摘要：肝脏在受到各种因素损伤后迅速表现出巨大的再生能力。肝脏再生是一个涉及多种效应细胞增殖反应的高度协调的过程，参与肝脏再生的细胞种类与肝损伤程度密切相关，包括以肝细胞为主的实质细胞再生和通过启动干细胞再生分化为肝细胞和胆管细胞，多种基因、细胞因子及肝脏微环境以不同的作用机制参与肝脏再生的动态调控过程。现就肝部分切除术后不同种类细胞参与肝再生的研究进展进行简要综述。
关键词：肝切除术;肝再生;肝细胞;肝卵圆细胞;调控
肝脏具有强大的防御功能和再生能力，当各种原因(手术、创伤、中毒、感染、坏死等)造成肝损伤后，残存肝组织可迅速再生恢复至原有体积和重量，以保持最佳的肝重/体质量比，最终达到肝组织结构的重建及肝功能恢复…。肝脏再生参与的细胞种类与肝受损的程度包括炎症、纤维化密切相关。肝脏轻度损伤时，主要由肝实质细胞增殖修复损伤，而肝脏受到严重损伤且肝细胞再生障碍时，肝组织就会启动干细胞增生反应，由于肝细胞和干细胞对损伤的反应不同，可能存在因子和信号途径的特异性调控。
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1肝细胞再生过程及调控
部分肝切除(partiallyhepatectomized，PH)是研究肝再生的主要动物模型，许多细胞因子与肝再生的相关性都是在PH模型中获得认知的。大鼠经2/3肝切除后7—10d可完全恢复缺失肝组织，期间各种细胞迅速有序增殖，肝细胞最先进入细胞周期，术后24h达到增殖高峰，胆管细胞、库普弗细胞、肝窦内皮细胞分别在术后48、72、96h达到增殖高峰J。肝细胞的增生最早始于肝小叶内的汇管区周围，并在36～48h拓展至中央静脉周围区域。术后3～4d增生的肝细胞围绕毛细血管形成细胞团，随后肝星形细胞伸人肝细胞团分泌层粘连蛋白，肝细胞团被分隔成肝细胞板状结构，毛细血管转化成真正的肝窦_4]。术后第7天，肝小叶直径较再生前增大，肝细胞板多呈双排。
肝再生可以被人为地分为3个阶段：①启动阶段;②增生阶段;③抑制阶段。大鼠肝部分切除后4h左右肝细胞进入G期，24h进入S期并达到DNA合成高峰J。在肝再生过程中，有大量基因表达上调或下调，其中9条信号通路在肝再生中作用增强，包括细胞因子和趋化因子介导的信号通路、酶联受体介导的信号通路、G蛋白耦联受体介导的信号通路、抗原受体介导的信号通路、整合素介导的信号通路、Notch信号通路、Toll信号通路和Wnt信号通路，这些通路中的基因表达上调可促进细胞分化、促进细胞极性形成、促进细胞凋亡或抑制凋亡。目前认为肝脏再生的必要线路包括以下3种途径：细胞因子、生长因子和代谢网络，并且这3种途径在肝再生过程的不同阶段有相互作用。
1.1启动阶段G期肝细胞在肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor一，TNF.仪、)、白细胞介素6(cytokineinterleukin-6，IL-6)等因子作用下进入GI期，核因子Ks(nuclearfactorkappaB，NFKB)、信号转导和转录激活因子3(signaltransducerandactivatoroftranscription3，STAT3)也是启动阶段重要的信号调控分子，他们组成了肝再生启动阶段的一条信号转导通路。
TNF.仪在肝脏中主要由库普弗细胞分泌，通过与细胞表面肿瘤坏死因子受体1(tumornecrosisfactorreceptor1，TNFR.1)结合后，依次激活下游的NF—KB、IL-6、STAT3，进而激活核内多种基因表达，进行DNA合成。Yamada等通过基因靶向剔除技术，建立TNFR-1和TNFR-2基因缺陷小鼠模型，发现TNFR-2基因缺陷小鼠术后NF—KB、IL一6、STAT3表达均未受到明显影响，残余肝组织仍可进行DNA复制和细胞增殖，而TNFR一1基因缺陷小鼠术后存在严重的肝再生功能缺陷。Toch等研究发现，小剂量TNFft.预处理能激活转录因子NF—KB、STAT3促进肝再生，而TNF一仪基因剔除小鼠在经受肝缺血/再灌注损伤后肝再生受到明显抑制，肝细胞增殖核细胞抗原无明显表达。TNF—Ot是一个多效应的细胞因子，它不仅在肝再生的启动过程中发挥着信号转导的关键作用，同时也可通过多种途径诱导炎性介质活化和细胞浸润，过高浓度的TNF—Ot也可阻止和延迟肝脏再生造成肝细胞损伤、坏死与凋亡J，TNF.o【在肝再生过程中的作用表现为双重性。
IL-6主要来自肝内库普弗细胞，TNF.o【通过与细胞表面TNFR-1结合后，激活下游的NF.KB，而NF.KB有多种转录活性，可直接上调IL-6的基因表达，刺激IL-6的合成和释放，IL-6结合到可溶性受体gp80，这个复合物又结合到gpl30受体，IL-6通过与gp80/gpl30受体复合物结合激活STAT3最终引发肝再生。IL-6除了活化STAT3外，还通过细胞因子信号转导抑制因子(suppressorofcytokinesignaling，SOCS)对活化信号途径进行负调节，IL-6活化的STAT3可引起SOCS水平增加，反过来下调IL-6对STAT3的活化作用，在IL-6基因剔除小鼠，SOCS显著减少，因·2l59·此.SOCS可通过负反馈机制调节IL-6介导的STAT3活化信号通路，精确调控肝再生。由于肝再生时即刻早期基因的表达有40%是IL一6依赖性的，IL-6基因剔除小鼠PH后，肝细胞DNA合成显著减少。Yamada等研究证实，IL-6预处理可明显纠正TNFR一1型受体缺乏所造成的小鼠肝部分切除后DNA合成受损，但外援性TNF.仅的补充却不能改善IL-6基因缺陷小鼠肝细胞再生功能障碍。由于IL-6不是肝细胞的直接丝裂原，而且并不增强其他生长因子的促有丝分裂作用，它还有抗凋亡和急性炎性反应作用，因此IL.6在肝再生过程中的确切作用尚不确定，很可能是一种在肝再生早期过程起到优化作用的因子。
尽管认为TNF.和IL-6在肝再生启动阶段发挥重要作用，但仍不清楚引起TNF一表达上调的因素，部分认为是手术过程中肠道组织产生的内毒素，部分认为是补体成分C3a和C5a是上游因素。肝部分切除后血流动力学改变及免疫系统的变化对肝再生的影响越来越受到重视。近期一项研究表明，肝部分切除后如果保持门静脉压力不变，则肝细胞生长因子(hepatocytegrowthfactor，HGF)将不被激活，并且肝细胞凋亡增加u。已知B因子(factorB，fB)是补体旁路激活途径的关键因子，缺乏仍则不能通过旁路途径激活补体。李丹等利用fB√一小鼠70%PHx模型探讨补体旁路激活途径是否参与肝再生的补体激活机制，研究发现，与野生型小鼠比较，fB一小鼠在行70%PHx后其肝再生能力显著削弱，同时伴随严重的肝脏损伤，肝脏组织坏死多见，再生参数显著降低，提示阻断补体旁路途径的激活会严重抑制肝脏的再生功能。
1.2增殖阶段肝细胞进人G～S期后，受到多个因素的调控，细胞周期素D1(cyclinD1)是肝细胞进入细胞周期的主要标志物，cyclinD1的表达、活化是增殖阶段一个重要的调控位点。细胞周期素依赖激酶复合物，能使抑制蛋白，如Rb和p130磷酸化，诱导转录因子E2F活化释放，后者可直接刺激细胞周期进程的进行，促使肝细胞越过G，限制点，启动DNA复制，肝细胞一旦通过这个限制点并表达cyclinD1，将不可逆地进行细胞周期循环。Jaumot等¨研究表明，大鼠PH术后12h，肝细胞cyclinD1mRNA表达达高峰，cyclinD1蛋白在术后24h达高峰。
HGF和内皮细胞生长因子受体(endothelialgrowthfactorreceptor，EGFR)配体家族是肝再生增殖阶段重要的生长因子。HGF主要来源于间质细胞，以自分泌或旁分泌形式作用于肝细胞。Borowiak等¨研究表明，HGF/c.met信号通路在肝部分切除后肝细胞进入细胞周期是必要的，并且它还可激活细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)。而Huh等]报道，肝细胞c.met基因缺陷小鼠在肝部分切除后病死率较高，认为HGF/c—met信号通路在保护肝细胞避免凋亡中发挥重要作用，这些研究的结论不一，有可能与手术方式的不同有关。
血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)是血管内皮细胞强有力的、特异性的生长因子，具有促进内皮细胞增殖、血管形成及增加血管通透性等作用，VEGF在肝再生过程中是不可缺少的。实验证明，PH后增殖的部分肝细胞可分泌肝血窦内皮细胞分裂增殖所需要的大部分VEGF，并通过上调VEGFR调节肝血窦内皮细胞的增殖。肝窦血管网重建是肝再生过程中的重要组成部分，它不仅能给肝细胞提供血供，而且能促进肝脏结构的重构。
1.3终止阶段肝再生终止信号的调控是研究最不清楚的环节，目前认为转化生长因子B(transforminggrowthfactor—p，TGF—p)和激活素A参与了肝再生终止信号的调控。TGF.B在肝再生的终止阶段发挥抑制细胞增殖，促进细胞凋亡作用，但是它只是肝再生终止的中间因子，并不是肝再生终止的触发因素。近来人们还发现其他负性调节信号(如细胞周期素抑制因子，细胞周期依赖性激酶抑制素)，下调IL-6.STAT3信号通路活性的抑制剂(SOCS)等。
MicroRNAs(miRNAs)是一类新发现的小RNAs，通过调控基因转录后水平的表达，参与生物生长和发育等许多生命过程的各个环节。MiR-23b是一个参与调节多种信号通路的多功能miRNA。袁斌等用芯片筛选肝再生后期差异表达的miRNA时发现miR一23b在肝再生终止阶段表达量明显降低，随后通过动物实验证实，发现在肝再生终止阶段miR一23b的表达量下调。TGF—B是miR-23b的上游调节分子。在肝再生终止阶段，miR-23b的低表达降低了其对Smad3的转录，抑制从而间接激活TGF.B信号通路促进肝再生终止。
2肝干细胞再生过程及调控
肝干细胞是指具有自我更新能力和具有分化成肝细胞与胆管细胞等细胞潜能的原始细胞，包括肝卵圆细胞及外源性肝干细胞(胚胎干细胞、胰腺干细胞、涎腺祖细胞、骨髓造血干细胞)。在此主要介绍肝源性干细胞肝卵圆细胞。
2.1肝卵圆细胞肝卵圆细胞主要来源于肝实质细胞与终末胆管上皮细胞相结合部及附近，即Hering管。最早是Opie在致癌物饲养的诱癌大鼠肝脏中发现，卵圆细胞的增生大多来自大鼠动物模型。其机012年7月第18卷第14期MedicalRecapitulate，Ju1.2012.Vo1.18.N0.14制是通过致癌物诱导2.乙酰氨基芴(2一acetylamin.ofluorene，2-AAF)、胆碱缺乏乙硫氨酸饮食、倒千里光碱、D一半乳糖胺或呋喃妥因)+PH，由于毒物的代谢产物或其本身的毒性作用阻断了成熟肝细胞的复制，而2/3肝切除又促使肝脏再生。当卵圆细胞被活化开始增殖时，他们从汇管区开始向肝小叶内部生长，形成管状结构，这些管状结构从Hering管伸展出来并有完整的基膜环绕，其远端与肝实质细胞连接。卵圆细胞的表面标志物呈动态变化，早期研究卵圆细胞最初强烈表达胆管细胞标志CK19，约1周后表达肝细胞标志甲胎蛋白和血清白蛋白。潘孝本等利用PH+2-AAF模型研究发现，在卵圆细胞表面标志物出现过程中，Thy1.1最早出现，随后可检出甲胎蛋白、vimentin、CK19，而血清白蛋白最后检出，在标志物的消失过程，则Thy1.1、血清白蛋白、CK19最早消失，随后甲胎蛋白、vimentin未检出E2o]。
2.2细胞因子对肝卵圆细胞的调控
2.2.1TNF家族TNF主要通过与TNFR一1作用促进卵圆细胞增殖，然而TNFR一1基因剔除肝再生未受到明显影响。近来发现肿瘤坏死样凋亡的微弱诱导剂选择性作用于卵圆细胞，通过与Fnl4受体作用促进其增殖更新，但对成熟肝细胞无明显影响。
IL-6也是卵圆细胞增殖的刺激因子之一，IL-6通过激活STAT3磷酸化起作用，STAT3磷酸化主要出现在卵圆细胞增殖分化阶段，但IL-6基因剔除鼠模型中卵圆细胞增殖也增强，可能存在其他因子的代偿作用。
干扰素(interferon，IFN)主要参与卵圆细胞介导的肝再生，IFN一受体(IFNyRot和1FN-yR13)、IFN一初级反应基因(gp91phox)、IFN-次级反应基因(IL一1B转换酶、细胞间黏附因子1、尿激酶型纤溶酶原激活物受体)及调节IFN一表达的基因(IL.1B和IL.18)均与卵圆细胞增殖有关。
2.2.2生长因子包括HGF、表皮生长因子、TGF—Ot等均可通过自分泌或旁分泌的形式激活卵圆细胞，刺激其增殖。HGF的调控机制可能与干细胞因子/c—kit有关，HGF还可促进卵圆细胞向肝细胞分化，尚不能确定是否向胆管细胞分化。
干细胞因子在卵圆细胞活化早期表达，干细胞因子与其受体c.kit在干细胞的增殖、分化、迁移中起作用。基质细胞来源的因子与其受体CXCR4均在卵圆细胞表达，主要通过自分泌或旁分泌形式参与卵圆细胞活化增殖。
2.3Wnt/13一catenin信号通路在卵圆细胞增殖活化过程中的作用Wnt/13.catenin信号通路在肝癌、肝再生、发育过程中发挥重要作用，Wnt通路是通过调节TCF/LEF21家族的DNA结合蛋白转录性质来调节细胞的行为。其核心是胞质内p—catenin的稳定性，B—catenin水平低下时，Wnt通路关闭，当其水平较高时，Wnt通路开放。以F344大鼠2一AAF/PHx为模型，术后5d和10d观察到卵圆细胞的活化和增殖，并且胞质和核内p.catenin表达显著增多，同时观察到肝细胞内Wnt.1表达增加和卵圆细胞内Frizzled-2的表达增加，表明Wnt/13一catenin信号通路在成熟肝干细胞的活化和增殖过程中发挥重要作用]。另一项体外研究表明，经典Wnt信号通路的激活可促进大鼠卵圆细胞的增殖和自我更新。
2.4肝脏微环境对卵圆细胞激活和增殖的影响除了上述细胞因子参与卵圆细胞的调控，肝脏微环境对卵圆细胞激活和增殖的影响引起了越来越多研究者的关注。肝脏微环境由胞外基质、上皮及非上皮肝脏细胞、招募的炎性细胞以及不同的生长调控因子构成，是肝脏中一个局限的区域;它不仅含有卵圆细胞，也包括周围不同的已分化细胞。张伟等采用2.AAF/PH建立卵圆细胞增殖模型，观察了在卵圆细胞介导的肝再生中肝脏胞外基质成分的增殖变化趋势，运用激光共聚焦免疫荧光双标技术分析了基质成分与卵圆细胞之间的相互关系。研究表明，肝脏大部分切除后肝实质的重建不仅包括小管样卵圆细胞，也包括胞外基质成分层粘连蛋白和纤维连接蛋白。在卵圆细胞增殖和分化的重建过程中，卵圆细胞与肝脏胞外基质成分具有紧密的解剖关系。肝脏局部微环境可能通过细胞与胞外基质之间的相互作用而参与卵圆细胞介导的肝再生;胞外基质的重构可能对于调控卵圆细胞的迁移、增殖、分化以及肝再生过程有重要作用。
3小结
肝脏再生是一个包括多种细胞增殖，是由多条通路、多种因素共同参与的一种复杂而又精确的调控过程。各种细胞及其因子与细胞外基质、代谢及免疫相关因子之间相互作用，其调控机制复杂且尚未完全清楚。但对于肝脏再生的深入研究，可为寻找肝损伤时促进肝再生的治疗策略提供重要的理论依据，指导临床早期干预，促进肝脏再生和肝功能恢复。
