本文档属于类型b,即一篇综述性论文。以下是针对该文档的学术报告:
本文由Thomas A. Wynn撰写,他隶属于美国国立卫生研究院(NIH)的免疫病理学部。该文发表于2007年3月的《The Journal of Clinical Investigation》期刊第117卷第3期。文章的主题是探讨纤维化在各种纤维增生性疾病中的共同和独特机制,并旨在为开发有效的抗纤维化疗法提供理论基础。
纤维化通常被定义为失控的伤口愈合反应。组织损伤后,修复过程包括两个阶段:再生阶段和纤维化阶段。再生阶段通过同类型细胞替换受损细胞,而纤维化阶段则通过结缔组织替代正常实质组织。尽管纤维化在初期是有益的,但如果持续不受控制,会导致细胞外基质(ECM)的显著重塑和永久性瘢痕组织的形成,最终可能导致器官衰竭和死亡。
与急性炎症反应不同,病理性纤维化通常由慢性炎症反应引起。慢性炎症反应持续数周或数月,炎症、组织破坏和修复过程同时发生。大多数慢性纤维化疾病都有一个共同点,即持续存在的刺激物维持了生长因子、蛋白水解酶、血管生成因子和纤维化细胞因子的产生,这些因子共同刺激结缔组织元素的沉积,逐渐重塑和破坏正常组织结构。
在损伤发生后,受损的上皮和/或内皮细胞释放炎症介质,启动抗纤维蛋白溶解-凝血级联反应,触发血凝块和临时ECM的形成。血小板暴露于ECM成分,触发聚集、血凝块形成和止血。随后,血小板脱颗粒促进血管扩张和血管通透性增加,而刺激的肌成纤维细胞(分泌胶原的α-SMA+成纤维细胞)和上皮/内皮细胞产生基质金属蛋白酶(MMPs),破坏基底膜,有效招募炎症细胞到损伤部位。上皮和内皮细胞还分泌生长因子、细胞因子和趋化因子,刺激白细胞的增殖和招募。中性粒细胞是伤口愈合早期最丰富的炎症细胞,当其脱颗粒和死亡后,巨噬细胞被招募。巨噬细胞和中性粒细胞清除组织碎片、死亡细胞和入侵生物体,并产生细胞因子和趋化因子,放大伤口愈合反应。这些因子对内皮细胞有促有丝分裂和趋化作用,形成新的血管。随后,T细胞被激活并分泌促纤维化细胞因子如IL-13和TGF-β,进一步激活巨噬细胞和成纤维细胞。激活的成纤维细胞转化为表达α-SMA的肌成纤维细胞,迁移到伤口中。肌成纤维细胞来源于局部间充质细胞或从骨髓招募(称为纤维细胞)。上皮细胞也可以经历上皮-间质转化(EMT),提供丰富的可再生肌成纤维细胞来源。激活的肌成纤维细胞促进伤口收缩,上皮/内皮细胞分裂和迁移以再生受损组织,完成正常愈合过程。然而,当反复损伤发生时,慢性炎症和修复导致ECM成分(如透明质酸、纤连蛋白、蛋白聚糖和间质胶原)的过度积累,促进永久性纤维化瘢痕的形成。
尽管纤维化曾被认为是不可逆的,但近年来的研究表明,纤维化在某些情况下是可逆的。例如,成功消除慢性乙肝病毒(HBV)和丙肝病毒(HCV)感染者的病毒后,肝纤维化显著消退。类似观察也在血吸虫病患者中报告,使用吡喹酮消除病原体后,纤维化有所逆转。然而,晚期纤维化是否能够完全逆转仍存在争议。研究表明,如果肝硬化足够严重,逆转可能不再可能。纤维化的可逆性受到MMPs及其抑制剂(TIMPs)之间动态相互作用的调节。纤维化发生时,TIMPs和MMPs之间的平衡倾向于TIMPs,而纤维化消退时,TIMP表达减少。此外,巨噬细胞在启动ECM降解中可能起关键作用,因为它们可能产生特定的MMPs。
本文还讨论了多种抗纤维化策略,包括抗炎/免疫抑制/细胞毒药物、TGF-β信号修饰剂、细胞因子和细胞因子受体拮抗剂、趋化因子和趋化因子受体拮抗剂、TLR拮抗剂、血管生成拮抗剂、抗高血压药物、血管活性物质、胶原合成和加工酶抑制剂、B细胞拮抗剂、整合素/黏附分子拮抗剂、促凋亡药物、MMP抑制剂、TIMP抑制剂、基因沉默策略和基因治疗、干细胞/祖细胞移植技术等。这些策略为开发有效的抗纤维化疗法提供了多种可能性。
血管生成、血管重塑和纤维化之间存在重要联系。在各种纤维化疾病中,包括肺纤维化、系统性硬化症(SSc)和许多眼部纤维化疾病,促血管生成和抗血管生成因子之间的平衡调节血管重塑。肺纤维化的发病机制中,血管重塑对纤维化的进展有重要贡献。SSc患者中,微血管的丧失与组织缺氧相关,诱导血管内皮生长因子(VEGF)及其受体的表达。尽管SSc中形成了强烈的血管生成环境,但与血管生成受损和血管逐渐消失相关。减少循环中的骨髓来源的CD34+内皮祖细胞及其向成熟内皮细胞的分化受损,可能是导致SSc血管缺陷的原因。
本文综述了纤维化在各种纤维增生性疾病中的共同和独特机制,为开发有效的抗纤维化疗法提供了理论基础。文章详细探讨了纤维化的病理机制、关键细胞和分子机制、纤维化的可逆性以及多种抗纤维化策略,为研究人员提供了全面的视角和多种潜在的治疗靶点。此外,文章还强调了血管生成与纤维化之间的关系,为理解纤维化疾病的发病机制提供了新的见解。总体而言,本文对纤维化研究领域具有重要的学术价值和临床应用前景。