1ing gr0wth factor—beta as a mediat0r 0f 6br0sis [J].J Path0l,1996,l48(1):l5l—l64, [18]Levi—seha rF,Garhuzenk0E,RubinA,et a1.HumaIle0sino PhI1sregI1‘ late humanlung aIld skin—derivedfibrublast PmPertiesinVitm:ar0lefbr tralnsf0Hning -(1wth faet0rheta(TGF—beta)[J].Pr0e Nad Aead sei usA,1999,96(17):966O一9665. [19]Lurton J,sot0 H,Narayanan As,et a1.Reuglati0n 0f human lung 6br0。 blast Clq—reee Ptorsbytrans f0nn in gmwth faet0r—betaand tum0r neerosisfaetor—alpha[J].Exp IJung Res,1999,25(2):15l一164. [2O]A bergel RP,Pizzurro D,Meeker cA,et a1.Biochemixal comp0siti0n 0f the c0nnective tissue in keloids and c0llagen metab01ism in leloid fibm— b1ast culture8[J].J Invest De丌Tl fdyol,l985,84(5):384. [21]R0binaKC,Ge0ffrley JL,shahahriar s,et a1.TGF—p1、TGF—p2、TGF —B3 stimulate fibrUblast procollagen pmduti0n in Vitro but are di珏 r_ entially e pressed during bleom ycin—induce bmsis[J].Am J Pathol,1997,150(3):981. [22]Yu Y,sween y M,zhang s,et a1.PDGF stim u1ate pulm 0nar)『vascular sm0oth muscle ceIl pmli mti0n by upregulating TRPC6 expression [J].Am J Physi0l ce1l Physi0l,2o03,284(2):c316—33O. [23]Hilda L.G ritter,Ian Y.R.AdaIl1 son and G iUian M.king.M0dulation一 0f br0b1ast activity by n0瑚al and silica—e posed alve0la珊acroph- ages[J].J0umal of Palhol0gy,1986,148:263—271. [24]Manel J0瑁ana,Michae1 T.N ewhouse,and Jack Gauldie Alveolar mac- r0phage/periphera【bi00d m0n0cyte—derived fact0rs m0dulate pmlifer. ati0n 0f primarylines 0f human lung 6br0blasts[J].J0umal 0f Leuko— cyte bio10gy,l987,42:51—6O. [25]Khalil N,Berezany 0,sp0m M,et a1.M acr0phage pr0ducti0n0f tmns— f0nn ation gmwth fact0rs and fibr0blast c0llecti0n synthe8is in chrUnic pulm onary innammati0n[J].J Exp Med,1989,170(9):727. [26]R0bert AB,Mcune BK,spom MB.TGF—B:Regulati0n 0f extracellu- larn1 atrix[J].KidneyInt,1992,4l(3):557. [27]Rihs S,walker christoph,Virch0w Jc,et 81.Differential麟pressi0n 0f Bintrgrins onbmch0alve0Jar lavage Tlym ph0cyte substes:R。gulati0n p—integrins cm8slinking and TG F—B.Am J R espir Ce1l M0l Bi0l, l996,15(3):6o0. [28]sime PJ.Marr RA,Gauleie D,et a1.Transfer 0f tum0r necmsis fact0r一 t0 rat lung induce severe pulmonary inn栅mation and patchy intersti— tia1 fibr(】genes is weth inducti0n 0f tmnsf0nl1ing gmwth fact0r—p and my0fibmblasts[J].Am J Patho1,1998,153:825—832. (本文编辑:杨智华) 

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