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肝纤维化发生是由于各种原因导致的肝脏慢性炎症迁延不愈的结果。生长因子、蛋白酶类、血管生成因子等各种促肝纤维化发生的因子持续性无序分泌,导致细胞外基质堆积,肝脏反复破坏、重建,最终导致了肝纤维化/肝硬化、甚至肝癌的发生。肝星状细胞在肝纤维化发生过程中发挥了重要的作用,静息的肝星状细胞位于窦周间隙的Disse腔内,具有储脂、维持肝脏内维生素A内稳态、调节肝脏血流的作用,一旦肝脏发生损伤,各种炎性因子的释放导致肝星状细胞活化成为具有分泌细胞外基质功能的肌成纤维样细胞,成为导致肝纤维化过程中最主要的细胞。HAb18G/CD147也叫Basigin、EMMPRIN(细胞外基质金属蛋白酶诱导因子),是一种分子量约为43-66kDa的跨膜糖蛋白,属于免疫超家族成员,其广泛表达于多种表皮起源的肿瘤及炎症组织中,研究发现HAb18G/CD147通过诱导癌周基质细胞和肿瘤细胞自身产生多种基质金属蛋白酶(包括MMP-1、MMP-2、MMP-9)降解细胞外基质,促进肿瘤细胞的浸润和转移。在我们前期的研究中发现HAb18G/CD147分子高表达于肝癌组织中,与肝癌的侵袭、转移及病人的预后相关。而在肝硬化组织中,也发现了HAb18G/CD147在窦周间隙中的细胞高表达,这提示HAb18G/CD147分子在肝纤维化肝硬化过程中扮演了一定的角色。鉴于目前现有的关于HAb18G/CD147分子与肝纤维化之间关系的研究还较少,肿瘤相关抗原HAb18G/CD147分子在肝纤维化过程中发挥了什么样的作用,其功能和机制还有待进一步明确。研究CD147分子在肝纤维中的作用,对早发现、早诊断和治疗肝纤维化乃至防止肝硬化进展肝癌发生具有重要的意义。本课题开展研究HAb18G/CD147在肝纤维化和肝硬化组织中的表达特点;研究该分子在肝星状细胞活化中的功能;利用以HAb18G/CD147为靶点的单克隆抗体HAb18治疗肝纤维化小鼠模型,观察是否有逆转肝纤维化的作用;探索HAb18G/CD147促进肝纤维化发展的信号通路及关键分子,为预防和治疗肝纤维化的发生发展提供理论依据。第一部分:HAb18G/CD147在活化肝星状细胞的表达。首先我们收集HBV相关的肝硬化组织、HBV慢性肝炎肝穿刺标本和肝血管瘤旁的肝组织标本,进行免疫组织化学染色,观察HAb18G/CD147和α-SMA分子的表达,同时收集临床资料进行Child-Pugh分级,然后进行统计学相关性分析。研究发现,在肝硬化组织中HAb18G/CD147分子阳性率高达95.6%,而在对照组HBV慢性肝炎患者肝穿刺标本和肝血管瘤旁的肝组织中分别为14.8%和6.4%,并且具有统计学差异(p<0.05);在HAb18G/CD147表达水平、α-SMA表达水平和Child-Pugh分级三因素中,两两之间相互存在正相关性(p<0.05)。在四氯化碳诱导的肝纤维化小鼠模型中,我们发现在8周的诱导及其后4周的自然恢复过程中,胶原水平随着诱导时间逐渐加重,而撤去四氯化碳诱导后胶原水平降低,同时HAb18G/CD147和α-SMA表达水平与胶原变化趋势相同。对人肝硬化组织和小鼠肝纤维化组织冰冻切片进行免疫荧光组织染色并进行激光扫描共聚焦显微镜观察发现,HAb18G/CD147与α-SMA存在共定位,表明HAb18G/CD147表达于活化的肝星状细胞。第二部分:HAb18G/CD147促进肝星状细胞的活化。用TGF-β1刺激人肝星状细胞LX-2,HAb18G/CD147与α-SMA的mRNA水平和蛋白水平表达都呈现出剂量依赖性。明胶酶谱实验发现,MMP-2酶活性随着TGF-β1浓度的增加和时间延长而增强。分离小鼠原代肝星状细胞,分别经细胞贴壁自活化及TGF-β1刺激活化后,HAb18G/CD147与α-SMA表达皆有明显上升。瞬时转染含HAb18G/CD147基因的pcDNA3.1-CD147质粒,real-time PCR检测发现HAb18G/CD147mRNA水平在转染后24h和48h分别上升了17.8倍和23.0倍,同时α-SMA、TIMP-1、TGF-β、α1()collagen、MMP-2、MMP-3、MMP-13的mRNA水平在48h都有明显上调。用针对HAb18G/CD147的siRNA干扰序列转染TGF-β1刺激后的LX-2细胞,当CD147的表达被抑制时,α-SMA和α1(I) collagen的表达也被抑制。稳定转染HAb18G/CD147分子的LX-2细胞较对照细胞的增殖速率显著性增加(p<0.05)。研究结果表明,CD147分子可以促进肝星状细胞的活化,并与肝纤维化的发生发展相关。第三部分:HAb18G/CD147通过上调转录因子SP1增强肝纤维化相关因子的上调表达。SP1是促进肝纤维发生发展过程中促进α1()collagen表达的重要转录因子,并且HAb18G/CD147基因的转录启动子上游存在SP1结合位点。我们发现TGF-β1刺激肝星状细胞LX-2,SP1呈现剂量依赖性上调表达,而过表达HAb18G/CD147则促进TGF-β1、SP1、α1(I)collagen的mRNA和蛋白质水平表达升高,这提示TGF-β1、SP1和HAb18G/CD147之间存在正反馈效应。同时CD147转染致使SP1上游信号分子ERK1/2的表达水平与磷酸化水平也升高,提示HAb18G/CD147经ERK1/2信号通路刺激SP1转录调节α1(I)collagen上升,从而增强肝纤维化的发展。第四部分:以HAb18G/CD147为靶点的HAb18抗体逆转肝纤维化。建立四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化模型,经过8周四氯化碳诱导后,将小鼠随机分为4组,分为高HAb18抗体组(200μg/小鼠)、低HAb18抗体组(40μg/小鼠)、汉坦病毒抗体组(200μg/小鼠)和生理盐水对照组。所有抗体和生理盐水均经尾静脉注射,给药3次,给药间隔时间为2天,在第3次注射后2天处死小鼠,取肝脏进行HE、免疫组织化学和天狼猩红染色。结果显示,在高抗体组和低抗体组中,HAb18抗体分布在肝脏窦周隙中。与生理盐水组和汉坦病毒抗体组相比,在低浓度抗体组和高浓度抗体治疗组中,HE染色显示肝脏钙化及受破坏程度减轻;天狼猩红染色半定量显示胶原积累水平降低,免疫组织化学显示α-SMA阳性细胞数减少;进一步real-time PCR检测显示,肝脏组织的α-SMA、TIMP-1和α1()collagen水平降低。TUNEL染色显示,HAb18抗体可诱导窦周间隙中的细胞发生凋亡。上述研究表明,HAb18抗体可以逆转肝纤维化的水平。