TGF-β1/Smad信號通路在組織纖維化中的研究進展
發(fā)布時間:2020-12-17 08:50
轉化生長因子β1(TGF-β1)是驅動組織纖維化的重要因素,可直接激活Smad信號轉導,從而觸發(fā)促纖維化基因的過表達。研究表明,TGF-β1/Smad通路的失調是組織纖維化的重要致病機制。Smad2和Smad3是促進TGF-β1介導的組織纖維化的2個主要下游調節(jié)因子,而Smad7作為TGF-β1/Smad通路的負反饋調節(jié)因子,阻斷了TGF-β1介導的纖維化。此外,近年報道微小RNA(miRNA)可調節(jié)TGF-β1/Smad信號通路,從而影響組織纖維化進程。本文對TGF-β1/Smad信號通路在腎、肝、肺、心肌纖維化中的作用,以及miRNA對TGF-β1/Smad信號通路的調控進行綜述。
【文章來源】:國際藥學研究雜志. 2019年10期 北大核心
【文章頁數】:7 頁
【部分圖文】:
MicroRNA在TGF-β/Smad信號通路介導的肺纖維化中的作用[39]
心肌纖維化由多條信號通路介導,主要有TGF-β1/Smad信號通路、RhoA與RhoA相關蛋白激酶(ROCK)信號通路、Wnt通路、Integrin通路、MAPK通路、Hippo信號通路等[47],其中研究最多、最深入也最重要的是TGF-β1/Smad信號通路。TGF-β1通過TGF-β1/Smad信號通路調控心肌成纖維細胞轉化成為肌成纖維細胞,使其產生大量的ECM,并抑制MMP的升高。研究發(fā)現(xiàn),TGF-β1通過Smad依賴性和Smad非依賴性途徑誘導心肌纖維化(圖3)[19]。除參與經典的Smad信號傳導途徑外,TGF-β1還參與Smad非經典途徑,涉及MAPK家族的一些成員。TGF-β1刺激3種MAPK途徑,即細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)途徑,c-Jun N端激酶(JNK)途徑和p38途徑[48]?傊募±w維化中TGF-β1/Smad3和p38MAPK途徑的顯著活化可導致心肌成纖維細胞增殖和Ⅰ型膠原蛋白表達的顯著上調[19]。研究發(fā)現(xiàn),多種miRNA與心肌纖維化有關,其中miR-21影響ERK途徑來調節(jié)成纖維細胞的存活并促進纖維化;miR-29直接調節(jié)ECM的合成;miR-30和miR-133a作用于結締組織生長因子;miR-10b,miR-192和miR-200a在TGF-β1/Smad通路激活引起的EMT中起作用[49]。但miR-193在纖維化中的作用尚不清楚。
TGF-β1是肝中最重要的致纖維化細胞因子,來源于旁分泌和自分泌[43]。TGF-β1幾乎參與肝疾病進展的幾乎所有階段,是肝病發(fā)展中的中樞調節(jié)劑。正常情況下,肝實質細胞和內皮細胞中TGF-β1表達很少,當肝纖維化時肝實質細胞、激活的HSC以及肝內其他細胞生成大量TGF-β1,使HSC活化,刺激膠原基因的轉錄[44],產生大量的ECM,同時減少MMP(如MMP-2、-9、-13)的表達,增加MMP抑制劑TIMP-1的表達,破壞ECM的產生和降解之間的動態(tài)平衡。TGF-β1/Smad信號通路激活抑制了肝實質細胞的前體細胞(肝卵圓細胞、干細胞)的生長,從而抑制肝實質細胞的再生,加重纖維化[44];同時該信號通路的激活還可產生大量結締組織生長因子,從而使HSC活化、增殖,產生更多的ECM,導致肝纖維化。Smad7作為TGF-β1/Smad信號通路的內源性抑制因子,當急性肝損傷時,可被TGF-β1快速誘導表達,與TGFβ-RⅠ結合阻止Smad2和Smad3的磷酸化,或者募集E3泛素化連接酶使Smad2和TGFβ-RⅠ發(fā)生泛素化降解,從而阻斷TGF-β1的信號轉導,避免產生大量ECM,而當HSC轉分化為肌成纖維細胞后,TGF-β1誘導Smad7表達的能力下降,Smad2和Smad3被磷酸化,信號通路激活,分泌大量的ECM,導致肝纖維化。研究發(fā)現(xiàn),膽管上皮細胞(Bile duct epithelial cells,BDEC)表達的整合素αVβ6可活化TGF-β1,激活TGF-β1/Smad信號通路,而激活的TGF-β1/Smad又可增加整合素αVβ6的表達,形成惡性循環(huán),參與肝纖維化[45]。TGF-β1除激活Smad信號通路外,還可激活ERK信號通路,促進HSC生長、分化和遷移,抑制HSC中的ERK1信號轉導可抑制肝實質和間充質細胞向活化成纖維細胞的轉化,從而減輕肝纖維化。其中miR-21可通過與SPRY2的3′-UTR結合而增強ERK1信號轉導的活性,促進HSC活化。miR-21過表達可降低SPRY2和Smad7的表達,從而減輕它們對ERK和TGF-β1/Smads通路的抑制作用,引起兩條信號通路的激活,促進HSC活化,最終導致肝纖維化[46](圖2)。2.4 TGF-β1/Smad信號通路與心肌纖維化
【參考文獻】:
期刊論文
[1]心肌纖維化相關信號通路的研究進展[J]. 崔潔,于遠望. 中華老年心腦血管病雜志. 2018(08)
[2]SnoN在肺纖維化TGF-β1/Smad通路中的作用[J]. 張秀莉,李萬成. 生命的化學. 2018(02)
[3]TGF-β1/Smad信號通路在肝纖維化中的研究進展[J]. 顏小明,張立婷,李敏,駱菁怡,肖萍. 現(xiàn)代生物醫(yī)學進展. 2016(09)
[4]TGF-β1/smads信號轉導通路在IPF病程中的作用初探[J]. 袁佺,龐立健,臧凝子,劉創(chuàng),滑震,呂曉東. 遼寧中醫(yī)藥大學學報. 2014(08)
[5]Cellular and molecular mechanisms in the pathogenesis of liver fibrosis:An update[J]. Gülsüm ?zlem Elpek. World Journal of Gastroenterology. 2014(23)
本文編號:2921756
【文章來源】:國際藥學研究雜志. 2019年10期 北大核心
【文章頁數】:7 頁
【部分圖文】:
MicroRNA在TGF-β/Smad信號通路介導的肺纖維化中的作用[39]
心肌纖維化由多條信號通路介導,主要有TGF-β1/Smad信號通路、RhoA與RhoA相關蛋白激酶(ROCK)信號通路、Wnt通路、Integrin通路、MAPK通路、Hippo信號通路等[47],其中研究最多、最深入也最重要的是TGF-β1/Smad信號通路。TGF-β1通過TGF-β1/Smad信號通路調控心肌成纖維細胞轉化成為肌成纖維細胞,使其產生大量的ECM,并抑制MMP的升高。研究發(fā)現(xiàn),TGF-β1通過Smad依賴性和Smad非依賴性途徑誘導心肌纖維化(圖3)[19]。除參與經典的Smad信號傳導途徑外,TGF-β1還參與Smad非經典途徑,涉及MAPK家族的一些成員。TGF-β1刺激3種MAPK途徑,即細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)途徑,c-Jun N端激酶(JNK)途徑和p38途徑[48]?傊募±w維化中TGF-β1/Smad3和p38MAPK途徑的顯著活化可導致心肌成纖維細胞增殖和Ⅰ型膠原蛋白表達的顯著上調[19]。研究發(fā)現(xiàn),多種miRNA與心肌纖維化有關,其中miR-21影響ERK途徑來調節(jié)成纖維細胞的存活并促進纖維化;miR-29直接調節(jié)ECM的合成;miR-30和miR-133a作用于結締組織生長因子;miR-10b,miR-192和miR-200a在TGF-β1/Smad通路激活引起的EMT中起作用[49]。但miR-193在纖維化中的作用尚不清楚。
TGF-β1是肝中最重要的致纖維化細胞因子,來源于旁分泌和自分泌[43]。TGF-β1幾乎參與肝疾病進展的幾乎所有階段,是肝病發(fā)展中的中樞調節(jié)劑。正常情況下,肝實質細胞和內皮細胞中TGF-β1表達很少,當肝纖維化時肝實質細胞、激活的HSC以及肝內其他細胞生成大量TGF-β1,使HSC活化,刺激膠原基因的轉錄[44],產生大量的ECM,同時減少MMP(如MMP-2、-9、-13)的表達,增加MMP抑制劑TIMP-1的表達,破壞ECM的產生和降解之間的動態(tài)平衡。TGF-β1/Smad信號通路激活抑制了肝實質細胞的前體細胞(肝卵圓細胞、干細胞)的生長,從而抑制肝實質細胞的再生,加重纖維化[44];同時該信號通路的激活還可產生大量結締組織生長因子,從而使HSC活化、增殖,產生更多的ECM,導致肝纖維化。Smad7作為TGF-β1/Smad信號通路的內源性抑制因子,當急性肝損傷時,可被TGF-β1快速誘導表達,與TGFβ-RⅠ結合阻止Smad2和Smad3的磷酸化,或者募集E3泛素化連接酶使Smad2和TGFβ-RⅠ發(fā)生泛素化降解,從而阻斷TGF-β1的信號轉導,避免產生大量ECM,而當HSC轉分化為肌成纖維細胞后,TGF-β1誘導Smad7表達的能力下降,Smad2和Smad3被磷酸化,信號通路激活,分泌大量的ECM,導致肝纖維化。研究發(fā)現(xiàn),膽管上皮細胞(Bile duct epithelial cells,BDEC)表達的整合素αVβ6可活化TGF-β1,激活TGF-β1/Smad信號通路,而激活的TGF-β1/Smad又可增加整合素αVβ6的表達,形成惡性循環(huán),參與肝纖維化[45]。TGF-β1除激活Smad信號通路外,還可激活ERK信號通路,促進HSC生長、分化和遷移,抑制HSC中的ERK1信號轉導可抑制肝實質和間充質細胞向活化成纖維細胞的轉化,從而減輕肝纖維化。其中miR-21可通過與SPRY2的3′-UTR結合而增強ERK1信號轉導的活性,促進HSC活化。miR-21過表達可降低SPRY2和Smad7的表達,從而減輕它們對ERK和TGF-β1/Smads通路的抑制作用,引起兩條信號通路的激活,促進HSC活化,最終導致肝纖維化[46](圖2)。2.4 TGF-β1/Smad信號通路與心肌纖維化
【參考文獻】:
期刊論文
[1]心肌纖維化相關信號通路的研究進展[J]. 崔潔,于遠望. 中華老年心腦血管病雜志. 2018(08)
[2]SnoN在肺纖維化TGF-β1/Smad通路中的作用[J]. 張秀莉,李萬成. 生命的化學. 2018(02)
[3]TGF-β1/Smad信號通路在肝纖維化中的研究進展[J]. 顏小明,張立婷,李敏,駱菁怡,肖萍. 現(xiàn)代生物醫(yī)學進展. 2016(09)
[4]TGF-β1/smads信號轉導通路在IPF病程中的作用初探[J]. 袁佺,龐立健,臧凝子,劉創(chuàng),滑震,呂曉東. 遼寧中醫(yī)藥大學學報. 2014(08)
[5]Cellular and molecular mechanisms in the pathogenesis of liver fibrosis:An update[J]. Gülsüm ?zlem Elpek. World Journal of Gastroenterology. 2014(23)
本文編號:2921756
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