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病理性瘢痕是以成纤维细胞为主的细胞成分过度增殖和以胶原为主的细胞外基质过度沉积的皮肤纤维化疾病。近年来，越来越多的研究发现病理性瘢痕的纤维化过程与多种生长因子有关。目前普遍认为转化牛长因子β1(Transforming GrowthFactor，TGF－1)是促进纤维化发展的最重要的生长因子之一，在随后的研究中，发现在多种纤维化疾病中结缔组织生长因子(connective tissuegrowth factor，CTGF)与TGF－1的表达同步增高，并证实CTGF是TGF－1的下游效应因子，在多种纤维化疾病中，CTGF起到促进成纤维细胞增殖，细胞外基质沉积的作用。近来，越来越多的研究发现CTGF在病理性瘢痕组织异常高表达，在瘢痕的发生和发展过程中起关键作用。本文将CTGF的研究现状及其在瘢痕纤维化中的病理生理作用综述如下。
1 CTGF的概述
1．1 CTGF的来源：1991年，Bradham等用亲和色谱法在人脐静脉内皮细胞的条件培养基中发现人CTGF，此后在其他种属动物如猪、牛、蛙等体内也发现了CTGF，并显示出高度的种属间同源性。在人类，CTGF广泛存在于肾、肺、胰腺、动脉、肝、心和脑等多种组织器官中，成纤维细胞、内皮细胞、软骨细胞、平滑肌细胞及某些癌细胞均可表达CTGF。CTGF蛋白是一种富含半胱氨酸的分泌性多肽，属于即刻早期基因家族(CNN家族)。该家族目前包括CTGF、cyr61(cysteine rich 61)、nov(nephroblastomaoverxpressed gene)、wispl/elml(expressed lowin metastasis 1)、CTGFL(CTGF like)/wisp 2和wisp 3等7种细胞因子，均已被提取、克隆和测序，其氨基酸序列具有高度的同源性，但功能却有显著差异。
1．2 CTGF的结构：人CTGF是一种富含半胱氨酸的长度为349个氨基酸的分泌型多肽，其分子量为36kD(非还原型)－38kD(还原型)，其基因定位于染色体6q23.1，其全长序列包括5个外显子和4个内含子。初级氨基酸序列分析显示5个外显子编码1个信号肽及4个不同的功能结构域。CTGF基因的第一个外显子编码一段37个氨基酸的信号肽，便于CTGF从内质网转运到高尔基体。四个结构域分别为：①胰岛素样生长因子(Insulin－like growthfactor，IGF)结合域，位于蛋白的N末端区；②与血管性血友病(Von willebrand，vWF)因子c型重复区高度相似，可能与CTGF的聚集作用及与其他蛋白形成复合物有关；③凝血酶敏感素(thrombospondin，TSP)Ⅰ型结构域，可促进CTGF与可溶性大分子或基质大分子结合，特别是结合葡萄糖硫酸盐。此结构域具有独立的生物活性，在CTGF蛋白水解释放出此结构域后仍可发挥生物作用；④c末端结构域，可能与细胞表面受体有关。启动子序列中，174－167位有Smad结合元件，150－144位有TGF－β反应元件(TGF－βRE)，并TEF和Spl结合区域。其3’端非编码区包含3个ATTTA位点，属于负性调控元件，可在翻译水平抑制CTGF基因转录后的表达。体外和体内还检测到具有活性的小分子可溶性CTGF(10，12，16，18，19，20，24kD)，是38kD的CTGF经蛋白酶水解成的CTGF的中间产物。
1．3 CTGF的受体：目前尚未发现CTGF的特异性受体，但是研究发现CTGF通过结合到细胞表面整合素而起作用，如结合到整合素a v β 3促进内皮细胞血管化，分别通过整合素a 6 β Ⅰ、a Ⅱ β 3、a v β 3、a M β 2粘附到人包皮成纤维细胞、人血小板、内皮细胞和血单核细胞上，其中CTGF通过第四外显子编码的血小板反应蛋白基序直接结合到整合素a 6 β 1上。在CTGF介导的成纤维细胞增殖和趋化及软骨细胞增殖和迁移中，CTGF第三结构域基序c端存在肝素结合区，可结合细胞表面的硫肝蛋白糖，这对于CTGF活性是必需的。所以CTGF依赖整合素和硫肝蛋白多糖而起生理作用。另外，发现CTGF可以和一种多配基受体低密度脂蛋白受体相关蛋白/a－巨球蛋白受体(Lo w densitylipoprotein receptor related protein，LRP)作用，但不介导信号传递，而是将CTGF快速内化和在核内体降解。另有人认为LRP是CTGF的特异性受体，CTGF和细胞膜上的LRP结合后，由受体介导入胞浆，在胞浆内被蛋白激酶C(protein kinase c，PKC)磷酸化，然后转运至细胞核，影响基因转录。而且，在成纤维细胞胞浆内，只有在LRP经酪氨酸磷酸化后CTGF才发挥作用，应用LRP的抗体阻断LRP的磷酸化便可以阻断CTGF作用的发挥。
1．4 CTGF的功能及生物学作用：CTGF与靶细胞表面受体结合后，通过胞饮方式纳入内涵体，移位至胞质溶胶，由蛋白激酶C磷酸化，转运至胞核周围，通过激活蛋白激酶或直接影响细胞的转录而诱导相关基因表达和mRNAs的产生。根据靶细胞种类的不同，CTGF可介导不同的生物活性。CTGF的主要作用：①促进细胞有丝分裂和成纤维细胞增殖，合成胶原；②促进细胞外基质沉积；③介导细胞粘附和趋化作用；④诱导细胞凋亡；⑤促进血管形成。
2 CTGF与瘢痕纤维化
2．1 CTGF在瘢痕组织中的表达特点：皮肤成纤维细胞具有较强的CTGF表达潜能，CTGF被证明是TGFβ/smads信号传递途径的下游介质。胚胎鼠成纤维细胞与成年鼠成纤维细胞相比，CTGF表达量低，但在用TGF－β1或TGF－β3刺激后，CTGF的表达显著增加，且胚胎鼠成纤维细胞增加更明显。同样，人类皮肤正常情况下不表达CTGF，但在用TGF－β刺激后，CTGF的表达明显上调，如用TGF－β1刺激后增生性瘢痕和瘢痕疙瘩成纤维细胞CTGF表达增加150倍，用TGF－β2或TGF－βs刺激后增加100倍，TGF－β1对增生性瘢痕和瘢痕疙瘩成纤维细胞表达CTGF的刺激作用最强。
在病理性瘢痕组织中CTGF呈现特征性的高表达，表达程度与瘢痕增生程度呈成正相关。Igarashi等发现瘢痕疙瘩组织中有广泛分布的CTGF mRNA，尤其在瘢痕外周扩展区域。而普通瘢痕纤维化组织中只有部分成纤维细胞显示出CTGFmRNA信号，有些纤维化区域甚至没有CTGF mRNA的表达。国内学者研究发现瘢痕疙瘩、增生性瘢痕中都存在强阳性的CTGF蛋白及基因表达水平，以瘢痕疙瘩组织为甚，而正常皮肤中的表达极低。增生性瘢痕的增生、减退和成熟期CTGF的表达由强向弱变化。这些结果表明CTGF的表达程度与各组织纤维化程度相符合。
在瘢痕纤维化过程中，多种理化因素和信号途径参与对CTGF表达的调节。如高糖环境、地塞米松、5－羟色胺、TGF－β、血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ，AngⅡ)等。目前已发现正向调节的Smads、Ras/MEk/ERK途径和负向调节的JNK－MAPK、cAMP/PKA途径参与对CTGF表达的调节。
2．2 CTGF相关的防瘢痕纤维化策略：目前已明确CTGF作为TGF－β下游反应元件，在瘢痕纤维化的发生和发展中起重要的作用。由于TGF－β的生物学多效性，除能诱导细胞增牛和促进组织纤维化外，尚有抗炎和抗细胞分化等功能，阻抑TGF－β的表达可能引起重大的安全问题。而CTGF作用相对单一，仅介导TGF－β的部分生物学效应，主要是在刺激细胞增生和细胞外基质(Extracellularmatrix，ECM)合成。因此，CTGF有望取代TGF－β成为治疗瘢痕纤维的理想且安全的分子靶点。
体外实验中用CTGF的反义基因和中和抗体都能抑制TGF－β所诱导的CTGF的表达和ECM的合成。体内实验有证明用CTGF的反义核酸可抑制体内假体周围包膜的形成。此外，使cAMP升高的药物也能够有效阻滞TGF－β对CTGF的诱导，如腺苷环化酶激活剂环磷酰胺、前列腺素E2(Prostaglandin E2，PGE2)、伊洛前列素(Iloprost)等药物均显示了在纤维化疾患中通过升高细胞外cAMP水平来抑制CTGF基因的表达。另外，他汀类药物(statins)能够通过干扰RhoA蛋白的异戊二烯化来直接影响CTGF的表达。
虽然在瘢痕纤维化过程中，针对CTGF为靶点的治疗目前尚未有报道，但随着CTGF生物活性受体及信号转导的分子机制进一步阐明，将为靶向CTGF系统的抗瘢痕纤维化治疗提供理论依据。
1 CTGF的概述
1．1 CTGF的来源：1991年，Bradham等用亲和色谱法在人脐静脉内皮细胞的条件培养基中发现人CTGF，此后在其他种属动物如猪、牛、蛙等体内也发现了CTGF，并显示出高度的种属间同源性。在人类，CTGF广泛存在于肾、肺、胰腺、动脉、肝、心和脑等多种组织器官中，成纤维细胞、内皮细胞、软骨细胞、平滑肌细胞及某些癌细胞均可表达CTGF。CTGF蛋白是一种富含半胱氨酸的分泌性多肽，属于即刻早期基因家族(CNN家族)。该家族目前包括CTGF、cyr61(cysteine rich 61)、nov(nephroblastomaoverxpressed gene)、wispl/elml(expressed lowin metastasis 1)、CTGFL(CTGF like)/wisp 2和wisp 3等7种细胞因子，均已被提取、克隆和测序，其氨基酸序列具有高度的同源性，但功能却有显著差异。
1．2 CTGF的结构：人CTGF是一种富含半胱氨酸的长度为349个氨基酸的分泌型多肽，其分子量为36kD(非还原型)－38kD(还原型)，其基因定位于染色体6q23.1，其全长序列包括5个外显子和4个内含子。初级氨基酸序列分析显示5个外显子编码1个信号肽及4个不同的功能结构域。CTGF基因的第一个外显子编码一段37个氨基酸的信号肽，便于CTGF从内质网转运到高尔基体。四个结构域分别为：①胰岛素样生长因子(Insulin－like growthfactor，IGF)结合域，位于蛋白的N末端区；②与血管性血友病(Von willebrand，vWF)因子c型重复区高度相似，可能与CTGF的聚集作用及与其他蛋白形成复合物有关；③凝血酶敏感素(thrombospondin，TSP)Ⅰ型结构域，可促进CTGF与可溶性大分子或基质大分子结合，特别是结合葡萄糖硫酸盐。此结构域具有独立的生物活性，在CTGF蛋白水解释放出此结构域后仍可发挥生物作用；④c末端结构域，可能与细胞表面受体有关。启动子序列中，174－167位有Smad结合元件，150－144位有TGF－β反应元件(TGF－βRE)，并TEF和Spl结合区域。其3’端非编码区包含3个ATTTA位点，属于负性调控元件，可在翻译水平抑制CTGF基因转录后的表达。体外和体内还检测到具有活性的小分子可溶性CTGF(10，12，16，18，19，20，24kD)，是38kD的CTGF经蛋白酶水解成的CTGF的中间产物。
1．3 CTGF的受体：目前尚未发现CTGF的特异性受体，但是研究发现CTGF通过结合到细胞表面整合素而起作用，如结合到整合素a v β 3促进内皮细胞血管化，分别通过整合素a 6 β Ⅰ、a Ⅱ β 3、a v β 3、a M β 2粘附到人包皮成纤维细胞、人血小板、内皮细胞和血单核细胞上，其中CTGF通过第四外显子编码的血小板反应蛋白基序直接结合到整合素a 6 β 1上。在CTGF介导的成纤维细胞增殖和趋化及软骨细胞增殖和迁移中，CTGF第三结构域基序c端存在肝素结合区，可结合细胞表面的硫肝蛋白糖，这对于CTGF活性是必需的。所以CTGF依赖整合素和硫肝蛋白多糖而起生理作用。另外，发现CTGF可以和一种多配基受体低密度脂蛋白受体相关蛋白/a－巨球蛋白受体(Lo w densitylipoprotein receptor related protein，LRP)作用，但不介导信号传递，而是将CTGF快速内化和在核内体降解。另有人认为LRP是CTGF的特异性受体，CTGF和细胞膜上的LRP结合后，由受体介导入胞浆，在胞浆内被蛋白激酶C(protein kinase c，PKC)磷酸化，然后转运至细胞核，影响基因转录。而且，在成纤维细胞胞浆内，只有在LRP经酪氨酸磷酸化后CTGF才发挥作用，应用LRP的抗体阻断LRP的磷酸化便可以阻断CTGF作用的发挥。
1．4 CTGF的功能及生物学作用：CTGF与靶细胞表面受体结合后，通过胞饮方式纳入内涵体，移位至胞质溶胶，由蛋白激酶C磷酸化，转运至胞核周围，通过激活蛋白激酶或直接影响细胞的转录而诱导相关基因表达和mRNAs的产生。根据靶细胞种类的不同，CTGF可介导不同的生物活性。CTGF的主要作用：①促进细胞有丝分裂和成纤维细胞增殖，合成胶原；②促进细胞外基质沉积；③介导细胞粘附和趋化作用；④诱导细胞凋亡；⑤促进血管形成。
2 CTGF与瘢痕纤维化
2．1 CTGF在瘢痕组织中的表达特点：皮肤成纤维细胞具有较强的CTGF表达潜能，CTGF被证明是TGFβ/smads信号传递途径的下游介质。胚胎鼠成纤维细胞与成年鼠成纤维细胞相比，CTGF表达量低，但在用TGF－β1或TGF－β3刺激后，CTGF的表达显著增加，且胚胎鼠成纤维细胞增加更明显。同样，人类皮肤正常情况下不表达CTGF，但在用TGF－β刺激后，CTGF的表达明显上调，如用TGF－β1刺激后增生性瘢痕和瘢痕疙瘩成纤维细胞CTGF表达增加150倍，用TGF－β2或TGF－βs刺激后增加100倍，TGF－β1对增生性瘢痕和瘢痕疙瘩成纤维细胞表达CTGF的刺激作用最强。
在病理性瘢痕组织中CTGF呈现特征性的高表达，表达程度与瘢痕增生程度呈成正相关。Igarashi等发现瘢痕疙瘩组织中有广泛分布的CTGF mRNA，尤其在瘢痕外周扩展区域。而普通瘢痕纤维化组织中只有部分成纤维细胞显示出CTGFmRNA信号，有些纤维化区域甚至没有CTGF mRNA的表达。国内学者研究发现瘢痕疙瘩、增生性瘢痕中都存在强阳性的CTGF蛋白及基因表达水平，以瘢痕疙瘩组织为甚，而正常皮肤中的表达极低。增生性瘢痕的增生、减退和成熟期CTGF的表达由强向弱变化。这些结果表明CTGF的表达程度与各组织纤维化程度相符合。
在瘢痕纤维化过程中，多种理化因素和信号途径参与对CTGF表达的调节。如高糖环境、地塞米松、5－羟色胺、TGF－β、血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ，AngⅡ)等。目前已发现正向调节的Smads、Ras/MEk/ERK途径和负向调节的JNK－MAPK、cAMP/PKA途径参与对CTGF表达的调节。
2．2 CTGF相关的防瘢痕纤维化策略：目前已明确CTGF作为TGF－β下游反应元件，在瘢痕纤维化的发生和发展中起重要的作用。由于TGF－β的生物学多效性，除能诱导细胞增牛和促进组织纤维化外，尚有抗炎和抗细胞分化等功能，阻抑TGF－β的表达可能引起重大的安全问题。而CTGF作用相对单一，仅介导TGF－β的部分生物学效应，主要是在刺激细胞增生和细胞外基质(Extracellularmatrix，ECM)合成。因此，CTGF有望取代TGF－β成为治疗瘢痕纤维的理想且安全的分子靶点。
体外实验中用CTGF的反义基因和中和抗体都能抑制TGF－β所诱导的CTGF的表达和ECM的合成。体内实验有证明用CTGF的反义核酸可抑制体内假体周围包膜的形成。此外，使cAMP升高的药物也能够有效阻滞TGF－β对CTGF的诱导，如腺苷环化酶激活剂环磷酰胺、前列腺素E2(Prostaglandin E2，PGE2)、伊洛前列素(Iloprost)等药物均显示了在纤维化疾患中通过升高细胞外cAMP水平来抑制CTGF基因的表达。另外，他汀类药物(statins)能够通过干扰RhoA蛋白的异戊二烯化来直接影响CTGF的表达。
虽然在瘢痕纤维化过程中，针对CTGF为靶点的治疗目前尚未有报道，但随着CTGF生物活性受体及信号转导的分子机制进一步阐明，将为靶向CTGF系统的抗瘢痕纤维化治疗提供理论依据。