TGF-β1/Smad信號(hào)通路在組織纖維化中的研究進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間:2020-12-17 08:50
轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1)是驅(qū)動(dòng)組織纖維化的重要因素,可直接激活Smad信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),從而觸發(fā)促纖維化基因的過(guò)表達(dá)。研究表明,TGF-β1/Smad通路的失調(diào)是組織纖維化的重要致病機(jī)制。Smad2和Smad3是促進(jìn)TGF-β1介導(dǎo)的組織纖維化的2個(gè)主要下游調(diào)節(jié)因子,而Smad7作為T(mén)GF-β1/Smad通路的負(fù)反饋調(diào)節(jié)因子,阻斷了TGF-β1介導(dǎo)的纖維化。此外,近年報(bào)道微小RNA(miRNA)可調(diào)節(jié)TGF-β1/Smad信號(hào)通路,從而影響組織纖維化進(jìn)程。本文對(duì)TGF-β1/Smad信號(hào)通路在腎、肝、肺、心肌纖維化中的作用,以及miRNA對(duì)TGF-β1/Smad信號(hào)通路的調(diào)控進(jìn)行綜述。
【文章來(lái)源】:國(guó)際藥學(xué)研究雜志. 2019年10期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:7 頁(yè)
【部分圖文】:
MicroRNA在TGF-β/Smad信號(hào)通路介導(dǎo)的肺纖維化中的作用[39]
心肌纖維化由多條信號(hào)通路介導(dǎo),主要有TGF-β1/Smad信號(hào)通路、RhoA與RhoA相關(guān)蛋白激酶(ROCK)信號(hào)通路、Wnt通路、Integrin通路、MAPK通路、Hippo信號(hào)通路等[47],其中研究最多、最深入也最重要的是TGF-β1/Smad信號(hào)通路。TGF-β1通過(guò)TGF-β1/Smad信號(hào)通路調(diào)控心肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為肌成纖維細(xì)胞,使其產(chǎn)生大量的ECM,并抑制MMP的升高。研究發(fā)現(xiàn),TGF-β1通過(guò)Smad依賴性和Smad非依賴性途徑誘導(dǎo)心肌纖維化(圖3)[19]。除參與經(jīng)典的Smad信號(hào)傳導(dǎo)途徑外,TGF-β1還參與Smad非經(jīng)典途徑,涉及MAPK家族的一些成員。TGF-β1刺激3種MAPK途徑,即細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)途徑,c-Jun N端激酶(JNK)途徑和p38途徑[48]?傊,心肌纖維化中TGF-β1/Smad3和p38MAPK途徑的顯著活化可導(dǎo)致心肌成纖維細(xì)胞增殖和Ⅰ型膠原蛋白表達(dá)的顯著上調(diào)[19]。研究發(fā)現(xiàn),多種miRNA與心肌纖維化有關(guān),其中miR-21影響ERK途徑來(lái)調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的存活并促進(jìn)纖維化;miR-29直接調(diào)節(jié)ECM的合成;miR-30和miR-133a作用于結(jié)締組織生長(zhǎng)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(xì)胞因子,來(lái)源于旁分泌和自分泌[43]。TGF-β1幾乎參與肝疾病進(jìn)展的幾乎所有階段,是肝病發(fā)展中的中樞調(diào)節(jié)劑。正常情況下,肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中TGF-β1表達(dá)很少,當(dāng)肝纖維化時(shí)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、激活的HSC以及肝內(nèi)其他細(xì)胞生成大量TGF-β1,使HSC活化,刺激膠原基因的轉(zhuǎn)錄[44],產(chǎn)生大量的ECM,同時(shí)減少M(fèi)MP(如MMP-2、-9、-13)的表達(dá),增加MMP抑制劑TIMP-1的表達(dá),破壞ECM的產(chǎn)生和降解之間的動(dòng)態(tài)平衡。TGF-β1/Smad信號(hào)通路激活抑制了肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的前體細(xì)胞(肝卵圓細(xì)胞、干細(xì)胞)的生長(zhǎng),從而抑制肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的再生,加重纖維化[44];同時(shí)該信號(hào)通路的激活還可產(chǎn)生大量結(jié)締組織生長(zhǎng)因子,從而使HSC活化、增殖,產(chǎn)生更多的ECM,導(dǎo)致肝纖維化。Smad7作為T(mén)GF-β1/Smad信號(hào)通路的內(nèi)源性抑制因子,當(dāng)急性肝損傷時(shí),可被TGF-β1快速誘導(dǎo)表達(dá),與TGFβ-RⅠ結(jié)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),避免產(chǎn)生大量ECM,而當(dāng)HSC轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞后,TGF-β1誘導(dǎo)Smad7表達(dá)的能力下降,Smad2和Smad3被磷酸化,信號(hào)通路激活,分泌大量的ECM,導(dǎo)致肝纖維化。研究發(fā)現(xiàn),膽管上皮細(xì)胞(Bile duct epithelial cells,BDEC)表達(dá)的整合素αVβ6可活化TGF-β1,激活TGF-β1/Smad信號(hào)通路,而激活的TGF-β1/Smad又可增加整合素αVβ6的表達(dá),形成惡性循環(huán),參與肝纖維化[45]。TGF-β1除激活Smad信號(hào)通路外,還可激活ERK信號(hào)通路,促進(jìn)HSC生長(zhǎng)、分化和遷移,抑制HSC中的ERK1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可抑制肝實(shí)質(zhì)和間充質(zhì)細(xì)胞向活化成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,從而減輕肝纖維化。其中miR-21可通過(guò)與SPRY2的3′-UTR結(jié)合而增強(qiáng)ERK1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的活性,促進(jìn)HSC活化。miR-21過(guò)表達(dá)可降低SPRY2和Smad7的表達(dá),從而減輕它們對(duì)ERK和TGF-β1/Smads通路的抑制作用,引起兩條信號(hào)通路的激活,促進(jìn)HSC活化,最終導(dǎo)致肝纖維化[46](圖2)。2.4 TGF-β1/Smad信號(hào)通路與心肌纖維化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]心肌纖維化相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展[J]. 崔潔,于遠(yuǎn)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(wàn)成. 生命的化學(xué). 2018(02)
[3]TGF-β1/Smad信號(hào)通路在肝纖維化中的研究進(jìn)展[J]. 顏小明,張立婷,李敏,駱菁怡,肖萍. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[4]TGF-β1/smads信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(xué)學(xué)報(bào). 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(hào):2921756
【文章來(lái)源】:國(guó)際藥學(xué)研究雜志. 2019年10期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:7 頁(yè)
【部分圖文】:
MicroRNA在TGF-β/Smad信號(hào)通路介導(dǎo)的肺纖維化中的作用[39]
心肌纖維化由多條信號(hào)通路介導(dǎo),主要有TGF-β1/Smad信號(hào)通路、RhoA與RhoA相關(guān)蛋白激酶(ROCK)信號(hào)通路、Wnt通路、Integrin通路、MAPK通路、Hippo信號(hào)通路等[47],其中研究最多、最深入也最重要的是TGF-β1/Smad信號(hào)通路。TGF-β1通過(guò)TGF-β1/Smad信號(hào)通路調(diào)控心肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為肌成纖維細(xì)胞,使其產(chǎn)生大量的ECM,并抑制MMP的升高。研究發(fā)現(xiàn),TGF-β1通過(guò)Smad依賴性和Smad非依賴性途徑誘導(dǎo)心肌纖維化(圖3)[19]。除參與經(jīng)典的Smad信號(hào)傳導(dǎo)途徑外,TGF-β1還參與Smad非經(jīng)典途徑,涉及MAPK家族的一些成員。TGF-β1刺激3種MAPK途徑,即細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)途徑,c-Jun N端激酶(JNK)途徑和p38途徑[48]?傊,心肌纖維化中TGF-β1/Smad3和p38MAPK途徑的顯著活化可導(dǎo)致心肌成纖維細(xì)胞增殖和Ⅰ型膠原蛋白表達(dá)的顯著上調(diào)[19]。研究發(fā)現(xiàn),多種miRNA與心肌纖維化有關(guān),其中miR-21影響ERK途徑來(lái)調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的存活并促進(jìn)纖維化;miR-29直接調(diào)節(jié)ECM的合成;miR-30和miR-133a作用于結(jié)締組織生長(zhǎng)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(xì)胞因子,來(lái)源于旁分泌和自分泌[43]。TGF-β1幾乎參與肝疾病進(jìn)展的幾乎所有階段,是肝病發(fā)展中的中樞調(diào)節(jié)劑。正常情況下,肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中TGF-β1表達(dá)很少,當(dāng)肝纖維化時(shí)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、激活的HSC以及肝內(nèi)其他細(xì)胞生成大量TGF-β1,使HSC活化,刺激膠原基因的轉(zhuǎn)錄[44],產(chǎn)生大量的ECM,同時(shí)減少M(fèi)MP(如MMP-2、-9、-13)的表達(dá),增加MMP抑制劑TIMP-1的表達(dá),破壞ECM的產(chǎn)生和降解之間的動(dòng)態(tài)平衡。TGF-β1/Smad信號(hào)通路激活抑制了肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的前體細(xì)胞(肝卵圓細(xì)胞、干細(xì)胞)的生長(zhǎng),從而抑制肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的再生,加重纖維化[44];同時(shí)該信號(hào)通路的激活還可產(chǎn)生大量結(jié)締組織生長(zhǎng)因子,從而使HSC活化、增殖,產(chǎn)生更多的ECM,導(dǎo)致肝纖維化。Smad7作為T(mén)GF-β1/Smad信號(hào)通路的內(nèi)源性抑制因子,當(dāng)急性肝損傷時(shí),可被TGF-β1快速誘導(dǎo)表達(dá),與TGFβ-RⅠ結(jié)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),避免產(chǎn)生大量ECM,而當(dāng)HSC轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞后,TGF-β1誘導(dǎo)Smad7表達(dá)的能力下降,Smad2和Smad3被磷酸化,信號(hào)通路激活,分泌大量的ECM,導(dǎo)致肝纖維化。研究發(fā)現(xiàn),膽管上皮細(xì)胞(Bile duct epithelial cells,BDEC)表達(dá)的整合素αVβ6可活化TGF-β1,激活TGF-β1/Smad信號(hào)通路,而激活的TGF-β1/Smad又可增加整合素αVβ6的表達(dá),形成惡性循環(huán),參與肝纖維化[45]。TGF-β1除激活Smad信號(hào)通路外,還可激活ERK信號(hào)通路,促進(jìn)HSC生長(zhǎng)、分化和遷移,抑制HSC中的ERK1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可抑制肝實(shí)質(zhì)和間充質(zhì)細(xì)胞向活化成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,從而減輕肝纖維化。其中miR-21可通過(guò)與SPRY2的3′-UTR結(jié)合而增強(qiáng)ERK1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的活性,促進(jìn)HSC活化。miR-21過(guò)表達(dá)可降低SPRY2和Smad7的表達(dá),從而減輕它們對(duì)ERK和TGF-β1/Smads通路的抑制作用,引起兩條信號(hào)通路的激活,促進(jìn)HSC活化,最終導(dǎo)致肝纖維化[46](圖2)。2.4 TGF-β1/Smad信號(hào)通路與心肌纖維化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]心肌纖維化相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展[J]. 崔潔,于遠(yuǎn)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(wàn)成. 生命的化學(xué). 2018(02)
[3]TGF-β1/Smad信號(hào)通路在肝纖維化中的研究進(jìn)展[J]. 顏小明,張立婷,李敏,駱菁怡,肖萍. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[4]TGF-β1/smads信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(xué)學(xué)報(bào). 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(hào):2921756
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