细胞外基质与器官纤维化

细胞外基质与器官纤维化2023/4/161第1页，共130页，2023年，2月20日，星期二器官间质：广泛存在于实质细胞之间，是细胞产物，在细胞密集的组织中细胞间质较少，在细胞较分散的组织中，细胞间质较多。通称纤维结缔组织。

实质2023/4/162第2页，共130页，2023年，2月20日，星期二

第一节

细胞外基质（ExtracellularMatrix,ECM）的组成及其代谢和功能2023/4/163第3页，共130页，2023年，2月20日，星期二ECM结构：是由蛋白质和碳水化合物组成的复合物。细胞外基质一般包括胶原、非胶原糖蛋白及蛋白多糖ECM功能：不仅起支架作用，而且对调控细胞粘附，增殖，分化和表型。在创口愈合和肿瘤发生等病理过程有重要作用

2023/4/164第4页，共130页，2023年，2月20日，星期二

一胶原（Collagen）

胶原分类胶原是多数组织中ECM的主要成分，目前已发现至少19种基因序列不同的胶原胶原分类:一、按其发现的顺序;分别命为：Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型……其中ⅠⅢⅣVⅥ几乎遍及所有结缔组织。二、按分布及部位：间质性胶原、基膜胶原、细胞间胶原三、按形态结构：束状胶原、网状胶原、微丝状胶原、锚样细丝胶原2023/4/165第5页，共130页，2023年，2月20日，星期二胶原基本结构胶原基本结构单位是原胶原分子，后者由三条相同或不相同的a肽链组成，具有一段螺旋结构。肽链的氨基酸序列G-X-Y重复顺序，其中G（甘氨酸）约占1/3，与形成螺旋结构有关；另二种（X和Y）以脯氨酸和羟脯氨酸为多（附图1）。2023/4/166第6页，共130页，2023年，2月20日，星期二图1胶原结构模式

2023/4/167第7页，共130页，2023年，2月20日，星期二根据胶原的形态和结构特点及分布，

一般可分为三类

①间质胶原又称纤维胶原②基膜胶原即Ⅳ型胶原③细胞外胶原2023/4/168第8页，共130页，2023年，2月20日，星期二间质胶原又称纤维胶原分布于细胞和组织之间，以多聚的纤维束形式存在，作为组织和器官的主要支架。Ⅰ、Ⅲ型胶原广泛分布于多种组织结缔组织中为器官内主要胶原。Ⅱ型胶原存在于软骨内。2023/4/169第9页，共130页，2023年，2月20日，星期二基膜胶原(Ⅳ型胶原)Ⅳ型胶原大多存在于基膜内。Ⅳ型胶原的聚合成网状以及柔顺易弯的特性。Ⅳ型胶原与ECM的另一些成分层连蛋白（Ln)及硫酸肝素共同组成的基膜结构。2023/4/1610第10页，共130页，2023年，2月20日，星期二细胞外胶原

V型胶原:V型胶原为细纤维，组织内分布广泛，与其他胶原伴存.，功能：

1.有连接其它胶原的作用；使纤维长度和宽度增加，并提高其抗降解力。

2.V型胶原围绕细胞作为其外骨架；

3.在内皮细胞表面则有抗凝血作用。

2023/4/1611第11页，共130页，2023年，2月20日，星期二Ⅵ型胶原:Ⅵ型胶原为链样大分子。电镜下Ⅵ型胶原为细纤维，存于多数结缔组织中。

功能：在细胞和纤维性基质间起桥梁及粘附作用。2023/4/1612第12页，共130页，2023年，2月20日，星期二、 弹力纤维 弹力纤维为无定形纤维，它与胶原纤维互相缠绕，在大动脉可占50%，是动脉主要成分之一，使动脉具有收缩性

.完整的弹力膜可防止LDL进入血管壁并抑制平滑肌细胞增殖

2023/4/1613第13页，共130页，2023年，2月20日，星期二二非胶原糖蛋白NoncollagenousGlycoproteins 是一类高度交联糖蛋白，溶解度很低，对细胞及ECM的其他成分有特异性粘附作用。非胶原糖蛋白种类很多，目前研究较清楚的有纤维连接蛋白(Fn)及基膜连接蛋白(Ln)2023/4/1614第14页，共130页，2023年，2月20日，星期二纤维连接蛋白fibronectin(Fn)有多个功能区，可分别与多种物质结合发挥效应：①与纤维蛋白结合，对血凝和创伤愈合是重要的；②与胶原结合，尤其是与变性的Ⅰ型胶原（明胶）亲和性最高；③与肝素结合，从而连系ECM中的蛋白多糖并藉此调节与细胞表面相接触；④与细胞结合，主要由Fn分子的RGD（Arg-Gly-Asp）氨基酸序列与细胞相应受体结合，形成细胞内外复合体，使细胞骨架纤维与细胞外基质相连，影响细胞游走、吞噬生长和分化。2023/4/1615第15页，共130页，2023年，2月20日，星期二

2、基膜连接蛋白或称层连蛋白（Laminin,Ln）：Ln是基膜中主要的非胶原糖蛋白，Ln与同类分子相连也可与Ⅳ型胶原和硫酸类肝素相连功能：具有复杂的生物学功能，如调控细胞粘附，增殖，分化和表型。在体外Ln可促进轴突生长，神经元存活及细胞移行。2023/4/1616第16页，共130页，2023年，2月20日，星期二近几年还陆续发现和报道的连接糖蛋白主要有：①玻连蛋白（vitronectin,Vn）广泛存在于血液和多种组织，为一种多功能黏附糖蛋白。VN在止血过程中有广泛作用②细胞粘合素tenascin(Tn)，又称腱蛋白，广泛存在于神经组织、骨、软骨、结缔组织及上皮周围。功能不清楚，有抗黏附作用③粗纤维调节素（undulinUd）；又称波形蛋白，其结构与FN相似，分布于全身结缔组织中④血小板反应蛋白（thrombospondin,Ts）；又称血酸黏附素，能影响内皮细胞的黏附、运动、增殖，是一种有效的内源性血管生成抑制因子2023/4/1617第17页，共130页，2023年，2月20日，星期二三、蛋白多糖

（protoglycamPG）蛋白多糖是由一个核心蛋白作骨架与胺基多糖(Glycosaminoglycan,GAG)侧链共价结合形成的生物大分子物质，它们与胶原一起分布于细胞外基质和基底膜上，同时也分布于细胞膜上。2023/4/1618第18页，共130页，2023年，2月20日，星期二蛋白多糖包括透明质酸（Hyaluronicacid,HA)硫酸乙酰肝素（HeparanSulfateHS）硫酸皮肤素（DermatanSulfateDS）硫酸软骨素(ChondroitinSulfateCS)硫酸角质素(KeratansulfateKS)2023/4/1619第19页，共130页，2023年，2月20日，星期二透明质酸（Hyaluronic

acid,HA)HA广泛存在于ECM中，是一个高度含水巨大的蛋白多糖聚体。HA主要由间质细胞合成功能:(1)促进细胞增殖，迁移参与，胚胎发生发育过程。

(2)在创口愈合和肿瘤发生等病理过程有重要作用

2023/4/1620第20页，共130页，2023年，2月20日，星期二硫酸乙酰肝素（HeparanSulfateHS）是基膜主要成分之一，它与多种生物效应分子（生长因子及受体，ECM蛋白，黏附分子）互相作用，参与调节细胞增殖、分化、黏附及转移等2023/4/1621第21页，共130页，2023年，2月20日，星期二硫酸皮肤素（DermatanSulfateDS）DS与CS部分相似，所不同在结构上，。功能：主要有抗凝血和抗血酸的活性，此外还有滋润皮肤，保护水分的作用2023/4/1622第22页，共130页，2023年，2月20日，星期二硫酸软骨素(ChondroitinSulfateCS)主要分布软骨、骨、肌膜、韧带和血管中，CS在体内很少游离存在，而是与蛋白质共价键形成PG大分子。功能：CS可促进胶原纤维的形成和稳定，除此CS有抗凝作用，保护和修复神经元，CS有抗肿瘤作用，有抗氧化自由基作用2023/4/1623第23页，共130页，2023年，2月20日，星期二硫酸角质素(KeratansulfateKS)在大的PG聚合体中，含量较高，随着聚合体的破坏，KS下降，CS上升。2023/4/1624第24页，共130页，2023年，2月20日，星期二总之，胶原、粘连糖蛋白，蛋白多糖在细胞外形成网络状结构，与细胞密切接触，通过细胞表面的受体、细胞骨架、乃至细胞核相联系，提供微环境中的信息传递，影响细胞生长、分化等生理功能。

2023/4/1625第25页，共130页，2023年，2月20日，星期二第二节组织内ECM的生成和降解

一、ECM的合成

二、ECM的检测方法

三、ECM的生成细胞

四、ECM形成的重要的调节因子

2023/4/1626第26页，共130页，2023年，2月20日，星期二一、ECM的合成

三类ECM成分的合成过程虽有所差别，但开始都是在细胞内以相应的遗传基因为模板经翻译和转录合成多肽后，分泌至细胞外，并在细胞内或细胞外经历一系列加工、修饰而成。如胶原的生成细胞内过程,前胶原DNA——(翻译)_前胶原mRNA——(转录)前胶原———(羟化和糖基化)多肽细胞外过程,多肽经分泌小泡分泌到细胞外————(去端肽和交联)-------胶原原分子——肽链邦

2023/4/1627第27页，共130页，2023年，2月20日，星期二

2023/4/1628第28页，共130页，2023年，2月20日，星期二二ECM检测方法ECM的检测方法很多1.免疫组化:可以针对ECM各种成分的抗体作免疫组化染色2.原位分子杂交:用相应肽类成分的核酸探针，标以同位素或非同位素（如地高辛配基生物素）作原位分子杂交，结合光镜及电镜观察，作出ECM的细胞及亚细胞水平的定位3.细胞体外培养:组织可经梯级离心,把检测组织分离出各种细胞，分别作体外培养。2023/4/1629第29页，共130页，2023年，2月20日，星期二为了区分各种ECM成分的不同型别，目前多采用免疫组化手段。由于组织内ECM无处不在，且常多种成分同时伴存，而基质的免疫原性又差，为避免型间交叉和非特异着色。必须选用抗同一类型抗原，采用不同抗原决定簇的单克隆抗体，结合适当的染色方法，才能满意地显示，

2023/4/1630第30页，共130页，2023年，2月20日，星期二三、ECM的生成细胞

在不同器官产生ECM的生成细胞不尽相同。ECM产生不仅来原于实质细胞，更重要是间质细胞.(主要是成纤维细胞.，单核巨噬细胞，肥大细胞，效应细胞如肝—星状细胞，肾—系膜细胞，血管—平滑肌细胞等)。2023/4/1631第31页，共130页，2023年，2月20日，星期二四、纤维化形成中的重要调控因子

在正常情况下,ECM有合成过程，也有降解过程.在ECM合成过程中，有些因子起着促进作用,有些因子起着抑制作用,这些调控ECM合成或降解的因子有二类

（一）细胞因子（二）蛋白酶细胞外基质逆转:

基质金属蛋白酶（MMP）及基质金属蛋白酶抑制剂（TIMP）。2023/4/1632第32页，共130页，2023年，2月20日，星期二

（一）细胞因子细胞因子（cytokine)是由细胞分泌的具有生物活性的低分子蛋白，在个体细胞间起着信息传递作用。细胞因子对细胞的增殖，分化及功能均有调节作用。2023/4/1633第33页，共130页，2023年，2月20日，星期二细胞因子具有以下特点：①.它们由多种细胞产生，经自泌、旁泌机制在其产生部位发挥作用。②.血液中及细胞内的细胞因子，一般在进入组织后经酶解或生物转化，形成活性因子才能发挥作用。③.细胞因子通过与细胞表面的相应受体结合而产生效应。④.常为多种因子先后或同时共同作用，相互协同或拮抗。⑤.组织内活性因子的半衰期很短。2023/4/1634第34页，共130页，2023年，2月20日，星期二

促ECM生成细胞因子:

促ECM生成有关的细胞因子很多

1.白细胞介质（IL）

2.肿瘤坏死因子（TNF）

3.各种生长因子（转化生长因子(TGF-β)，血小板源性生长因子(PDGF)，纤维细胞生长因子(FGF)，VEGF，IGF，EGF等2023/4/1635第35页，共130页，2023年，2月20日，星期二1转化生长因子β1

（TGF-β1主要由血小板单核巨噬细胞和淋巴细胞,在组织中主要来自非实质性细胞,(如成纤维细胞，肝脏Kupffer细胞，肾脏的系膜细胞，肺泡巨噬细胞等)，特别在炎症和细胞坏死情况下转录增强。2023/4/1636第36页，共130页，2023年，2月20日，星期二TGFβ在纤维化中的作用1纤维化的启动和激活，TGFβ一方面促进局部炎症反应，另一方面促进成纤维细胞和间质细胞增殖分化，使ECM大量沉积

2促进肝星状细胞增殖活化2023/4/1637第37页，共130页，2023年，2月20日，星期二2、血小板源性生长因子（PDGF）

PDGF生物学特性：1促进间质细胞分裂和增殖

2对间质细胞有趋化反应，对损伤组织的修复有重要作用

3诱导ECM的成分的合成除此对组织的修复,,胚胎的发育和发生，肿瘤形成,动脉粥样硬化都有重要影响2023/4/1638第38页，共130页，2023年，2月20日，星期二PDEF来源已知血小板，血循环中单核细胞能产生PDGF除此,单核巨噬细胞激活血管内皮细胞，成纤维细胞，受损的平滑肌细胞均可产生2023/4/1639第39页，共130页，2023年，2月20日，星期二3白细胞介素家族

（InterleukinIL）白细胞介素是一种单核因子，可促进小鼠胸腺细胞的PHA的有丝分裂反应，其初命名为淋巴细胞激活因子，1979年国际统一命名为白细胞介素IL是细胞因子中种类最多的一组，至今已发现12种，与ECM形成有关的IL有：IL1,IL6(促进作用),IL10,(抑制作用)2023/4/1640第40页，共130页，2023年，2月20日，星期二IL1的来源IL-I包括IL-1a-及IL1β两个多肽形式由局部浸润单核巨噬细胞与淋巴细胞释放,除此以外，成纤维细胞，平滑肌细胞，内皮细胞，上皮细胞在某些条件下也可产生2023/4/1641第41页，共130页，2023年，2月20日，星期二IL-I作用：除免疫调节外，在纤维化发生发展过程中起促进作用。1.刺激纤维细胞及肝脏星状细胞合成ECM。2.IL-1刺激MCP-1（单核巨噬细胞趋化肽-1）使单核巨噬细胞趋化并激活。2023/4/1642第42页，共130页，2023年，2月20日，星期二IL-6：IL-6又称肝细胞刺激因子，在体内主要淋巴样细胞产生，成纤维细胞也可产生，具有广泛生物学活性作用：除免疫调节外，可促进多种细胞增殖，。

2023/4/1643第43页，共130页，2023年，2月20日，星期二4、肿瘤坏死因子

(TNF-a)：19世纪末人们就发现某些肿瘤患者感染细菌或注射细菌毒素混合物，会使肿瘤出血坏死，当时人们认为细菌内毒素导致的效应，1985年把这种有巨噬细胞产生的细胞因子称肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子主要由单核巨噬细胞和淋巴细胞产生的一种多肽,它不仅参与介导抗肿瘤，免疫调节，炎症反应和组织损伤等病理生理过程，也参与组织损伤的修复和结缔组织代谢的调节。近年来对TNF-a在纤维化的过程中的作用受到广泛重视。2023/4/1644第44页，共130页，2023年，2月20日，星期二TNF-a在纤维化形成中的作用TNF-a在纤维化形成中的作用是复合作用，早期以促进成纤维样细胞激活、增殖为特征，从而具有促进纤维化形成作用,中、后期则表现为一定的抑制胶原合成的作用，并具有一定的抗纤维化的特征。2023/4/1645第45页，共130页，2023年，2月20日，星期二此外促进组织内胶原形成还有EGF、TGF-aFGF、IGF等。总之在组织炎症损伤后，组织内多种细胞分泌细胞因子，它们相互作用形成网络状参与调节间叶细胞活化或信号间传递。最终引起ECM合成增加，纤维化的发生。2023/4/1646第46页，共130页，2023年，2月20日，星期二

、抑制ECM形成的细胞因子

1、γ干扰素(interferons-γ,IFN-γ)2、维生素E(VitE)3、白细胞介素10（IL10）2023/4/1647第47页，共130页，2023年，2月20日，星期二（1）γ干扰素（IFN-r）

IFNγ的来源:由抗原特异性淋巴细胞和NK细胞产生，具有高度生物活性的细胞因子，也是重要免疫调节因子2023/4/1648第48页，共130页，2023年，2月20日，星期二IFNr的生物特性;除了免疫调节作用以外，在纤维化的过程中，是一种抑制ECM形成的重要因子①对胶原等ECM基因转录,翻译后修饰有抑制作用②对纤维化细胞的增殖有抑制作用.

2023/4/1649第49页，共130页，2023年，2月20日，星期二（2）维生素E（VITE）维生素E是脂溶性维生素,2023/4/1650第50页，共130页，2023年，2月20日，星期二VITE,最重要的作用是阻断自由基链反应的，故能去除自由基。VITE在细胞膜上最丰富。2023/4/1651第51页，共130页，2023年，2月20日，星期二（3）白细胞介素10（IL10）IL10主要由Th2产生，单核巨噬细胞,，肝kupffer细胞，肝星状细胞均可产生。功能:除免疫以调节功能外，IL10是重要的抗纤维化因子，具有抑制ECM的合成2023/4/1652第52页，共130页，2023年，2月20日，星期二ECM蛋白与其他类型蛋白一样，有合成过程，也有降解过程，ECM降解都是有由酶来催化，这种蛋白酶类属于金属锌离子依赖性内肽酶，故称基质金属蛋白酶（MMPs),同样在机体内分泌另一种拮抗MMPs的酶，称组织蛋白酶抑制剂(TIMPs)

（二）细胞外基质逆转

2023/4/1653第53页，共130页，2023年，2月20日，星期二基质金属蛋白酶（MMPs）MMP是一组金属锌离子依赖性内肽酶，包括多种结构相似,能够消化基质和胶原的酶，目前致少克隆了结18种。根据结构及能够消化的底物不同,主要分为三组，MMP1、MMP2、MM3。2023/4/1654第54页，共130页，2023年，2月20日，星期二所有MMP均具有以下共同特点①.锌为酶活性必须的辅助因子②.均含有2个Ca+参与酶活性，并为酶活性的稳定必备③.均以酶原形式分泌在细胞内外或细胞表面发挥酶解作用④.通过蛋白分解去除氨基酸末端而激活⑤.被TIMP特异性抑制。2023/4/1655第55页，共130页，2023年，2月20日，星期二几种常见MMP来源及作用：MMP1（间质胶原酶及中性粒细胞胶原酶）作用底物是间质性胶原（胶原Ⅰ、Ⅱ、III），也作用于胶原Ⅶ、Ⅹ及明胶。

MMP1来源:中性粒细胞及一些器官的间质细胞（如肝的星状细胞）。2023/4/1656第56页，共130页，2023年，2月20日，星期二MMP2（Ⅳ型胶原酶或明胶酶A）

1作用:MMP2底物是Ⅳ胶原,变性的胶原（明胶）和Ⅳ、Ⅴ胶原，对Fn也有一定作用。

2来源:主要来自器官各种间质细胞（肝星状细胞，肾系膜细胞等）合成。亦来自血内中性白细胞和巨噬细胞2023/4/1657第57页，共130页，2023年，2月20日，星期二MMP3（又称基质溶介素）MMP3作用较广泛，主要作用于蛋白多糖，非胶原糖蛋白FnLn。

2023/4/1658第58页，共130页，2023年，2月20日，星期二MMP对ECM降解机制：1水介GLY-IIC或Leu的多肽，2从而使胶原分子的三条螺旋解旋，当胶原分子三条多肽某一条肽链胶原酶切断后，其余二条肽链即发生变性，。3被中性蛋白酶和溶酶体等蛋白酶近一步降解消化。2023/4/1659第59页，共130页，2023年，2月20日，星期二

组织金属蛋白酶抑制剂(TIMP)

MMP和TIMP产生于同一细胞，在正常情况下MMP/TIMP处于平衡状态，相互调控。在病理情况下，MMP/TIMP发生失控，引起疾病或ECM沉积，导致器官纤维化。2023/4/1660第60页，共130页，2023年，2月20日，星期二TIMP是一种特异性抑制MMP活性的糖蛋白，它的家族有四个成员即TIMP—1,TIMP—2,TIMP3及TIMP—4。不同的TIMP的作用有差别，但基本功能能特异性抑制MMP酶的活性2023/4/1661第61页，共130页，2023年，2月20日，星期二TIMP的生成TIMP主要由巨噬细胞和间质细胞所产生，广泛存在于组织和液体中，能被多种细胞因子诱导产生和调节。2023/4/1662第62页，共130页，2023年，2月20日，星期二TIMP对MMP的抑制作用机制

1阻止MMP酶原活化，

2TIMP与活化的MMP直接形成1：1复合体，从而抑制其活性。2023/4/1663第63页，共130页，2023年，2月20日，星期二总之ECM的降解和吸收受着多方面的调节，特别是MMP和TIMP相互拮抗作用.MMP和TIMP来自同一细胞，只有MMP浓度超过TIMP时，ECM才能被降介。

2023/4/1664第64页，共130页，2023年，2月20日，星期二

器官纤维化器官纤维化是临床上常见的一种病理状态，是创伤，感染，炎症、血液循环障碍及免疫反应等多种机体内外致病因素作用下，以ECM异常沉积为特征的各种疾病的不良结局。目前，有关器官纤维化的形成机制尚不清楚，临床上更是缺乏有限的早期诊断方法和治疗手段2023/4/1665第65页，共130页，2023年，2月20日，星期二第一节肝纤维化（hepaticFibrosis）

肝纤维化是指肝内纤维结缔组织异常增生，多继发于持续性损伤及炎症后组织修复过程中，肝纤维化已成为医学上研究的热点。2023/4/1666第66页，共130页，2023年，2月20日，星期二

轻度的肝纤维化称纤维肝(fibroticliver)，重度的且伴有再生结节的假小叶形成，则称肝硬变（Cirrhosisofliver）。肝纤维化是慢性肝病最重要的特征，也是慢性肝病近一步发展恶化的重要原因

2023/4/1667第67页，共130页，2023年，2月20日，星期二图3肝纤维化2023/4/1668第68页，共130页，2023年，2月20日，星期二图4肝纤维化2023/4/1669第69页，共130页，2023年，2月20日，星期二图5肝硬化（表面）2023/4/1670第70页，共130页，2023年，2月20日，星期二图6肝硬化（表面）2023/4/1671第71页，共130页，2023年，2月20日，星期二图7肝硬化（切面）2023/4/1672第72页，共130页，2023年，2月20日，星期二2023/4/1673第73页，共130页，2023年，2月20日，星期二2023/4/1674第74页，共130页，2023年，2月20日，星期二2023/4/1675第75页，共130页，2023年，2月20日，星期二二肝纤维化的病因:肝纤维化的病因很多，病毒性肝炎、慢性酒精中毒、肝内外胆汁淤积，药物及毒物的慢性中毒、某些先天或后天的代谢性疾病、血吸虫病，都可成为肝纤维化的始动因素。一般来说，在西方国家以慢性酒精中毒为主，在我国则以乙型和丙型病毒性肝炎为最常见，2023/4/1676第76页，共130页，2023年，2月20日，星期二

三纤维化时肝内ECM的变化

，（1.）胶原含量的改变：胶原含量可高于正常5倍—10倍，ⅠⅢ型胶原明显增多（2.）胶原分布的改变：纤维化时肝内间质性胶原不仅

聚集于汇管区，而且出现于小叶内形成纤维间隔,Ⅲ、

V型胶原还可出现于血窦周围间隙和Disse间隙内.

有所增多。2023/4/1677第77页，共130页，2023年，2月20日，星期二第78页，共130页，2023年，2月20日，星期二图9正常肝小叶模式（立体）

（2.）胶原分布的改变：纤维化时肝内间质性胶原不仅聚集于汇管区，而且出现于小叶内形成纤维间隔,Ⅲ、V型胶原还可出现于血窦周围间隙和Disse间隙内.纤维化时肝内Ⅳ和Ⅵ型胶原在血窦、汇管区等处均有所增多。2023/4/1679第79页，共130页，2023年，2月20日，星期二

2.非胶原糖蛋白的改变：Fn:Fn在肝纤维化形成中相当活跃，往往在肝脏受损早期即明显增多，当肝硬化活动进展时,小叶内肝细胞坏死处又出现新的Fn沉积,2023/4/1680第80页，共130页，2023年，2月20日，星期二Ln:Ln在正常肝内存在于血管和胆管的基膜内，肝窦内皮下Disse隙内并无Ln，但在肝纤维化时，不仅纤维间隔有Ln，血窦内也有Ln沉积，Ln与增多的Ⅳ型胶原共同形成基膜，导致血窦毛细血管化，严重地影响肝细胞与血液之间的交换。且因Disse隙内过多ECM沉积，使血窦受压，是门脉高压的原因之一。2023/4/1681第81页，共130页，2023年，2月20日，星期二3蛋白多糖：肝纤维化时GAG总量也大大增加，可以为正常5倍—10倍.其中增加最多的是透明质酸(HA),硫酸肤质（DS）和硫酸软骨素（CS）。

2023/4/1682第82页，共130页，2023年，2月20日，星期二2023/4/1683第83页，共130页，2023年，2月20日，星期二四、肝脏胶原蛋白细胞来源肝内纤维性结缔组织主要来源于两方面。1.汇管区的成纤维细胞2.另一面来源于肝小叶内实质细胞(肝细胞、胆管上皮细胞)及非实质细胞(窦内皮细胞,Kupffer细胞,肝星状细胞).总的说来，肝内各种细胞都参与ECM的生成，Kupffer细胞本身并不合成ECM，而在ECM生成过程中起重要的调节作用。能直接合成并分泌ECM的细胞有肝星状细胞、窦内皮细胞、肝细胞、胆管上皮细胞等、其中肝星状细胞最为突出。2023/4/1684第84页，共130页，2023年，2月20日，星期二

肝星状细胞

肝星状细胞（hepaticstellatecell,HSC）又称lto细胞或贮脂细胞，为肝内非实质细胞的重要成分。HSC位于窦内皮下Disse隙内，具有调节血流的作用。电镜下HSC胞浆内含有数量不等的脂滴（内含视黄酸类物质即是VitA),，粗面内质网和其他细胞器较少。2023/4/1685第85页，共130页，2023年，2月20日，星期二图20正常肝小叶模式2023/4/1686第86页，共130页，2023年，2月20日，星期二图22正常肝储脂细胞（电镜）19世纪末人们就发现某些肿瘤患者感染细菌或注射细菌毒素混合物，会使肿瘤出血坏死，当时人们认为细菌内毒素导致的效应，1985年把这种有巨噬细胞产生的细胞因子称肿瘤坏死因子TNF-a的来源:是由活化的单核/巨噬细胞产生的一种活性多肽2023/4/1687第87页，共130页，2023年，2月20日，星期二HSC生理功能

。①调节血窦血流。②摄取VitA并储存VitA转化物质——视黄酸。③可能具有调节肝细胞再生作用。④合成ECM.2023/4/1688第88页，共130页，2023年，2月20日，星期二HSC激活后呈现的生物特点①形态类似肌纤维母细胞（myofibroblast）②增殖活性明显增强。③胞质中含视黄酸物质的脂滴减少或消失；④胞质内出现a-平滑肌肌动蛋白（a-SMA）表达。这可通过免疫组化染色Dm来证实，a-SMA被认为是HSC激活的主要标志；⑤合成多种ECM成分的能力明显增强，⑥分泌多种促纤维化细胞因子2023/4/1689第89页，共130页，2023年，2月20日，星期二图23活化储脂细胞（电镜）2023/4/1690第90页，共130页，2023年，2月20日，星期二五、肝纤维化发生机制

（1）肝星状细胞活化和ECM沉积

(2)HSC激活的调控

2023/4/1691第91页，共130页，2023年，2月20日，星期二（1）肝星状细胞活化和ECM合成肝脏受损时，HSC受到各种致病因子的刺激，从静息状态转化为激活状态。；HSC的激活可分为两个阶段；启动阶段和持续阶段。

启动阶段指HSC及对各种细胞因子和刺激的敏感性增强；持续阶段指由于这些刺激因子持续作用,而维持HSC激活状态,并有纤维形成和ECM的沉积。2023/4/1692第92页，共130页，2023年，2月20日，星期二

星肝状细胞激活启动阶段

肝脏炎症、坏死时，Kupffer细胞、淋巴细胞、血小板及损伤的肝细胞可分泌TGF-βPDGF等促进纤维化细胞因子，使HSC表面的TGF和PDGF受体表达增强，增加对促纤维化因子的敏感性，HSC出现活化(旁分泌刺激过程)。启动阶段kuPffer细胞可能是肝脏损伤过程中HSC激活的关键细胞，2023/4/1693第93页，共130页，2023年，2月20日，星期二肝星状细胞激活持续阶段除启动阶段多种细胞分泌细胞因子(旁分泌刺激过程)。和激活的肝星状细胞不断分泌分泌TGFβ1,FGF等细胞因子(自分泌)

,这些细胞因子不断刺激未转化的肝星状细胞，这样从旁分泌和自分泌的细胞因子不断刺激,肝星状细胞不断增殖并转化为肌成纤维细胞，最后导致肝内大量ECM沉积。

2023/4/1694第94页，共130页，2023年，2月20日，星期二图24肝星状细胞活化（示意兔）2023/4/1695第95页，共130页，2023年，2月20日，星期二

HSC的激活是因为

(1)Kupffer细胞活化，活化后分泌促纤维化细胞因子(TGFβ1及EGF等)激活HSC(旁分泌)。

(2)血小板可以产生PDGF、TGFβ1及EGF等，。

(3)激活的HSC分泌促纤维化细胞因子(TGFβ1及EGF等)(自分泌)

。

(4)肝细胞通过释放脂质过氧化物对HSC激活起促进作用。

激活HSC。

(2)血小板可以产生PDGF、TGFβ1及EGF等，。

(3)肝细胞主要通过2023/4/1696第96页，共130页，2023年，2月20日，星期二

二、HSC激活的调控

在HSC激活的过程中有两类因素参与其从静息状态到激活状态的调控，1细胞因子，

2ECM逆转（MMP/TIMP）。2023/4/1697第97页，共130页，2023年，2月20日，星期二（一）细胞因子

体外研究表明，HSC激活的过程中受到旁分泌及自分泌产生的细胞因子的调控。受损肝细胞能产生HSC激活因子，包括脂质过氧化物,IGF及IGF连接蛋白。2023/4/1698第98页，共130页，2023年，2月20日，星期二TGFβ1是肝损伤后全面促进肝纤维化中的一具关键细胞因子，在肝纤维化中发挥重要作用。在肝脏TGFβ1主要由激活的HSC和成纤维细胞，Kupffer细胞及内皮细胞等合成。其中Kupffer细胞是最主要的。2023/4/1699第99页，共130页，2023年，2月20日，星期二PDFG是一种生要的促分裂剂，在肝纤维化发生、发展过程中起关键作用。、

静息的HSC不表达PDGF受体，HSC活化过程中一个重要特征是增加PDGF受体表达。2023/4/16100第100页，共130页，2023年，2月20日，星期二此外，TNF-a,IL1,IL6,IGF-2、IGF-1都是HSC的有丝分裂原促进成纤维细胞和HSC增殖。

IFN-γ,VitE，IL10则抑制HSC活化，

2023/4/16101第101页，共130页，2023年，2月20日，星期二肝纤维化机制模式如下：在生物、理化和损伤因素刺激后------肝慢性炎症及肝细胞坏死-------------体内细胞因子.的合成和分泌发生变化---------，通过细胞因子网络分别表现出成纤维细胞增殖和HSC激活-------导致肝内大量ECM沉积-----纤维化。

2023/4/16102第102页，共130页，2023年，2月20日，星期二（二）基质逆转的控制基质的逆转与调控是由MMPs和TIMPs介导的。结果显示，肝纤维化发生中，甚至在肝纤维化进展期均存在着基质降解。然而，基质的合成作用远大于其降解，或者基质的降解被TIMPs所抑制，结果导致ECM的大量沉积。2023/4/16103第103页，共130页，2023年，2月20日，星期二

肝纤维化小结1.肝慢性炎症及肝细胞坏死是肝纤维化启动因子

.2.肝内多种细胞能合成分泌ECM，而在肝纤维化中起重要作用的是活化的HSC及其转化的肌成纤维细胞和成纤维细胞，

3多种因素可使星状细胞细胞活化和ECM生成，其中细胞因子作用更明显。肝内细胞因子主要来自单核巨噬细胞、Kupffer细胞及活化的星状细胞。4ECM的降解主要靠MMP，肝损伤早期MMP活化既有修复意义同时又使HSC活化，启动了ECM的合成和沉积，肝纤维化后期，MMP合成降低或TIMP增高，使酶降解活信受阻，ECM得以大量沉积。2023/4/16104第104页，共130页，2023年，2月20日，星期二肝纤维化动物模型的建立方法很多，有化学药物，异种血清，酒精，总胆管结扎等，其中化学药物导致肝纤维化动物模型最常用常用化学药物四氯化碳（CCl4）二乙基亚硝胺（DMN），硫代乙酰胺（TAA）等常用方法：腹腔注射，胃灌注因致病因素不同，给药方法不同，肝纤维化出现时间差异很大2023/4/16105第105页，共130页，2023年，2月20日，星期二第二节肺纤维化（pulmonaryfibrosis）

肺纤维化是多种刺激物如感染、药物，化学制剂，有机或无机粉尘（硅肺），自身免疫性疾病造成的肺泡损伤的终末病理结果，其中一半以上病例无明确病因可循，称之为特发性肺纤维化（idopathicpulmonaryfibrosisIPF）常呈进行性发展，其死亡率高，基至五年生存率仅为30%—50%。2023/4/16106第106页，共130页，2023年，2月20日，星期二一、肺纤维化启动因子

1、肺泡上皮细胞损伤2、吞噬细胞激活2023/4/16107第107页，共130页，2023年，2月20日，星期二1、肺泡上皮细胞损伤肺泡上皮细胞的损伤是纤维发病过程一个重要特征，肺损伤后引起一系列结构和膜蛋白的改变，如细胞骨架改变，上皮粘附分子的的异常表达，肺泡上皮细胞损伤是肺纤维化发展必须条件。其中Ⅱ型肺泡上皮细胞最为重要。2023/4/16108第108页，共130页，2023年，2月20日，星期二2、吞噬细胞激活，肺内巨噬细胞是炎症中最重要细胞之一。肺吞噬细胞有二类。1.肺泡巨噬细胞（AM）来自炎症

2.为肺泡隔巨噬细胞（IM）来自肺泡原始间叶细胞。2023/4/16109第109页，共130页，2023年，2月20日，星期二三、肺纤维化过程

(1)早期表现为肺炎症，水肿、和炎细胞浸。(2)于第三天近肺泡血管周围肺泡巨噬细胞开始增生，细胞由星状逐渐变细长并互相吻合成网，这时Dm，a-sma染色呈阳性，这证明这些巨噬细胞向肌纤维细胞分化。(3)2周后间质细胞的增生十分突出，(4)4周后已出现成片纤维化病灶，，2023/4/16110第110页，共130页，2023年，2月20日，星期二四调节肺纤维化的细胞因子1,巨噬细胞趋化因子2,TH1/TH2细胞因子3,成纤维细胞相关因子2023/4/16111第111页，共130页，2023年，2月20日，星期二1,巨噬细胞趋化因子

巨噬细胞趋化因子N末端具有三个氨基酸残基Glu-Leu-Arg(ELR)(谷氨酸、赖氨酸、精氨酸)结构单元，ELR结构单元具有强烈的血管生成活性，促进血管生成。血管生成是纤维化发生的一个先决条件。

2023/4/16112第112页，共130页，2023年，2月20日，星期二2,TH1/TH2细胞因子

TH1和TH2细胞因子最初被认为是辅助性T细胞产生，现已知包括成纤维细胞，单核巨噬细胞，肥大细胞均可产生

TH1（I型细胞因子）包括IL2,L12IFNγ.

TNF-aTH2（Ⅱ型细胞因子）包括IL4IL5IL10,MCP---12023/4/16113第113页，共130页，2023年，2月20日，星期二

TH1和TH2细胞因子作用TH1细胞因子可能促进组织向正常结构修复。TH2细胞因子可能参与成纤维细胞激活，增殖,最后导致ECM沉积和纤维形成。2023/4/16114第114页，共130页，2023年，2月20日，星期二3,成纤维细胞相关因子

成纤维细胞是合成，分泌胶原纤维的主要细胞，成纤维细胞相关因子主要参与肺泡及气道上皮损伤后组织修复和纤维化过程。2023/4/16115第115页，共130页，2023年，2月20日，星期二近年来人们发现多种促进成纤维