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膽管上皮細胞的異質性研究進展
畢業論文【關鍵詞】 膽管
隨著分子生物學及免疫細胞化學的發展，通過免疫標記酶消化顯微分離技術對肝內獨立膽管單位的研究，從蛋白質、酶、受體等基因表達水平對膽管上皮細胞異質性有了較深入的認識，并從發育、結構、功能等方面揭示了膽管上皮細胞的異質性。
1 膽管上皮細胞生長發育的異質性
胚胎正常發育有著嚴格的特定時空程序，并受到多種因素的調控,其中基因調控起著關鍵的作用。臨床常見因肝內、外膽管發育異常而發生的各種膽道疾病，如膽總管囊腫、膽管板異常、肝內、外膽道閉鎖等。
1.1 肝內外膽管由不同部位發展而成
肝內膽管由肝憩室頭支發育而成，肝外膽管則由肝憩室的根部和尾支分化而來 。胚胎發育至第4周，肝憩室頭支上皮細胞迅速增殖，形成肝細胞板，胚胎第2個月，肝細胞之間形成膽小管，內胚層上皮細胞相繼形成肝內膽管上皮細胞。肝憩室的根部和尾支則在多種基因以及細胞因子共同參與調控下，上皮細胞遵循先過度增生而后退化吸收的發育規律，細胞依特定程序增生和凋亡，根部發育為膽總管，尾支發育為膽囊和膽囊管［1］。
1.2 肝內外膽管上皮細胞表達的特異性標志物
Hering管上皮細胞為小的未分化卵圓型細胞，直徑為10 μm左右，核大而細胞質少，核周包圍少量嗜堿性細胞質，Hering管上皮細胞同時表達膽管上皮和胚胎干細胞的分子標志，如AFP、HepPar1、Alb、GGT、OV?1、OV?6、BDS7、OC.2、OC.3及多種細胞角蛋白(CK8、CK18、CK19)等，因此被看成是兼性干細胞，上述標志物的表達在所有卵圓細胞中并非1致，表明了不同卵圓細胞的異質性［2］。最近在肝損傷?再生模型上進行的1系列研究發現，Hering管增殖的卵圓細胞可突破不完整的小管基底膜進入小葉肝實質，并在星狀細胞伴隨下分化為肝細胞，在其增殖和移行過程中，卵圓細胞及小管肝細胞在空間上與具有肌成纖維母細胞形態特征的肝星狀細胞聯系密切，后者提供這些細胞增殖所需的多種生長因子和細胞因子，如TGF?α、HGF、aFGF及TNF等［3］。體外實驗也證實培養的卵圓細胞經誘導可分化為肝細胞和膽管細胞，另外卵圓細胞還具有向非肝系(如腸)上皮細胞分化的潛能［4］。而肝外膽管上皮細胞為分化成熟細胞 ，細胞標志物為GGT、CK7、CK8、CK18、CK19、CK20、OV?1、OV?6、OC.2、scf/e?kit，其中CK19為其特異性標志物［5］。
1.3 肝內外膽管不同的調控基因
Sumazaki等［6］研究發現，Hes1基因(Hes1基因是負責細胞增殖分化的調節因子，通過調節與細胞周期相關的Noth信號途徑而參與調控胚胎發育過程)是維護肝外膽管上皮細胞發育所必須的，但不影響肝內膽管上皮細胞的發育。在妊娠12.5周或更早的時候，Hes1基因在肝外膽管上皮細胞高表達，但在肝內膽管上皮細胞消失。Hes1基因失功能的大鼠肝外膽管上皮細胞和膽總管發育成不連接的碎片狀，聚集的上皮細胞類似胰腺外分泌腺，隨后發育轉化為胰腺組織。這些異位的胰腺組織包含全部胰腺細胞類型：α、β、γ、pp等外分泌細胞表達淀粉酶和羧肽酶。同時，Hes1基因失功能的大鼠，肝內膽管上皮細胞從門靜脈周圍肝胚胎細胞分化起源，發育正常。Bcl?2基因、Mcl?1蛋白等在小膽管上皮細胞膜上高表達，調控其胚胎發育，而在大膽管上皮細胞膜上不表達。另外，Bcl?2基因和Mcl?1蛋白具有增強細胞存活，抑制細胞凋亡的功能。該實驗結果同時部分解釋了小膽管上皮細胞對損害有更好的抵抗力［7-8］。
2 膽管上皮細胞結構和功能的異質性
大、小膽管上皮細胞還存在結構、功能上的異質性。膽汁是清除脂溶性物質和各種藥物代謝產物等的主要途徑，膽管細胞在維護膽汁正常分泌、穩定膽汁理化性質方面發揮關鍵作用。膽管細胞是通過表達轉運子和通道以及第2信使和激素受體等特有結構實現上述功能的。臨床上各種利膽劑也是通過這些位點發揮作用的。以下轉運子以及受體小膽管上皮細胞不表達，只有大、中膽管上皮細胞才表達，相應只有大、中膽管上皮細胞才對作用于這些位點的牛磺膽酸、促胰液素等利膽劑和生長抑素、甲狀腺素等發生反應。
2.1 轉運子
2.1.1 Na?依賴膽酸運載體(apical sodium?dependent bile acid transporter，ASBT)：大膽管上皮細胞頂端膜轉運子，在膽汁分泌中發揮重要作用，其作用機制尚不清楚。研究表明牛磺膽酸通過ASBT進入大膽管上皮細胞，作用在某1細胞亞群，刺激膽汁分泌，而對小膽管上皮細胞無作用。Alpini等［9］研究肝內獨立膽管發現，腸促胰液素刺激儲備在細胞內的ASBT移向細胞頂膜，增加細胞頂膜ASBT量，促進膽汁分泌；相對應的活體內實驗發現腸促胰液素促進牛磺膽酸吸收，并延長牛磺膽酸在膽道循環時間，增加膽汁分泌。
2.1.2 囊性纖維化跨膜調節劑(cystic fibrosis transmembrance regulator，CFTR)：大膽管上皮細胞頂端膜轉運子，在膽汁分泌中發揮重要作用。該轉運子是1種環磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)敏感的Cl-通道，通過活化Cl-通路，刺激HCO3-分泌，并調節囊泡運輸及膜融合，具有調節膽管上皮細胞分泌液量和電解質含量的作用。促胰液素通過與膽管上皮細胞基底外側受體結合，在cAMP的介導下調節膽管上皮細胞頂部CFTR的活動。
在囊性纖維化綜合征時，該轉運子變異缺陷，導致膽汁淤積和膽汁性肝硬化。Spirlì等［10］對從CFTR缺陷大鼠分離的肝內獨立膽管進行研究，發現用伊屋諾霉素、慶大霉素刺激細胞內Ca2+濃度增加后，CFTR缺陷細胞活化Cl-通路，刺激HCO3-分泌功能恢復正常。另外格列本脲也能夠刺激CFTR缺陷大鼠的分泌，這1作用需要Cl-和磺酰脲受體2β的介導。格列本脲刺激的分泌作用能被胞溢抑制劑和酸化分泌顆粒抑制劑阻滯，但不受Ca2+濃度的影響。上述實驗結果表明，伊屋諾霉素、慶大霉素、磺酰脲類對囊性纖維化綜合征的治療顯示出希望。
2.2 第2信使——cAMP
大膽管上皮細胞的分泌具有cAMP依賴性，cAMP通過多種機制刺激膽汁分泌。首先cAMP活化只在大膽管上皮細胞表達的促胰液素受體，刺激促胰液素后，cAMP水平升高，肝內獨立膽管腔膨脹，CFTR功能增強，膽汁分泌增加。其次cAMP可刺激Cl-/HCO3-交換，但此效應遠不如對CFTR的活化作用強，cAMP還可刺激大膽管上皮細胞的囊泡定向運送和外排作用［11］。
2.3 激素受體
大膽管上皮細胞基底外側表達促胰液素受體、生長抑素受體、甲狀腺素α1、α2、β1、β2受體等，而小膽管上皮細胞不表達。促胰液素受體與促胰液素結合后，刺激cAMP水平升高。生長抑素及生長抑素類似物奧曲肽等作用于生長抑素受體，可抑制促胰液素對大膽管上皮細胞的利膽作用，生長抑素的反調節作用在大膽管上皮細胞增殖的病理條件下有重要作用。服用甲狀腺素抑制劑L?旋碘化甲酰胺酸可下調cAMP水平，同時具有抑制活體大膽管細胞增殖作用［12］。
2.4 細胞色素P450酶類
大膽管上皮細胞內含有細胞色素P450酶類，小膽管上皮細胞內則不存在。P450酶類具有廣泛的生物學意義。藥物、異物代謝主要通過P450酶類實現。另外與疾病、腫瘤易感性及機體耐藥性的產生有著密切關系。4氯化碳(CCl4)經細胞色素P450酶類作用，生成對大膽管上皮細胞造成直接損傷的中間代謝產物，即活性強的3氯甲基自由基和N?乙酰苯醌亞胺，可誘導大膽管上皮細胞cAMP降低，抑制膽汁分泌，而牛磺膽酸可逆轉CCl4介導的對大膽管上皮細胞的損害。因小膽管上皮細胞內不含有細胞色素P450酶類，所以CCl4等毒物對小膽管上皮細胞不起作用［13］。
3 膽管上皮細胞異質性的意義
膽管上皮細胞的異質性說明膽管不只是1條排泄管道，而是有其不同發育過程、不同結構功能分區。構成膽管功能分區的分子細胞學基礎，是具有不同基本表型的膽管細胞選擇性表達不同的特異蛋白。膽管細胞這種不同的生物學行為，可能解釋臨床上所見的某種膽管病變好發于特定平面的膽管，如原發性膽汁性肝硬化發生在隔膽管及小葉間膽管；肝移植排斥反應、藥物性淤膽病變發生在膽小管；移植物抗宿主病變發生在小葉間膽管；原發性硬化性膽管炎、膽道閉鎖、膽管癌發生在大膽管，且60%～80%位于肝門部周圍膽管［14］。當膽管的復雜性越來越受到關注時，隨著對膽管其他基因表達模式和膽管病理生理的進1步闡明，膽管上皮細胞結構和功能異質性還會有新的認識，對肝膽的基礎與臨床研究將有重要意義。
【參考文獻】
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