纤维化的基本机制2007JCI综述介绍
肝脏纤维化的分子机制概述
肝脏纤维化的分子机制概述肝脏作为人体最大的内脏器官之一,负责过滤血液,代谢物质,以及合成肝素等重要物质。
然而,由于现代生活方式和环境污染等原因,肝脏疾病已成为威胁人类健康的重要因素之一。
其中,肝脏纤维化作为肝脏损伤的主要表现之一,已引起了广泛关注。
本文将从分子机制的角度,对肝脏纤维化进行概述。
肝脏纤维化的定义及病因分析肝脏纤维化是指在慢性肝炎、脂肪肝、酒精性肝病等不同原因导致肝脏损伤的情况下,肝细胞成分被破坏,无法正常代谢,最终导致肝脏纤维化、硬化的一种病变。
病变过程中,纤维细胞得到了不同程度的激活和增殖,产生了大量的胶原、纤维连接蛋白等胶原类基质。
而肝脏纤维化的起因则与肝脏纤维化的诱发因素相关。
肝脏纤维化的诱因包括多种因素,如病毒感染、化学物质中毒、酒精过度摄入、自身免疫性疾病等。
其中,最常见的两种原因是慢性肝炎和脂肪肝。
在慢性肝炎的发展过程中,肝细胞的重复受损和修复,常常导致肝脏内部的炎症反应,从而激活纤维细胞,导致纤维化、硬化的形成。
与此同时,脂肪肝病变中也发现存在纤维化的痕迹,且脂肪组织中的细胞周期和分裂活跃性是纤维化发生的基础。
肝脏纤维化的分子机制肝脏纤维化的分子机制具有复杂多样性,其中涉及许多的信号分子、轴突、凋亡因子等。
目前在肝脏纤维化的研究领域中,一些关键性因子如基质金属蛋白酶、转化生长因子β1、乙酰化转录因子等,在此进行简单阐述。
基质金属蛋白酶(MMPs)基质金属蛋白酶是一类针对纤维连接蛋白进行降解的酶类,在肝脏纤维化过程中扮演着重要的角色。
在健康的肝脏中,基质金属蛋白酶呈现细胞质浓度比较稳定的状态;然而,在肝脏疾病进展中,特别是肝脏纤维化时,基质金属蛋白酶的表达与激活显著增加。
相应地,纤维蛋白连接蛋白和肝素细胞等基质物质的积累也随之增加。
因此,基质金属蛋白酶和其阻止这个蛋白产生的因素被认为是慢性肝病纤维化发展过程中的重要预测指标。
转化生长因子β1(TGFβ1)TGFβ1是另一个重要的信号分子,与肝脏纤维化的发展过程密切相关。
肝纤维化机制
一:我的建议是在肝纤维化的检测和发展过程中引入星状细胞作为一个评价标准。
1..现在研究肝纤维化的中心很多都是放在肝星状细胞这一块。
它是引起肝纤维化的主要细胞,它激活变成纤维母细胞然后分泌细胞外基质,促使纤维化发生。
2.星状细胞的激活标志是视黄醇(维生素A)的有无(有:未激活;无:激活)。
3.我们本来就打算做切片,所以不会增加额外的费用。
还是HE染色?正常情况下能看到视黄醇的脂滴吗要确定切片需要观察的内容,以及可能出现的现象4.假如松弛素有去纤维化的作用那么可以使含有视黄醇的星状细胞数目增多。
(对比每周制成的切片,希望可以建立一个动态的视黄醇含量的分析过程)具体方法可以在完善以下文献资料:肝纤维化是病毒性肝炎等各种慢性肝病向肝硬化乃至肝癌发展的必经途径和必然阶段,而肝星状细胞(HSC)的激活则是肝纤维化形成的中心环节,但其分子机制及其调控基因尚不十分清楚。
就此,朱丽影教授开展了血小板衍生生长因子调节人肝星状细胞基因的研究,应用抑制性消减杂交和基因芯片两项分子生物学技术,筛选PDGF刺激人HSC前后表达有变化的基因,旨在从基因水平深入探讨肝纤维化形成的分子生物学“奥秘”,为临床确立抗肝纤维化新的治疗靶点提供新认识。
课题组利用抑制性消减杂交技术,成功筛选出13个上调表达的HSC基因,同时利用基因芯片技术,筛选出2个上调和11个下调表达的HSC基因。
这些差异表达基因,涉及细胞分化、细胞信号传导、细胞结构、细胞成分、细胞周期、细胞凋亡、免疫调节、能量代谢等生物过程,揭示了PDGF参与肝纤维化的发生机制是以上多因素、多水平调控的结果。
研究结果显示,在上调基因中,最具代表性的蛋白是层粘连蛋白B1。
在下调基因中,最重要的蛋白是激酶MEKK。
肝星状细胞激活的分子机制与抗肝纤维化治疗肝纤维化发生机制的研究进展陈乃玲贾克明2004-8-2 17:15:32 中华内科杂志1999年2月第38卷第2期作者单位:100700北京军区总医院、解放军肝病研究所一、肝纤维化时肝内的三个基本现象肝炎后肝纤维化的病因一般认为是肝细胞坏死及凋亡所引起的,是组织坏死、凋亡时血流中血小板释放对纤维化有促进作用的因子———血小板衍生生长因子(platetetderivedgrowthfactor,pDGF)所致。
无机材料纤维化
无机材料纤维化无机材料纤维化是一种将无机材料转化为纤维状结构的过程。
无机材料纤维化的技术在各个领域都有广泛的应用,包括材料科学、化学工程、生物医学等。
本文将从无机材料纤维化的定义和原理、相关应用以及未来发展方向等几个方面进行探讨。
一、无机材料纤维化的定义和原理无机材料纤维化是指将无机材料转化为具有纤维状结构的过程。
在这个过程中,无机材料通过特定的方法和条件,经历了拉伸、旋转、交联等一系列加工步骤,最终形成纤维状的结构。
无机材料纤维化的关键在于通过控制加工参数,使材料分子在特定方向上排列有序,从而形成纤维状结构。
无机材料纤维化的原理主要包括两个方面。
首先是材料的物理性质,包括材料的形状、尺寸、表面性质等。
这些物理性质决定了材料在纤维化过程中的行为和性能。
其次是加工条件,包括温度、压力、溶剂等。
这些加工条件可以通过调整来控制纤维化过程中的分子排列和结构形成,从而实现对纤维化产物的控制和调节。
无机材料纤维化的应用非常广泛,涵盖了许多领域。
以下是一些常见的应用领域:1. 材料科学领域:无机材料纤维化可以用于制备具有特定性能的纤维材料,如高强度、高导热、高电导等。
这些纤维材料可以应用于航空航天、汽车制造、电子器件等领域,提高产品的性能和可靠性。
2. 化学工程领域:无机材料纤维化可以用于催化剂的制备。
通过将催化剂纤维化,可以增加其表面积和反应活性,提高催化反应的效率和选择性。
3. 生物医学领域:无机材料纤维化可以用于制备生物医用材料,如人工血管、骨修复材料等。
这些纤维材料具有良好的生物相容性和机械强度,可以应用于组织工程和医疗器械等领域,改善人类健康。
4. 环境保护领域:无机材料纤维化可以用于制备吸附剂和过滤材料。
这些纤维材料可以去除水质中的污染物和空气中的颗粒物,净化环境,保护生态。
三、无机材料纤维化的发展方向无机材料纤维化作为一种重要的材料加工技术,其发展方向主要包括以下几个方面:1. 纤维化工艺的改进:通过改进纤维化工艺,提高纤维化过程中的控制性和可重复性,实现对纤维化产物的精细调控。
肝纤维化的发病机制及治疗策略探讨
肝纤维化的发病机制及治疗策略探讨肝纤维化是指肝脏长期受到各种原因影响导致肝脏组织发生结构和功能异常的病理过程。
其严重的后果就是肝硬化,严重影响人的身体健康。
肝纤维化的主要发病机制是炎症和细胞损伤,慢性病毒性肝炎、酒精中毒、自身免疫性肝炎等因素都可能导致肝纤维化的发生。
肝纤维化的发病机制主要表现在以下几个方面:1. 炎症:肝炎病毒感染,自身免疫性肝炎等因素都可以导致肝脏发生炎症反应,炎症反应导致肝细胞的死亡和细胞肿胀。
长期的炎症反应会导致细胞损伤增加,肝细胞的功能受到不同程度的影响,最终导致肝纤维化的发生。
2. 细胞死亡:肝细胞的死亡是肝纤维化发生的重要原因。
肝细胞受到多种因素刺激,如病毒、酒精、药物等,都会导致肝细胞的死亡。
肝细胞死亡后,在细胞周围形成炎症反应,刺激肝星形细胞(肝细胞基质细胞)大量分泌胶原蛋白,从而形成纤维组织。
3. 肝星形细胞:肝星形细胞是肝纤维化的主要原因之一。
肝星形细胞是肝脏中一种基质细胞,它能够合成、存储和分泌多种细胞外基质分子,如胶原等。
在肝受到刺激后,肝星形细胞会大量分泌胶原蛋白等成分,导致肝纤维化的形成。
针对肝纤维化的发病机制,我们可以采取一下治疗策略:1. 抗病毒治疗:对于病毒性肝炎患者,我们可以采用抗病毒治疗,可以有效地杀死肝炎病毒,遏制病毒的复制和繁殖,减轻导致肝纤维化的炎症反应。
2. 抗炎治疗:对于患有自身免疫性肝炎和非病毒性肝炎患者,可以采用抗炎药物,如皮质激素等,来抵消炎症反应,从而达到减轻肝细胞损伤的目的。
3. 限制酒精:对于酒精性肝炎患者,我们需要限制酒精的摄入。
饮酒过多是肝纤维化的主要危险因素之一,过量饮酒会导致肝细胞的肿胀、坏死和死亡,进而导致肝纤维化的发生。
4. 中药治疗:中药在肝纤维化治疗中也具有重要的作用。
具有抗炎、抗氧化、免疫调节等多种作用的中药可以改善肝脏细胞的自身修复能力,减缓肝纤维化的进展速度,延缓肝硬化的发生。
综上所述,肝纤维化的发病机制是多方面的,需要我们综合考虑,制定科学的治疗方案,才能实现肝纤维化的治疗和防治。
肺纤维化的病理机制与临床干预
肺纤维化的病理机制与临床干预1. 引言肺纤维化是一种以纤维组织过度增生为特征的慢性疾病,通常由多种原因引起,例如长期吸入有害颗粒物、遗传因素或自身免疫疾病。
该疾病的主要特征是肺组织的破坏和纤维化。
2. 病理机制肺纤维化的发生与多种细胞参与的病理过程密切相关。
以下是肺纤维化的主要病理机制:2.1 炎症反应炎症反应被认为是肺纤维化的起始过程。
当受到有害刺激时,细胞因子和趋化因子的释放导致炎症反应的发生。
激活的炎症细胞产生大量的细胞因子,如肿瘤坏死因子-alpha(TNF-α)和白介素-1(IL-1),进一步引发免疫细胞的浸润和活化。
2.2 肺间质增生在肺纤维化过程中,肺间质的细胞增生是一个重要的特征。
成纤维细胞是肺间质增生的主要类型。
它们通过合成和分泌胶原蛋白和其他基质分子,导致纤维组织的过度形成。
此外,其他细胞类型如巨噬细胞和纤维母细胞也参与了肺间质增生的过程。
2.3 纤维化与组织修复持续的炎症反应和肺间质增生会导致肺组织结构的破坏和纤维化。
纤维化是一种不可逆的病理过程,会导致肺泡和肺组织的功能衰竭。
在纤维化过程中,原始细胞转化为成纤维细胞,并合成胶原蛋白等基质分子,使其沉积在肺组织中形成瘢痕组织。
3. 临床干预针对肺纤维化的病理机制,目前已经有一些针对性的临床干预措施。
以下是常用的临床干预方法:3.1 药物治疗药物治疗是肺纤维化患者的主要临床干预方法之一。
常用的药物包括抗纤维化药物、免疫抑制剂和免疫调节剂。
抗纤维化药物如胞双苷(Pirfenidone)和尼达尼布(Nintedanib)可以减缓疾病的进展,减少纤维化病变的形成。
免疫抑制剂和免疫调节剂可抑制免疫系统对肺组织的炎症反应,减轻炎症损伤。
3.2 支持性治疗支持性治疗是肺纤维化患者综合治疗的重要组成部分。
包括提供氧疗、纤维支气管镜治疗、康复训练等措施,以改善患者的呼吸功能和生活质量。
3.3 干预来源因素针对肺纤维化的病因,干预来源因素也是非常重要的。
肝纤维化发生机制说明
肝纤维化发生机制说明一、肝纤维化发生关键环节:始动因素——肝细胞炎症、坏死;参与细胞——窦内皮细胞、枯否细胞、肝细胞、贮脂细胞;中心环节——HSC、肌成纤维细胞;介导因子——转化生长因子-a、-β(TGF-a、TGF-β)、血小板衍生生长因子(PDGF)、表皮生长因子(EGF);最终结果——细胞外基质(ECM)沉积,肝纤维化。
二、肝星状细胞当肝实质细胞受到损伤时,邻近的肝细胞、库普弗细胞、窦内皮细胞和血小板等通过旁分泌作用可分泌多种细胞因子,如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、转化生长因子β(TGF-β)、胰岛素生长因子(IGF-1)、肝细胞生长因子(HGF)、血小板源性生长因子(PDGF)、内皮素(ET)-1等,作用于HSC并使之出现肌成纤维母细胞(myofibroblast,MFB)样表型转化,激活并导致细胞增殖、ECM合成增加等。
激活后的肝星状细胞可自分泌TGF、PDGF、ET等细胞因子使活化得以持续,此时即使除去原发因素纤维化仍会持续。
共同促进肝纤维化的发生。
三、各种病因:病毒、毒素、寄生虫、自身免疫、代谢和遗传等均可引起慢性肝损害(坏死、炎症),包括肝纤维化、肝硬化。
最常见病因为慢性乙、丙型肝炎病毒感染。
四、中药抗肝纤维化的作用机理:⑴细胞保护作用;⑵抑制HSC;⑶拮抗致纤维化细胞因子;⑷抑制胶原合成;⑸促进胶原降解;⑹抗脂质过氧化。
提示抗肝纤维化系多途径、多层次、多靶点的作用。
五、慢性乙肝、肝纤维化中西医结合治疗的目的:⑴减轻肝损害;⑵保护肝功能;⑶防治肝硬化;⑷预防肝癌。
1、肝细胞损伤后枯否细胞对HSC的激活作用明显增强。
2、肝纤维化为肝硬化的必经阶段,肝脏在肝炎病毒、酒精、毒性物质、缺氧或免疫损伤等因素作用下,可引起急、慢性炎症,肝细胞坏死,激活单核-巨噬细胞系统产生各种细胞因子,如PDGF、TGF-ß1、TNF-a、IL-1等,作用于肝星状细胞,促进其分化增生并生成、分泌大量胶原纤维,使I、III型胶原比值增高,大量I、IV型胶原沉积于Disse腔,使肝窦内壁细胞间“窗”的数量和大小缩减,甚至消失,形成肝窦“毛细血管化”,导致门脉压力增高。
纤维化过程的分子机制研究
纤维化过程的分子机制研究随着生活水平的不断提高,人们对健康的关注也越来越高。
不少人开始重视纤维素的摄入量,以保持肠道健康。
但是纤维素还有另外一种意义,就是它与机体某些疾病的发生发展息息相关。
纤维化是一种生理病理现象,它在正常生理条件下可以促进组织修复,但是在某些疾病的条件下则会引起不良的后果。
本文将介绍纤维化的分子机制研究进展。
一、纤维化的定义和基本机制纤维化是指在某些外界或内部刺激因素作用下,机体组织中的细胞开始增殖并合成大量胶原和其他ECM成分,从而使组织的结构和功能发生明显改变的过程。
纤维化在正常生理条件下也是非常有意义的,例如在创伤修复和组织重建过程中,就需要一定程度的纤维化来填充创面并保护新生组织。
然而,一些疾病如肝硬化、心肌纤维化等疾病下的纤维化则可能导致组织功能的衰竭,甚至是致死。
因此,纤维化的研究是非常重要的。
纤维化的发生机制复杂。
一般常见的机制有以下几种:1. TGF-β信号通路:众所周知,TGF-β是一个重要的细胞因子,它在调节多种细胞的生存、增殖和分化等生理过程中发挥着重要作用。
在纤维化过程中,TGF-β信号通路的激活与纤维化过程中的胶原合成和基质增生等现象都密切相关。
2. CTGF信号通路:CTGF也是一个很重要的细胞因子,在真皮纤维化、糖尿病视网膜病等疾病中都扮演着重要的角色。
它通过下调面向流中的间充质细胞的N-cadherin表达直接参与了组织胶原基质沉积和细胞外基质(ECM)样式的调节。
3. 炎症因素参与:一些磷脂和脂肪酸、细胞因子、生长因子等会使纤维母细胞开始分泌与ECM组成直接相关的细胞因子,从而介导其向网状纤维(⑵)、胶原纤维、隐突平滑肌的分化。
二、纤维化相关蛋白及其作用除了上述的TGF-β、CTGF这种有明确作用的分子外,还有一些与纤维化相关但是具体作用机制不太清楚的蛋白,值得一提。
1. FGF1:并不是所有成纤维细胞都具有F为基妥点,并且不是所有的F浓度都会明显的激活FGF接受器。
特发性肺纤维化发生机制及治疗研究进展
特发性肺纤维化发生机制及治疗研究进展特发性肺纤维化是一种严重危及生命的肺间质疾病,诊断后的中位生存时间一般为2-5年,5年生存率不到30%。
跟随科技的步伐,对肺纤维化的了解在不断加深,许多与肺纤维化有关的细胞因子及蛋白被发现,少许相关因子及蛋白的抑制剂被研制出,这些发现将会是研发治疗肺纤维化药物的基础及重要根据。
标签:肺纤维化;细胞因子;药物治疗肺纤维化(pulmonary fibrosis,PF)被认为是肺间质疾病的最终结局,由许多不同的原因引起,肺泡连续损伤、成纤维细胞(fi-broblast,FB)大量增殖及细胞外基质(extracellular matrix,ECM)大量沉积,导致肺组织反复破坏、修复,最终造成肺组织中大量胶原沉积为病理特点的一类疾病。
大量研究表明,生长因子β(TGF-β)、腫瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)、血小板源性生长因子(PDGF)、结缔组织生长因子(CTGF)、γ-干扰素(IFN-γ)、基质金属蛋自酶(MMPs)/金属蛋自酶组织抑制因子(TIMPs)、纤溶酶原激活物抑制剂(PAI)-1、核因子(NF)-κB等在PF发生、发展中都起着不同程度的作用。
1 肺纤维化机制1.1免疫学与肺纤维化wilson等[1]研究了肺纤维化的免疫学机制。
指出在损伤的抗炎修复过程中,一个或多个这些过程中的不平衡,可导致肺纤维化。
炎症可导致多种细胞因子分泌紊乱,生理愈合转化为病理纤维化。
肺间质纤维化分为3个阶段。
第一阶段,肺脏遭到损伤或其他有害刺激,成纤维细胞的细胞外基质产生细胞被活化。
第二阶段,活化的细胞外基质产生细胞发生结构和表型的改变,产生大量细胞外基质(ECM)。
同时胞内的促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)和核转录因子(NF-kβ)通路被激活,促进产生大量的细胞因子。
通过旁分泌介导的炎症细胞,包括巨噬细胞,向刺激的部位移动。
T细胞被激活,分泌促纤维化生长因子,如白细胞介素(IL)和肿瘤坏死因子(TNF-α)等。
肝纤维化的分子机制及治疗策略
肝纤维化的分子机制及治疗策略肝纤维化是一种慢性炎症性疾病,是肝细胞持续受到损伤和炎症刺激后,产生过多胶原蛋白和其他结构性蛋白质,导致肝内结缔组织不断增生,最终呈现为肝纤维化。
本文将介绍肝纤维化的分子机制及治疗策略。
一、肝纤维化的分子机制1. 肝细胞损伤与炎症:肝纤维化的发生与发展与肝细胞的损伤和炎症密切相关。
包括病毒感染、药物和毒物损伤、胆汁淤积等。
2. 细胞凋亡与细胞增殖:细胞凋亡和增殖与肝纤维化的发生和发展密切相关。
在肝损伤和炎症过程中,肝细胞的凋亡和增殖程度不同,凋亡过多可加速纤维化进程,细胞增殖可导致肝癌的发生。
3. 氧化应激:肝纤维化的发生和发展还与细胞内外氧化应激状态有关。
氧化应激可以加速细胞凋亡和所突出的细胞增殖,同时更能迅速活化内质网应激,最终导致纤维化的形成。
4. 基质金属蛋白酶:基质金属蛋白酶参与了肝纤维化的发病过程,在纤维化的形成和维持过程中发挥重要的作用,其活性的异常调节在促进肝纤维化的形成中发挥了重要作用。
5. TGF-β通路:转化生长因子β是重要的肝纤维化的信号通路之一。
它通过调控细胞分化,增生,分泌过程以及细胞外基质的沉积等过程,对肝纤维化的形成和维持发挥着重要的作用。
6. 白细胞介素-1:白细胞介素-1是免疫细胞活化产生的一种重要免疫介质,其参与免疫细胞的炎性反应,从而诱导肝纤维化的发生和发展。
二、肝纤维化的治疗策略1. 抗病毒治疗:对于病毒感染引起的肝纤维化,抗病毒治疗是目前最有效的治疗方法。
例如对于慢性丙型肝炎病毒感染患者,应该进行抗病毒治疗,通过抑制病毒的复制,可以大大降低肝纤维化的发生和发展。
2. 药物治疗:药物治疗也是肝纤维化治疗的一种常见方式,例如利用细胞因子等药物抑制纤维细胞增殖、调节胶原合成等手段,可以抑制肝纤维化的进程。
3. 细胞治疗:干细胞这一新兴疗法被广泛研究,可用于心血管疾病、神经退行性疾病以及肝疾病等领域。
针对肝纤维化,也有研究发现可以使用干细胞治疗,例如使用脐带间充质干细胞、肝内干细胞等细胞种类,通过干细胞的再生修复能力,可以最大限度地促进肝脏再生,从而缓解肝纤维化带来的不良症状。
纤维化文档
纤维化简介纤维化是一种病理过程,其特征是在组织或器官中形成了大量的结缔组织纤维,最终导致功能不全或器官结构变形。
纤维化常见于多种疾病,如肝脏纤维化、心脏纤维化、肺部纤维化等。
病理生理机制纤维化的发生主要是由于组织的长期损伤和慢性炎症反应所引起。
以下是纤维化发展的一般步骤:1.损伤和炎症:组织损伤,包括感染、损伤和慢性炎症,会引发机体的炎症反应。
2.纤维芽细胞激活:炎症反应诱导了纤维芽细胞的激活,这些细胞具有成纤维细胞的能力。
3.细胞因子释放和基质重塑:纤维芽细胞释放细胞因子,如转化生长因子-β(TGF-β),刺激纤维母细胞的合成和分泌,导致基质的重塑。
4.纤维组织生成:纤维母细胞合成和分泌大量的胶原蛋白,形成纤维化所需的纤维组织。
5.结构改变和功能丧失:纤维化过程中形成的纤维组织会取代原有的正常组织,导致器官的结构改变和功能丧失。
纤维化的临床表现纤维化的临床表现因纤维化的位置和程度而异。
以下是一些常见纤维化疾病的临床表现:肝脏纤维化•腹胀和腹部不适•消化不良和食欲不振•乏力和体重下降•腹水和黄疸等肝功能损害的表现心脏纤维化•呼吸困难和胸痛•心悸和心律不齐•体力活动耐受力下降•充血性心力衰竭等心脏功能障碍的症状肺部纤维化•咳嗽和喘息•呼吸困难•胸痛和疲劳•体重下降和发绀等呼吸功能障碍的表现纤维化的诊断方法纤维化的诊断通常需要综合临床症状、体格检查结果和辅助检查数据。
以下是一些常用的纤维化诊断方法:1.影像学检查:如肝脏纤维化可采用超声、CT、MRI等检查方法来评估肝脏纤维化的程度。
2.病理组织检查:通过活检等方法获取病变组织进行病理学分析,以确定是否存在纤维化。
3.生化指标检查:如血清肝功能、心肌酶谱等检查可提供有关纤维化程度的信息。
纤维化的治疗与预防对于纤维化的治疗主要是针对病因和病理机制进行干预。
以下是一些常见的治疗方法:1.药物治疗:根据疾病类型和纤维化的程度,可采用抗炎药、抗纤维化药、免疫调节剂等药物来减轻炎症反应和纤维化进程,缓解症状。
综述
肺纤维化机制的研究近况肺纤维化是指肺内成纤维细胞过多聚集和细胞外基质(ECM)过多沉积,导致肺组织结构改变和功能丧失的一类疾患[1]。
它是多种原因引起慢性肺疾病的共同结局,是呼吸衰竭的主要病理基础。
大量研究证实,肺纤维化是多种因素、多个环节参与的缓慢的复杂过程[2],涉及到细胞、细胞因子、ECM等因素间的相互作用,并提出肺内细胞及细胞因子网络的概念;此外,肺纤维化相关信号转导通路的改变,也正成为当今从分子水平上研究其发病机制的热点。
目前对肺纤维化的有效疗法仍很有限,因此,深入探讨肺纤维化的机制,对发展新的治疗策略具有重要的临床指导意义。
本文仅就肺纤维化细胞因子机制的研究进展予以简要综述。
1 肺纤维化的细胞学基础肺纤维化的发生包括肺组织炎性损伤、结构破坏、以及随后发生的肺间质细胞聚集和修复等过程。
在此过程中,肺内多种细胞通过分泌细胞因子、炎性介质等生物活性物质而发挥直接或间接的作用,其中肺泡上皮细胞、肺间质细胞、肺巨噬细胞、肥大细胞可能起着非常关键的作用,它们相互影响,构成了一个复杂的肺细胞网络。
1.1 肺泡上皮细胞(AT)目前认为,肺纤维化的过程可能起始于肺泡,其肺泡上皮损伤、肺泡炎、以及巨噬细胞数量增多可能是疾病的早期事件[2]。
肺泡上皮由Ⅰ型(ATⅠ)和Ⅱ型(ATⅡ)两种细胞组成,其中ATⅠ覆盖肺泡表面的绝大部分,ATⅡ则散在镶嵌于ATⅠ之间;ATⅠ细胞没有增殖能力,损伤后由ATⅡ分裂增殖并转化为ATⅠ细胞。
在肺纤维化中ATⅡ起重要作用,其机制可能是:1.1.1 活化肺间质细胞正常时ATⅡ可通过合成纤连蛋白(FN)、层粘蛋白(LN)等基底膜的主要成分而执行其功能,同时也调节肺内其它细胞的迁移、分化、粘附等。
当ATⅡ受损时,合成基底膜物质减少,甚至消失,可增加矽尘等致纤维化因素与肺间质巨噬细胞、成纤维细胞的接触,进而活化肺内间质细胞,促进间质内炎症和免疫效应细胞的聚集。
实验研究表明,ATⅡ增殖的同时,与之联系的间质成纤维细胞亦增殖,推测ATⅡ与肺成纤维细胞的直接接触是细胞间信号转导的一种方式:肺泡结构破坏后,肺泡成纤维细胞游走到肺泡腔,对ATⅡ产生的一系列促增殖信号如FN和PDGF产生反应,使肌成纤维细胞增多,导致呼吸膜部分或完全消失[2]。
肝纤维化发生机制的研究
肝纤维化发生机制的研究肝纤维化是一种常见的肝脏疾病,是肝脏病变过程中的一种形式。
其主要特征是肝脏细胞逐渐死亡或失去功能,而被成熟的纤维细胞所代替。
因此,肝脏纤维化不仅会影响肝脏组织的正常功能,也容易导致肝硬化等严重疾病的发展。
肝纤维化的发生机制一直是研究人员所关注的问题。
本文将对这一领域的研究进行综述,并深入探讨肝纤维化发生机制的相关问题。
一、肝纤维化的定义和病理变化肝纤维化指肝脏在长期病理刺激下,逐渐由正常肝细胞、肝星状细胞和Kupffer细胞向纤维细胞转化,最终形成成熟的纤维细胞所引起的一种肝脏病变。
病理学表现为肝实质的纤维化和结构紊乱,肝脏腺体结构消失,成为纤维瘢痕组织。
其结果是肝脏体积缩小、质地变硬,导致肝脏血液循环受到影响,造成肝功能障碍。
二、肝纤维化的发生机制1. 炎症反应炎症反应是引起肝纤维化的主要原因之一。
在炎症反应过程中,肝细胞及其他细胞会通过细胞因子的作用而产生一系列的炎症反应。
炎症可导致肝细胞死亡,进而激活肝星状细胞,使其转化为成熟的纤维细胞。
此外,炎症反应可致使肝星状细胞激活,产生高水平的胶原蛋白等纤维化物质,使肝脏形成大量的纤维组织。
2. 氧化应激氧化应激是指在机体内氧气代谢中,产生一系列的化学反应,使其细胞内的氧化还原状态失衡,从而导致一系列氧化、质子和电子反应的过程。
氧化应激可导致肝细胞线粒体结构的改变,并损伤肝细胞的DNA,增加细胞的自由基生成量和氧化应激元件的水平,最终造成肝细胞的死亡和肝纤维化的发生。
3. 肝星状细胞的激活肝星状细胞是肝脏中一种特殊的细胞,其在正常情况下具有修复和代谢功能。
但是,当肝脏受到伤害时,肝星状细胞会被激活并转化为成熟的纤维细胞。
肝星状细胞的激活是肝纤维化发生的重要环节。
激活后的肝星状细胞会产生多种细胞因子和胶原蛋白等基质分子,最终导致肝纤维化的产生。
三、肝纤维化的防治策略现代医学研究已经为肝纤维化的防治提供了多种策略。
下面是其中的一些:1. 控制基础疾病肝纤维化的发生往往伴随着许多基础疾病的不同程度的恶化,如肝炎病毒感染、脂肪肝、糖尿病等。
纤维化疾病的分子机制研究
纤维化疾病的分子机制研究纤维化疾病是一类以组织纤维化为主要特征的慢性疾病,其中包括肝纤维化、肺纤维化、心肌纤维化等。
纤维化过程涉及多种分子机制,包括细胞因子、细胞外基质合成和降解,炎症反应等。
本文将针对纤维化疾病的分子机制进行详细探讨。
细胞因子在纤维化进程中起着重要的调节作用。
一些炎症因子如转化生长因子-β(TGF-β)、胰岛素样生长因子(IGF)、表皮生长因子(EGF)等,能够刺激炎症反应和细胞增殖,促进纤维化的发生。
TGF-β是纤维化进程中最重要的细胞因子之一,不仅能够直接刺激纤维母细胞向成纤维细胞转化,还能够促进胶原合成和细胞外基质的沉积。
IGF以及EGF等生长因子也能够刺激胶原合成和细胞增殖,进而参与纤维化过程。
细胞外基质合成和降解在纤维化疾病的发生发展中起到关键作用。
胶原是构成细胞外基质的主要部分,其异常积累是纤维化的一个重要特征。
纤维母细胞能够转化为成纤维细胞,并合成胶原和其他细胞外基质成分。
研究发现,TGF-β和其他细胞因子能够刺激胶原基因的转录,增加胶原合成。
另一方面,纤维蛋白酶原是一种可降解胶原的酶前体,通过活化形成胶原酶,参与胶原降解过程。
平衡胶原合成和降解对于维持正常组织结构至关重要,而在纤维化疾病中,这一平衡被打破,导致细胞外基质的异常沉积。
炎症反应是纤维化进程中的另一个重要机制。
炎症反应能够导致炎症因子的释放,刺激细胞因子的产生,并引发组织损伤和再生。
慢性炎症反应的存在可以持续刺激细胞因子的释放和细胞外基质的改变,进一步促进纤维化的进展。
一些研究还发现,慢性炎症反应可能导致免疫细胞的浸润和活化,进而引发自身免疫反应,加剧纤维化的程度。
除了上述几个关键的分子机制外,一些其他的分子机制也参与了纤维化的发生发展过程。
如蛋白质修饰、细胞外基质的呈现和定位、氧应激等。
这些机制相互作用,共同作用于纤维化的发生和发展。
综上所述,纤维化疾病的发生和发展涉及多种分子机制的调控。
细胞因子的过度激活、细胞外基质的合成和降解失调、炎症反应的持续存在等都参与了纤维化的发生。
肝脏纤维化的发生机制及治疗研究
肝脏纤维化的发生机制及治疗研究肝脏纤维化是指肝脏组织中纤维化组织增加及结构紊乱,导致肝脏功能及结构异常。
它是许多肝脏疾病的共同终末结果,包括病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝和自身免疫性肝病等。
本文将介绍肝脏纤维化的发生机制及治疗研究。
一、发生机制1. 氧化应激和细胞死亡肝脏纤维化的发生与细胞失衡和细胞死亡有关。
氧化应激导致氧自由基生成,脂质过氧化以及细胞凋亡,这些都加速了肝细胞死亡。
肝细胞的死亡会释放出丰富的细胞内和细胞外分子,导致肝内炎症细胞的浸润和肝结缔组织细胞(肝星状细胞)的活化,从而引起基质重塑,最终导致肝脏的纤维化。
2. 细胞外基质肝脏纤维化的发生与肝细胞外基质的重塑紧密相关。
肝纤维化时,肝星状细胞分泌过多的基质蛋白;同时,降解肝细胞外基质的酶也减少。
这些变化导致基质组分的比例失调,肝细胞外基质中的胶原、纤维连接蛋白和蛋白多糖等蛋白质成分蓬勃增生,造成肝纤维化和组织重塑。
3. 细胞因子的作用细胞因子的异常分泌和反应也与肝脏纤维化的发生有关。
在肝细胞死亡后,一些细胞因子被释放出来,激活肝星状细胞增殖和分化。
这些细胞因子包括转化生长因子β、胶原抑制素等,它们可以转化肝星状细胞,促进基质重塑,进而导致肝脏纤维化。
4. 代谢失调代谢失调也是肝脏纤维化发生的重要原因之一。
肝炎病毒感染、酒精摄入、肥胖症等因素会导致肝细胞代谢异常,造成脂肪在肝脏内的聚集,进而导致脂肪性肝炎和肝硬化等疾病。
而这些疾病进一步加速肝细胞死亡和纤维化。
二、治疗研究肝脏纤维化的治疗方法主要包括药物治疗和手术治疗。
1. 药物治疗当前主要的肝纤维化药物治疗剂是抗病毒药物和免疫抑制剂。
抗病毒药物主要用于治疗病毒性肝炎,包括丙肝、乙肝等。
目前,迪巴卡韦、苯达菲、恩替卡韦等药物已获得FDA批准上市。
免疫抑制剂通常用于治疗自身免疫性肝病和肝移植后的排异反应。
2. 手术治疗手术治疗主要包括肝移植和肝起搏器(TIPS)治疗。
肝移植是最常用的治疗手段,目前成为最有效的治疗肝硬化的方法之一。
纤维化疾病的发生机制及治疗研究
纤维化疾病的发生机制及治疗研究纤维化疾病是一种由于炎症或其他慢性刺激引起的组织结构改变,导致正常的细胞和组织被逐渐代替成为纤维组织的反应。
不同的纤维化疾病包括肝硬化、肺间质纤维化、高血压性心脏病和骨关节疾病等。
这些疾病虽然不同,但它们共享着类似的发生机制。
发生机制纤维化是一种复杂的过程,包括多种细胞类型、细胞-细胞和细胞-基质相互作用。
在炎症或刺激发生后,细胞因子和化学介质的释放会诱导几种不同的细胞参与,如巨噬细胞、淋巴细胞和成纤维细胞。
这些细胞会分泌多种的细胞因子和生长因子,进一步刺激周围组织的细胞增殖、血管新生和胶原沉积。
随着时间的推移,这些事件可以导致炎症区域的纤维化,这通常包括胶原沉积、细胞外基质重组和移位细胞的长期存在。
治疗研究大多数治疗研究的目标是通过干预以上发生机制的环节来延缓或逆转疾病的发展。
主要的治疗策略包括药物治疗、非药物治疗和手术治疗。
药物治疗抗炎药是常用的治疗策略,如糖皮质激素和非甾体抗炎药。
它们可以减少炎症和抑制细胞因子的分泌。
另一方面,针对纤维化过程的药物,则主要针对纤维细胞和细胞外基质的沉着和分解。
这些药物包括利尿剂、ACE抑制剂、AT1受体拮抗剂、IECA和钙离子通道阻滞剂等。
它们的作用机制主要是减少心血管病和肾功能的恶化。
非药物治疗纤维化疾病的非药物治疗主要包括生活方式和营养干预,如控制饮食和运动量。
病人需要保持健康的生活方式,包括戒烟、少喝酒和加强运动等。
这些方法可以有效地控制肥胖和糖尿病等代谢性疾病的病情,减轻炎症和改善组织结构。
手术治疗手术治疗主要是用于必要的、非常严重的疾病,如肝硬化、肺癌或骨关节病。
在肝硬化的治疗中,肝移植或肝细胞移植可以拯救患者的生命。
对于一些骨关节病和肺疾病来说,手术治疗可以帮助减少疼痛和疾病的进展。
纤维化疾病是一组重要的疾病,从发生机制到治疗复杂多样。
目前,各种研究和临床试验正在进行,以找到更好的治疗方案,以帮助患者控制病情,减轻疾病的危害。
专业角度诠释肺纤维化的发病机制
专业角度诠释肺纤维化的发病机制肺纤维化的发病过程可概括为肺泡的免疫和炎症反应、肺实质损伤和受损伤肺泡修复(纤维化)三个环节,而慢性炎症则是基本的病理基础。
在不明病因的作用下首先被激活的是巨噬细胞。
被激活的肺泡巨噬细胞可释放中性粒细胞趋化因子和许多简直细胞的生长因子、纤维连接素、损伤上皮细胞的毒性氧化物等。
近年来对肺纤维化的研究表明,对肺纤维化的发病机制有一下学说:1、肺损伤学说当肺受到炎性损伤时,炎性细胞浸润、激活、释放氧化活性物质、蛋白酶等,这些物质不仅能直接造成肺损伤,而且还能上调细胞因子的表达,促进肺间质纤维化的形成。
2、细胞学说中性粒细胞在肺泡炎和肺实质损伤中的作用日见引起重视,中性粒细胞来源的活性氧化物和中性粒细胞崩解后释放的蛋白水解酶,对肺组织有直接损伤作用,有能促进肺泡巨噬细胞(AM)释放其他细胞因子。
在早期肺损伤时,上皮细胞和毛细血管内皮细胞是受到损伤的靶细胞,但受损伤后分泌的细胞因子又参与了肺损伤和肺纤维化。
3、细胞因子失衡学说临床研究表明,多种细胞因子参与肺纤维化的形成,包括有成纤维细胞生长因子、集落刺激因子、趋化因子等,他们多由肺常驻细胞或浸润的炎性细胞所释放,刺激成纤维细胞增殖,使胶原等细胞外基质合成增加,后者在肺内沉积,导致肺泡壁和间质发生纤维化。
4、核转录因子激活学说核因子,它是一个二聚化合物的转录因子,存在于胞浆内,当被激活后进入胞核,诱导基因表达。
在肺泡炎阶段,活性氧化物蛋白水解酶、透明质敏等炎性介质增加,进而介导了肺泡炎和肺纤维化。
5、细胞凋亡学说肺泡II型上皮细胞与凋亡可能是早期肺间质纤维化的重要发病机制。
上皮细胞的凋亡导致肺间质纤维化,同时成纤维化细胞核肌纤维母细胞的凋亡减少可加速纤维化。
6、肌纤维母细胞的补充和修复学说肺纤维化肺活检中成纤维化细胞灶出现的频率与预后相关。
免疫组化研究表明,肌纤维母细胞是新合成胶原产物中的重要成分。
肌纤维母细胞存在于机化性肺炎的Masson 小体及UIP的成纤维细胞灶中,不同之处在于机化性肺炎中的成纤维细胞经历了凋亡,而UIP则持续存在。
肝纤维化的分子机制
类似 , 并且 也与动脉硬化 及脏器纤维化 具有相 同性 。
二、 促进 CO A L1 2转录之 T GF—B的作用机制
究发现 , 对促 进 T F—B之 C L A G O I 2转 录具 拮抗性 作用
的细胞 因子有肿瘤坏死因子 d T F一 和 IN一 ( N Ⅱ) F 。 三 、ma S d蛋 白质 的 C OL1 2转录激活作 用 A 1 由 "i I F—B至 S a V . m d的信号 传导途径 近年来 .
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20 3
口 医学介绍 2 ∞ 年第 2 本 0 3卷第 5 期
肝 纤 维 化 的 分 子 机 制
一
、
肝纤维化 的病理生理学 肝
化进展上 , 可经 自分 泌 和旁分 泌 双重 系统分 泌 的 T GF
—
1 .肝硬化纤维化 组织 的主要成分是 I 型胶原
机制重建 小叶结 构而不 遗 纤维 沉 积; 但若 为持 续性 炎
症所致而坏死 过 程一再 反 复 , 小叶结 构将 发 生改建 则 并 出现纤维增生。肝硬 化乃是一切慢 性肝病 的终末 表 现, 伴随过莉 的纤维 沉积 发生的 肝细胞 功 能不 全与血
循环动态改 变导致 可 门静脉 高压 , 而在 病毒 性慢 性 肝 病还可高频率并 发肝细胞 癌。 I 型胶原 乃是 肝硬 化
作用 , 一旦受到肝 细胞坏死 或 炎症所 释 出的 细胞 因子 刺 激即转化为肌纤 维母 细胞而活跃地生成胶原 。 此种星形细胞转 化 机制 , 与血 管 中膜 内平 滑肌 细
胞接受血管内皮 损伤 而释 出细胞 因子 刺激 , 转 化为 可
肌纤维母细胞并移行 于内皮而活跃生 成胶 原的现象相
维化过程 中, 年认 为星形细 胞是 主要 的胶 原生 成细 近
肝纤维化知识手册--机理参考文献5
前沿讲座肝星状细胞在纤维形成和纤维化逆转中的作用Tatiana Kisseleva,David A Brenner美国,纽约,哥伦比亚大学,药学系摘要肝纤维化的发生可由多种慢性疾病引起。
肝脏损伤诱导胶原蛋白生成细胞的活化以及细胞外基质蛋白的过量沉积。
这一过程由多种细胞共同配合完成。
肝细胞的凋亡和炎性细胞激发纤维原性和炎症原性细胞因子的分泌,如转化生长因子-¦Â1,血管紧张素Ⅱ,瘦素等,并依次活化作为Ⅰ型胶原蛋白主要来源的肝星状细胞。
本文旨在综述肝纤维化发病机理的最新研究进展。
关键词:Ⅰ型胶原蛋白,肝星状细胞,肝纤维化引言肝纤维化是多种肝脏疾病的归宿,以细胞外基质(ECM)蛋白,尤其是Ⅰ型胶原蛋白的过量沉积为特征。
其发生由肝细胞损伤,炎性细胞聚集,胶原蛋白生成细胞活化等一连串事件引起。
肝星状细胞(HSC)是Ⅰ型胶原蛋白的主要来源,在未受损伤的肝脏中维持休眠状态,在损伤应激时便活化为生成胶原的成肌纤维细胞。
除HSC外的其它细胞也参与胶原蛋白生成。
也就是说,来源于小血管的成肌纤维细胞在损伤应答时迅速增生,激发胶原蛋白合成。
此外,近期有一些研究指出骨髓来源的成肌纤维细胞和纤维细胞对在肝纤维化进程中ECM的沉积同样发挥作用。
肝脏损伤引起肝细胞与非实质细胞之间复杂的相互作用。
肝细胞损害在肝纤维化发病进程中发挥激发的作用。
凋亡的肝细胞释放活性氧簇(ROS)和细胞因子,从而引发炎性细胞(淋巴细胞和巨噬细胞)的聚集;并释放促进HSC活化和胶原蛋白沉积的可溶性因子(肿瘤坏死因子¦Á[TNF-¦Á]、成纤维细胞生长因子[FGF])。
接着,活化的HSC分泌炎症原性细胞因子,上调粘附分子,进一步加速炎性细胞聚集。
同时,肝原性巨噬细胞(Kupffer细胞)不仅分泌ROS,还产生纤维原性细胞因子(转化生长因子[TGF]-¦Â1、TNF-¦Á),从而激活HSC和白细胞外溢。
肝纤维化知识手册--机理参考文献3
肝纤维化的机制Scott L.FriedmanDivision of Liver Diseases,Mount Sinai School of Medicine,New York,New York慢性肝病治疗上的大幅改善,提升了人们探索肝纤维化的机制和治疗方法的兴趣。
肝内驻留的星状细胞激活后进行增殖、收缩和肝损伤部位的纤维化细胞仍然是该领域的主题。
但是,在过去的5-10年里一些新的领域快速发展并且已经建立起来,它们包括:(1)确认除星状细胞外的其他纤维化种群,例如门静脉成纤维细胞、纤维细胞和骨髓来源的细胞,还有在上皮和间质之间转换的细胞。
(2)发现星状细胞对肝的炎症和免疫具有重要的调节作用。
(3)对在星状细胞激活时控制基因表达的多条通路的机制进行解释,这些通路包括转录、转录后和基因外通路(4)确认了疾病特异性的纤维化通路。
(5)肝巨噬细胞的再次出现在纤维消解中对基质降解的决定作用和基质交联的重要性,以及瘢痕成熟的确切可逆性。
(6)暗示肝星状细胞对肝脏干细胞行为、肝癌和肝脏再生有促进作用。
这些进展的临床和转导意义变得显著,并对慢性肝病患者的治疗和前景有重要的影响。
肝纤维化领域的繁荣,归功于连续的实验进展和慢性肝病治疗中令人兴奋的发展1,通过抗病毒治疗对慢性乙肝和丙肝的控制已经证实,晚期纤维化可以退行并可以改善临床结局2-4,因此,提升了对肝纤维化及其消退机制基础研究的热情。
与此同时,简单的模型明确了细胞外基质(ECM)的细胞来源,在固有肝细胞和炎症细胞中细胞因子与旁分泌的相互作用使得对肝脏是如何对损伤作出应答的理解更细致入微。
这些进展对了解其他器官的纤维化,特别是胰腺的纤维化有很大益处5。
因此,一篇关于肝纤维化机制的综述不仅是适时的,而且比以往任何时候与临床更密切相关。
本文关注这一领域的最新进展,以早期文献的既定原则为基础6,7,由他们的临床关联组织起来,但同时也强调已经在这一领域连续的进展中出现的微妙分子。
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Common and unique mechanisms regulate fibrosis in various fibroproliferative diseases
Thomas A. Wynn
Immunopathogenesis Section, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH, Bethesda, Maryland, USA.
Fibroproliferative diseases, including the pulmonary fibroses, systemic sclerosis, liver cirrhosis, cardiovascular disease, progressive kidney disease, and macular degeneration, are a ing cause of morbidity and mortality and can affect all tissues and organ systems. Fibrotic tissue remodeling can also influence cancer metastasis and accelerate chronic graft rejection in transplant recipients. Nevertheless, despite its enormous impact on human health, there are currently no approved treatments that directly target the mechanism(s) of fibrosis. The primary goals of this Review series on fibrotic diseases are to discuss some of the major fibroproliferative diseases and to identify the common and unique mechanisms of fibrogenesis that might be exploited in the development of effective antifibrotic therapies.
Introduction Fibrosis is often defined as a wound-healing response that has gone out of control. Repair of damaged tissues is a fundamental biological process that allows the ordered replacement of dead or damaged cells after injury, a mechanism that is critically important for survival. Damage to tissues can result from various acute or chronic stimuli, including infections, autoimmune reactions, and mechanical injury. The repair process typically involves two distinct stages: a regenerative phase, where injured cells are replaced by cells of the same type, leaving no lasting evidence of damage; and a phase known as fibroplasia, or fibrosis, where connective tissue replaces normal parenchymal tissue. Although initially beneficial, the healing process becomes pathogenic if it continues unchecked, resulting in substantial remodeling of the ECM and formation of permanent scar tissue (Figure 1). In some cases, it might ultimately lead to organ failure and death. In contrast to acute inflammatory reactions, which are characterized by rapidly resolving vascular changes, edema, and neutrophilic infiltration, pathogenic fibrosis typically results from chronic inflammatory reactions — defined as responses that persist for several weeks or months and in which inflammation, tissue destruction, and repair processes occur simultaneously. Despite having obvious etiological and clinical distinctions, most chronic fibrotic disorders have in common a persistent irritant that sustains the production of growth factors, proteolytic enzymes, angiogenic factors, and fibrogenic cytokines, which together stimulate the deposition of connective tissue elements that progressively remodel and destroy normal tissue architecture (1, 2). When injuries occur, damaged epithelial and/or endothelial cells release inflammatory mediators that initiate an antifibrinolyticcoagulation cascade (3), which triggers formation of both blood clots and a provisional ECM (Figure 1). Platelets are exposed to ECM components, triggering aggregation, clot formation, and
Nonstandard abbreviations used: ARMD, age-related macular degeneration; EMT, epithelial-mesenchymal transition; HSC, hepatic stellate cell; IPF, idiopathic pulmonary fibrosis; PAMP, pathogen-associated molecular pattern; PRR, pattern recognition receptor; SSc, systemic sclerosis; TIMP, tissue inhibitor of metalloproteinases. Conflict of interest: Thomas A. Wynn is employed by the NIH, US Department of Health and Human Services, which holds a patent position on the treatment of fibrosis by antagonizing IL-13 and the IL-13 receptor chains. Citation for this article: J. Clin. Invest. 117:524–529 (2007). doi:10.1172/JCI31487.
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hemostasis. Next, platelet degranulation promotes vasodilation and increased blood vessel permeability, while stimulated myofibroblasts (collagen-secreting a-SMA+ fibroblasts) and epithelial and/or endothelial cells produce MMPs, which disrupt the basement membrane, allowing the efficient recruitment of inflammatory cells to the site of injury. Epithelial and endothelial cells also secrete growth factors, cytokines, and chemokines, which stimulate the proliferation and recruitment of leukocytes across the provisional ECM. Neutrophils are the most abundant inflammatory cell at the early stages of wound healing. When they degranulate and die, macrophages are recruited. During this initial leukocyte migration phase, the activated macrophages and neutrophils eliminate tissue debris, dead cells, and any invading organisms. They also produce cytokines and chemokines, which amplify the wound-healing response. These factors are also mitogenic and chemotactic for endothelial cells, which surround the injury and form new blood vessels as they migrate toward its center. Subsequently, T cells become activated and secrete profibrotic cytokines such as IL-13 and TGF-b (4, 5), which in turn further activate the macrophages and fibroblasts. Activated fibroblasts transform into a-SMA–expressing myofibroblasts as they migrate along the fibrin lattice into the wound. Myofibroblasts are derived from local mesenchymal cells or recruited from the bone marrow (where they are known as fibrocytes) (Figure 1). Epithelial cells can also undergo epithelial-mesenchymal transition (EMT), providing a rich renewable source of myofibroblasts (6). Following activation, myofibroblasts promote wound contraction, the process in which the edges of the wound migrate toward the center. Finally, epithelial and/or endothelial cells divide and migrate over the basal layers to regenerate the damaged tissue, which completes the normal healing process. However, when repeated injury occurs, chronic inflammation and repair cause an excessive accumulation of ECM components (such as hyaluronic acid, fibronectin, proteoglycans, and interstitial collagens), which contribute to the formation of a permanent fibrotic scar. The net amount of collagen deposited by fibroblasts is regulated continuously by collagen synthesis and collagen catabolism. The turnover of collagen and other ECM proteins is controlled by various MMPs and their inhibitors (tissue inhibitors of metalloproteinases [TIMPs]), which are produced by granulocytes, macrophages, epidermal cells, and myofibroblasts. Shifts in