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肝纤维化在组织水平上的直接表现是细胞外基质(extracellular matrix, ECM)过度沉积,肝脏正常结构被破坏。从细胞水平来看,肝脏内过度活化的肝星状细胞大量分泌ECM被普遍认为是导致肝纤维化发生的直接原因。然而,肝细胞的持续坏死和凋亡可以引发肝组织内早期炎症反应,直接激活肝星状细胞。因此,肝细胞凋亡在肝纤维化发生过程中起关键作用。尽管大量的实验证据表明肝星状细胞活化和肝细胞凋亡与TGF-β信号通路密切相关,但是对于肝纤维化过程中TGF-β信号参与调控这些细胞生命活动的具体分子机制,目前的认识依然非常局限。因此,更加全面、深入地阐明肝星状细胞过度活化和肝细胞持续凋亡与TGF-β信号通路深层次的调控关系仍然是当前亟待解决的关键科学问题。充分的研究证据表明,微小RNA (microRNA, miRNA)和长链非编码RNA (long non-coding RNAs, lncRNAs)作为非编码RNA (non-coding RNA)家族中最重要的两种类型参与了诸多人类疾病的发生发展过程,它们作为重要的功能分子参与调控各种信号通路以及一系列细胞生物学过程也被广泛地揭示。然而,目前关于microRNA和lncRNA参与肝纤维化过程中TGF-β信号通路的调控机制以及它们之间存在的表达调控关系尚不清楚。因此,基于以上科学问题,我们对microRNA和lncRNA与TGF-β信号通路之间的关系以及它们参与调节肝星状细胞活化和肝细胞凋亡的过程进行了深入地分析和探讨。在本文中,我们首先探究了肝纤维化过程中microRNA对活化肝星状细胞内TGF-β信号通路的调控机制。利用CCl4诱导的肝纤维化小鼠模型,我们首先观察到纤维化过程中星状细胞内miR-30的表达显著下调。同时,TGF-β诱导的转录调节因子KLF11的表达显著上调。接下来,我们分别在肝星状细胞和肝纤维化动物模型中研究了miR-30和其潜在的作用靶点KLF11的相互作用及其对肝星状细胞活化的影响。我们在肝纤维化小鼠模型中利用腺病毒介导肝星状细胞特异性表达miR-30的方法以研究miR-30的生物学功能。结果发现在肝星状细胞中过表达miR-30显著抑制了CCl4诱导的肝纤维化；同时,有效抑制了小鼠肝星状细胞中KLF11表达并上调Smad7的水平。进一步对miR-30作用机制的探索表明,KLF11是miR-30的直接作用靶点,并且miR-30可以通过抑制肝星状细胞内KLF11的表达而削弱TGF-β信号通路传导,而KLF11本身又通过抑制负反馈调节物Smad7的表达而加强TGF-β信号通路发生。随后的调查发现,利用KLF11过表达载体或siRNA来上调或下调肝星状细胞中KLF11的水平可以促进或抑制肝星状细胞的活化;同时,利用miR-30的前体或者抑制剂上调或下调它在肝星状细胞内的水平证明miR-30可以通过抑制肝星状细胞的增殖和迁移达到抑制细胞活化的口的。因此,这部分研究揭示了miR-30作为肝纤维化发生的重要阻遏物通过抑制TGF-β诱导的早期转录因子KLF11的表达来削弱肝星状细胞活化过程中TGF-β信号通路的传导,并且为肝纤维化的机制探索提供了重要的研究视野。尽管lncRNAs具有重要的生物学功能,但它是否以及如何参与肝纤维化的调控仍然未知。在本部分研究中,我们首先利用高通量测序方法对CCl4诱导的肝纤维化小鼠肝细胞中lncRNAs的表达情况进行了检测。结果发现纤维化小鼠肝细胞相对于正常肝细胞,63个lncRNAs发生了显著上调,同时48个lncRNAs发生了显著下调。进一步地筛查发现,IincRNA-p21的表达明显上调约4倍且关于它在肝纤维化中的具体作用机制研究尚属空白。于是,我们分别在肝细胞和肝纤维化小鼠模型中研究了lincRNA-p21参与肝细胞凋亡及其对肝纤维化发生的影响。我们结合Northern blot、qRT-PCR以及RT-PCR等方法对肝纤维化过程肝组织和不同类型细胞内的lincRNA-p21表达情况进行了分析,发现在CCl4诱导的小鼠肝纤维化过程中,肝细胞内的lincRNA-p21表达特异性升高。接下来,我们利用腺病毒介导肝细胞特异性干扰lincRNA-p21的方法以研究lincRNA-p21的生物学功能,结果发现下调小鼠肝细胞内lincRNA-p21水平对肝纤维化具有显著治疗作用,且下调此过程中lincRNA-p21的表达可以有效抑制肝细胞的凋亡并促进肝细胞增殖。我们又对lincRNA-p21影响肝细胞凋亡的作用机制进行了探究,利用生物信息学分析结合荧光素酶报告实验发现lincRNA-p21序列中存在与miR-30家族种子序列保守结合的位点。与此同时,在体外分别对miR-30和lincRNA-p21进行生物素标记并对肝细胞进行RNA pulldown和RNA沉淀实验发现lincRNA-p21可与miR-30特异性地结合。最后,通过干扰小鼠肝细胞miR-30的表达抵消了lincRNA-p21干扰腺病毒在肝纤维化模型中的疗效。因此,我们的研究从肝细胞入手,揭示了lincRNA-p21在肝纤维化过程中被诱导表达并通过与肝细胞内的miR-30竞争性结合而参与肝纤维化的发生发展过程,并确定了lincRNA-p21可作为一种新型的竞争性内源非编码RNA参与肝细胞凋亡和增殖的调控,这也为肝纤维化的治疗提供了新的靶点和研究思路。