結締組織生長因子與病理性瘢痕

病理性瘢痕是以成纖維細胞為主的細胞成分過度增殖和以膠原為主的細胞外基質過度沉積的皮膚纖維化疾病。近年來，越來越多的研究發現病理性瘢痕的纖維化過程與多種生長因子有關。目前普遍認為轉化牛長因子β₁(Transforming GrowthFactor，TGF－₁)是促進纖維化發展的最重要的生長因子之一，在隨后的研究中，發現在多種纖維化疾病中結締組織生長因子(connective tissuegrowth factor，CTGF)與TGF－₁的表達同步增高，并證實CTGF是TGF－₁的下游效應因子，在多種纖維化疾病中，CTGF起到促進成纖維細胞增殖，細胞外基質沉積的作用。近來，越來越多的研究發現CTGF在病理性瘢痕組織異常高表達，在瘢痕的發生和發展過程中起關鍵作用。本文將CTGF的研究現狀及其在瘢痕纖維化中的病理生理作用綜述如下。

1 CTGF的概述

1．1 CTGF的來源：1991年，Bradham等用親和色譜法在人臍靜脈內皮細胞的條件培養基中發現人CTGF，此后在其他種屬動物如豬、牛、蛙等體內也發現了CTGF，并顯示出高度的種屬間同源性。在人類，CTGF廣泛存在于腎、肺、胰腺、動脈、肝、心和腦等多種組織器官中，成纖維細胞、內皮細胞、軟骨細胞、平滑肌細胞及某些癌細胞均可表達CTGF。CTGF蛋白是一種富含半胱氨酸的分泌性多肽，屬于即刻早期基因家族(CNN家族)。該家族目前包括CTGF、cyr61(cysteine rich 61)、nov(nephroblastomaoverxpressed gene)、wispl/elml(expressed lowin metastasis 1)、CTGFL(CTGF like)/wisp 2和wisp 3等7種細胞因子，均已被提取、克隆和測序，其氨基酸序列具有高度的同源性，但功能卻有顯著差異。

1．2 CTGF的結構：人CTGF是一種富含半胱氨酸的長度為349個氨基酸的分泌型多肽，其分子量為36kD(非還原型)－38kD(還原型)，其基因定位于染色體6q23.1，其全長序列包括5個外顯子和4個內含子。初級氨基酸序列分析顯示5個外顯子編碼1個信號肽及4個不同的功能結構域。CTGF基因的第一個外顯子編碼一段37個氨基酸的信號肽，便于CTGF從內質網轉運到高爾基體。四個結構域分別為：①胰島素樣生長因子(Insulin－like growthfactor，IGF)結合域，位于蛋白的N末端區；②與血管性血友病(Von willebrand，vWF)因子c型重復區高度相似，可能與CTGF的聚集作用及與其他蛋白形成復合物有關；③凝血酶敏感素(thrombospondin，TSP)Ⅰ型結構域，可促進CTGF與可溶性大分子或基質大分子結合，特別是結合葡萄糖硫酸鹽。此結構域具有獨立的生物活性，在CTGF蛋白水解釋放出此結構域后仍可發揮生物作用；④c末端結構域，可能與細胞表面受體有關。啟動子序列中，174－167位有Smad結合元件，150－144位有TGF－β反應元件(TGF－βRE)，并TEF和Spl結合區域。其3’端非編碼區包含3個ATTTA位點，屬于負性調控元件，可在翻譯水平抑制CTGF基因轉錄后的表達。體外和體內還檢測到具有活性的小分子可溶性CTGF(10，12，16，18，19，20，24kD)，是38kD的CTGF經蛋白酶水解成的CTGF的中間產物。

1．3 CTGF的受體：目前尚未發現CTGF的特異性受體，但是研究發現CTGF通過結合到細胞表面整合素而起作用，如結合到整合素a v β 3促進內皮細胞血管化，分別通過整合素a 6 β Ⅰ、a Ⅱ β 3、a v β 3、a M β 2粘附到人包皮成纖維細胞、人血小板、內皮細胞和血單核細胞上，其中CTGF通過第四外顯子編碼的血小板反應蛋白基序直接結合到整合素a 6 β 1上。在CTGF介導的成纖維細胞增殖和趨化及軟骨細胞增殖和遷移中，CTGF第三結構域基序c端存在肝素結合區，可結合細胞表面的硫肝蛋白糖，這對于CTGF活性是必需的。所以CTGF依賴整合素和硫肝蛋白多糖而起生理作用。另外，發現CTGF可以和一種多配基受體低密度脂蛋白受體相關蛋白/a－巨球蛋白受體(Lo w densitylipoprotein receptor related protein，LRP)作用，但不介導信號傳遞，而是將CTGF快速內化和在核內體降解。另有人認為LRP是CTGF的特異性受體，CTGF和細胞膜上的LRP結合后，由受體介導入胞漿，在胞漿內被蛋白激酶C(protein kinase c，PKC)磷酸化，然后轉運至細胞核，影響基因轉錄。而且，在成纖維細胞胞漿內，只有在LRP經酪氨酸磷酸化后CTGF才發揮作用，應用LRP的抗體阻斷LRP的磷酸化便可以阻斷CTGF作用的發揮。

1．4 CTGF的功能及生物學作用：CTGF與靶細胞表面受體結合后，通過胞飲方式納入內涵體，移位至胞質溶膠，由蛋白激酶C磷酸化，轉運至胞核周圍，通過激活蛋白激酶或直接影響細胞的轉錄而誘導相關基因表達和mRNAs的產生。根據靶細胞種類的不同，CTGF可介導不同的生物活性。CTGF的主要作用：①促進細胞有絲分裂和成纖維細胞增殖，合成膠原；②促進細胞外基質沉積；③介導細胞粘附和趨化作用；④誘導細胞凋亡；⑤促進血管形成。

2 CTGF與瘢痕纖維化

2．1 CTGF在瘢痕組織中的表達特點：皮膚成纖維細胞具有較強的CTGF表達潛能，CTGF被證明是TGFβ/smads信號傳遞途徑的下游介質。胚胎鼠成纖維細胞與成年鼠成纖維細胞相比，CTGF表達量低，但在用TGF－β₁或TGF－β₃刺激后，CTGF的表達顯著增加，且胚胎鼠成纖維細胞增加更明顯。同樣，人類皮膚正常情況下不表達CTGF，但在用TGF－β刺激后，CTGF的表達明顯上調，如用TGF－β₁刺激后增生性瘢痕和瘢痕疙瘩成纖維細胞CTGF表達增加150倍，用TGF－β₂或TGF－β_s刺激后增加100倍，TGF－β₁對增生性瘢痕和瘢痕疙瘩成纖維細胞表達CTGF的刺激作用最強。

在病理性瘢痕組織中CTGF呈現特征性的高表達，表達程度與瘢痕增生程度呈成正相關。Igarashi等發現瘢痕疙瘩組織中有廣泛分布的CTGF mRNA，尤其在瘢痕外周擴展區域。而普通瘢痕纖維化組織中只有部分成纖維細胞顯示出CTGFmRNA信號，有些纖維化區域甚至沒有CTGF mRNA的表達。國內學者研究發現瘢痕疙瘩、增生性瘢痕中都存在強陽性的CTGF蛋白及基因表達水平，以瘢痕疙瘩組織為甚，而正常皮膚中的表達極低。增生性瘢痕的增生、減退和成熟期CTGF的表達由強向弱變化。這些結果表明CTGF的表達程度與各組織纖維化程度相符合。

在瘢痕纖維化過程中，多種理化因素和信號途徑參與對CTGF表達的調節。如高糖環境、地塞米松、5－羥色胺、TGF－β、血管緊張素Ⅱ(AngiotensinⅡ，AngⅡ)等。目前已發現正向調節的Smads、Ras/MEk/ERK途徑和負向調節的JNK－MAPK、cAMP/PKA途徑參與對CTGF表達的調節。

2．2 CTGF相關的防瘢痕纖維化策略：目前已明確CTGF作為TGF－β下游反應元件，在瘢痕纖維化的發生和發展中起重要的作用。由于TGF－β的生物學多效性，除能誘導細胞增牛和促進組織纖維化外，尚有抗炎和抗細胞分化等功能，阻抑TGF－β的表達可能引起重大的安全問題。而CTGF作用相對單一，僅介導TGF－β的部分生物學效應，主要是在刺激細胞增生和細胞外基質(Extracellularmatrix，ECM)合成。因此，CTGF有望取代TGF－β成為治療瘢痕纖維的理想且安全的分子靶點。

體外實驗中用CTGF的反義基因和中和抗體都能抑制TGF－β所誘導的CTGF的表達和ECM的合成。體內實驗有證明用CTGF的反義核酸可抑制體內假體周圍包膜的形成。此外，使cAMP升高的藥物也能夠有效阻滯TGF－β對CTGF的誘導，如腺苷環化酶激活劑環磷酰胺、前列腺素E2(Prostaglandin E2，PGE2)、伊洛前列素(Iloprost)等藥物均顯示了在纖維化疾患中通過升高細胞外cAMP水平來抑制CTGF基因的表達。另外，他汀類藥物(statins)能夠通過干擾RhoA蛋白的異戊二烯化來直接影響CTGF的表達。

雖然在瘢痕纖維化過程中，針對CTGF為靶點的治療目前尚未有報道，但隨著CTGF生物活性受體及信號轉導的分子機制進一步闡明，將為靶向CTGF系統的抗瘢痕纖維化治療提供理論依據。