上海市閘北區中心醫院消化科(200070) 陸倫根
肝臟由實質細胞(肝細胞)和非實質細胞或間質細胞組成,后者包括肝竇周存在的
肝星狀細胞(HSC),枯否氏細胞(KC),竇內皮細胞(SEC),pit細胞等。在脂質代謝中起中心地位作用的是肝細胞,近來發現肝非實質細胞與
脂肪肝的發生發展亦有一定的關系。
HSC有多種名稱,如Ito細胞、貯脂細胞、竇周細胞等。在正常肝臟中 ,HSC與肝細胞數量之比為1:20,其總體積占肝體積的1.4%。HSC在肝小葉周圍帶中較多,中央帶則較少,且脂滴也相對較少,甚至無脂滴。正常狀態下,HSC主要能儲存和代謝維生素A、合成載脂蛋白(APO E、A-I和A-IV)和前列腺素(PGF2a、D2、I2和E2)、合成與分泌細胞外基質、產生細胞因子和表達膜受體。近來發現HSC的收縮可調節肝微循環。
HSC胞漿含有特征性脂滴,其數目和直徑在不同的生理狀態下變化較大。脂滴可分為I型和II型,I型脂滴為電子致密性的,膜包裹的且體積變化大,但總是小于II型脂滴。這些膜包裹的I型脂滴由含酸性磷酸酶活性的糖蛋白包繞,很易被溶酶體降解。II型脂滴位于胞漿的基質中,無膜包裹,大多數脂肪滴是II型。在高維生素A血癥的大鼠,I型脂滴通常見于肝小葉的周邊區和中心區的HSC中。
HSC在肝內維生素A和視黃酯的形成和貯存中發揮重要的作用。飲食中維生素A由腸粘膜細胞借長鏈脂肪酸(主要是油酸和棕櫚酸)酯化,通過淋巴通路以乳糜微粒進入體內。乳糜微粒殘粒(CMR)含有幾乎所有的酯化維生素A ,由殘粒受體被肝細胞攝取,然后轉運到HSC中.在正常大鼠,體內全部的維生素A中約90%貯存于肝中。HSC、肝細胞、SEC、KC中維生素A含量分別約為75%、21%、3%和1%。維生素A通過HSC內的特異性維生素A結合蛋白(RBP)轉運到HSC中。細胞內RBP濃度較肝細胞高約20倍。其是通過濃度依賴的梯度攝取維生素A和視黃酯。HSC脂滴中,視黃酯和甘油三酯是脂滴中的主要成分,占脂滴脂質成分的70-85%,其中視黃酯約占42%,甘油三酯約占30%,脂滴中少量成份是未酯化的維生素A,約占3%,膽固醇酯和膽固醇約為13 %,游離脂肪酸約為4%,各種磷脂約占4%。飲食中維生素A攝取的變化可明顯影響HSC中脂滴的成份和含量,而飲食中的甘油三酯對此無影響。與肝細胞相比,HSC中有不同的機制調節著脂質的成份和含量。動物實驗表明,高維生素A飲食的大鼠HSC中,視黃酯的增加10倍于對照組,脂質維生素A量增加39.5%-65.4%。視黃酯和維生素A的增加伴隨著HSC的甘油三酯、膽固醇酯和游離脂肪酸的增加,最后整個脂質與對照組相比約增加5倍;而在低維生素A飲食中,則出現相反的變化。因此,HSC中的維生素A和總脂質水平受飲食維生素A攝取的影響。高和低甘油三酯飲食影響著整個肝中的甘油三酯、膽固醇酯和總脂質的量,可能主要反映肝細胞的脂質量和成分,也影響著KC、SEC中的甘油三酯水平。而對HSC的脂質水平和成分無影響,但過量的飲酒可使HSC中的脂滴大小和數目減少[5]。在慢性肝損傷時,HSC轉變成纖維母細胞樣型,HSC漸漸地失去維生素A脂滴。
近來研究證實,HSC表型轉化中,與脂質合成有關的兩種主要酶活性可發生改變,一種為介導脂質重新合成的葡萄糖-3-磷酸脫氫酶(GPDH),另一個為介導血漿脂質重新摻入的脂蛋白脂酶(LPL)。在HSC表型早期轉化中,脂質合成的兩條通路都被激活。當HSC已產生脂滴時,LPL途徑減低,而GPDH途徑仍然高。據報道成人肝臟缺乏LPL,但在應急狀態下,在肝竇的HSC和SEC表面及周圍可見LPL。在某些情況下,HSC脂滴中膽固醇和甘油三酯的存在和脂質的消失與維生素A消失一起提示HSC具有合成脂蛋白(如LDL和HDL)的能力。Ramador等發現HSC能分泌和合成ApoE、ApoAI、ApoIV和少量的ApoC,這些載脂蛋白大多數是高密度的載脂蛋白,但HSC產生的量要較肝細胞為少。許多研究證實,大鼠HSC膜上有VLDL受體、HDL受體、LDL受體和ApoCIII結合位點等。提示其亦參與肝臟的脂質代謝和轉運。
我們近來的研究結果發現,在體外,甘油三酯、極低密度脂蛋白、花生四烯酸和亞油酸可影響
肝星狀細胞的增殖。在一定濃度下,甘油三酯、極低密度脂蛋白、花生四烯酸和亞油酸可促進
肝星狀細胞增殖,花生四烯酸高濃度對
肝星狀細胞有毒性作用。在Kupffer細胞生長接近80%融合時培養基中分別加入甘油三酯(25mg/l)、極低密度脂蛋白(5mg/l)、花生四烯酸(5mg/l)和亞油酸(5mg/l),培養48小時,收集培養液,用透析袋透析,制得不同的Kupffer細胞培養的上清液(KCCM),然后以MTT法分別觀察不同的KCCM對
肝星狀細胞增殖效應。結果發現,與正常和KCCM組相比,KCCM+極低密度脂蛋白組、KCCM+甘油三酯組、KCCM+花生四烯酸組和KCCM+亞油酸組對
肝星狀細胞增殖有促進作用(
P<0.01); KCCM+極低密度脂蛋白組和KCCM+甘油三酯組之間無差異(
p>0.05),而KCCM+花生四烯酸組較KCCM+亞油酸組促
肝星狀細胞增殖作用明顯(
P<0.05);KCCM組高于正常組,但統計學無差異(
p>0.05);結果表明脂質和脂肪酸可通過Kupffer細胞而影響
肝星狀細胞,Kupffer細胞和
肝星狀細胞一起參與
脂肪肝肝纖維化的發生。
應用
125I-LDL和
125I-HDL
3配體進行放射性配基結合實驗測定脂質對
肝星狀細胞膜LDL、HDL受體的影響。結果發現
肝星狀細胞膜表面存在LDL、HDL受體,
肝星狀細胞與濃度遞增的
125I-LDL和
125I-HDL
3共同孵育進行飽和試驗,
肝星狀細胞LDL、HDL受體特異性結合LDL、HDL的濃度效應曲線,呈可飽和性指數曲線,將特異結合用于Scatchard作圖,r分別為-0.9751和-0.9616,解離常數分別為8.4736nM和9.1256nM,最大結合容量分別為439.32和259.34fmol/mg蛋白。甘油三酯(25ug/ml)、極低密度脂蛋白(25ug/ml)對
125I-LDL結合LDL受體的影響及Scatchard作圖后,得出甘油三酯、極低密度脂蛋白的r分別為-0.9771、-0.9849,KD分別為7.8899、7.0249,最大結合容量(Bmax)分別為489.95、455.30fmol/mg蛋白。甘油三酯(25ug/ml)、極低密度脂蛋白(25ug/ml)對125I-HDL3結合HDL受體的影響及Scatchard作圖后,得出甘油三酯、極低密度脂蛋白的r分別為-0.9313、-0.9736,KD分別為10.4282、10.2863,最大結合容量(Bmax)分別為287.43、259.03fmol/mg蛋白。結果表明
肝星狀細胞膜表面存在LDL、HDL受體;脂質可增加LDL受體對LDL的親合力,但降低HDL受體對HDL
3的親合力。
肝星狀細胞膜上的 LDL、HDL受體對脂蛋白代謝及膽固醇的調節有重要作用,為闡明
脂肪肝肝纖維化的發生提供了新的實驗依據。
脂質對
肝星狀細胞前膠原I、III mRNA表達有影響,
肝星狀細胞分別用甘油三酯(25mg/l)和極低密度脂蛋白(25mg/l)共孵育10天后,分別提取
肝星狀細胞的RNA,用Northern blot雜交觀察甘油三酯和極低密度脂蛋白對
肝星狀細胞前膠原I、III mRNA表達。結果發現
肝星狀細胞經甘油三酯和極低密度脂蛋白刺激后其前膠原I、IIImRNA表達均明顯增加。結果顯示脂質可直接增加
肝星狀細胞前膠原I、III mRNA表達,脂質可通過刺激
肝星狀細胞而與
脂肪肝肝纖維化的發生有關。
有研究表明,酒精性肝損傷在早期
脂肪肝階段,肝組織炎癥、壞死不明顯或缺乏時,
肝星狀細胞即已激活。Tsukamoto等研究發現,實驗動物同等量的酒精攝入,飲食中脂肪含量高者更易形成
脂肪肝和肝纖維化,且兩者常相繼或同時發生于同一部位。因此肝內脂質可能與
肝星狀細胞激活及肝纖維化的形成有關。在人類酒精性
肝病,Reeves 等對38例無酒精性
肝炎和
肝硬化表現的飲酒患者,肝活檢組織學研究發現活化的HSC數目與Kupffer細胞或肝纖維化的量無關,而與
脂肪肝的嚴重度有關。說明在酒精性肝病中,壞死炎癥或Kupffer細胞增加及繼發的肝纖維化不是HSC 活化的必備條件,而酒精誘導的HSC活化和
脂肪肝的嚴重度有關。
就目前的研究,我們還不能證明在HSC中脂質的聚積量以及HSC活化與肝實質細胞
脂肪肝程度或血清水平之間的關系。因此,尚有許多工作需要進一步探索和研究。