肝血窦内皮细胞研究进展

肝血窦内皮细胞研究进展关键词：肝血窦内皮细胞研究进展

摘要本文主要综述了90年以来有关肝血窦内皮细胞（HSEC）研究的新进展，包括HSEC的分离培养，细胞窗孔及其有关调节因素，第Ⅷ因子相关抗原的表达变化与肝纤维化的关系，分泌一氧化氮（NO）和内皮素（ET）及其对肝微循环调节和病理生理意义，细胞表面多种受体和粘附分子的表达与功能作用及其与肿瘤转移的相关性等。

肝血窦内皮细胞（Hepatic Sinusoidal Endothelial cell，HSCE）是肝非实质细胞中数量最大的一种细胞，约占肝非实质细胞总数的50%。它的形成结构和功能特性与一般血管内皮细胞均有很大差异。一般血管内皮细胞的研究较早也较广泛而深入，HSEC的研究则起步较晚，近年随着HSEC分离培养方法的不断完善，对HSEC的研究也逐渐增多和深入，发现HSEC在肝功能活动中发挥重要作用[1]，本文就HSEC的近年研究进展作一综述。

1 HSEC的分离培养

内皮细胞尤其是实质性器官内血管内皮细胞的研究多需依赖体外实验方法。Knook首次用链霉蛋白酶（pronase）灌注肝组织，以离心淘洗术（centrifugal elutriation）分离纯化HSEC，但链霉蛋白酶可破坏HSEC的表面受体，影响细胞质量。以后用肠毒素取代链霉蛋白酶，肠毒素只破坏肝细胞，不破坏HSEC表面受体。但市场上缺乏商品化肠毒素，淘洗术设备昂贵、操作程序复杂，难推广应用。应用胶原酶灌注肝，继而用二氧化硅（percoll）密度离心法分离HSEC，既能使肝细胞很快完全分解，又能完好的保存HSEC活性和内吞能力。Percoll在相对高密度情况下，粘度较低，也不影响细胞表面结构。分离获得的HSEC中可能混有少量Kupffer细胞，可通过短期培养使其中的Kupffer细胞快速贴壁，即可获得高纯度（90%以上）的HSEC。本实验室研究体会[2，3]，Ⅳ型胶原酶溶液中含5mMCa2+并在390pH7.5条件下，酶活力最佳。胶原酶消化不足，可影响细胞得率；消化时间过长，则细胞膜破损，尤其是大量肝细胞被破坏，DNA外释，使残存的细胞相互粘连，影响细胞得率和细胞活力。在胶原酶溶液中加入少量DNase，可防止细胞间的粘连。在灌注胶原酶时，压力应控制在每分钟10ml以内，否则HSEC窗孔结构易受损害。另外，在缓冲液内入鞣酸，可防止HSEC众多窗口出现腔隙而相互融合。HSEC培养在胶原或纤维整合素支持膜上，细胞窗减少，也不形成三维空间结构：但在层粘连蛋白凝胶膜上可形成与血窦类似的三维管样结构，但内皮窗孔数减少[4]。如在Matrigel凝胶膜（其中含高浓度层粘链蛋白、Ⅳ型胶原、成纤维细胞生长因子、移动因子等）上培养HSEC，不但能促进细胞形成三维管状结构，还能保持窗孔数目。故Matrigel是体外研究HSEC的结构和功能的较理想的培养基。

2 HESC的窗孔及其变化调节

HESC有发达的窗孔，大多聚集形成筛板状，内皮外常无基膜。HESC窗孔是狄斯间隙内外进行物质交换的重要通道，是维持肝细胞微环境稳定的重要结构。电镜下观察大鼠HSEC，肝小叶中央带HSEC的窗孔直径为150nm，不叶周边带为

175nm。窗孔大小可随肝生理病理状况的变化而改变，许多药物或制剂如细胞松弛素B、二甲基亚硝胺、硫代乙酰胺、双泛酰胺乙胺、细胞外基质、5-羟色胺等，均能改变窗孔直径，从而影响其物质转运动能[5、8]。肌丝抑制剂细胞松弛素B能使内皮窗孔直径增大，表明窗孔的变化与细胞骨架有关。微丝环绕在窗孔周围，相信窗孔间由16nm的中间丝连接；筛板周围又环着微管，筛板之间也有微管形成的网架结构。细胞骨架变化可动态调节窗孔的大小变化。[9，10]用免疫荧光和荧光染色双标法显示的HSEC，我们也发现胞质内有发达的微丝微管并构成窗孔的支架[1]。HSEC如同肌纤维一样也有质膜钙通道，也有钙一钙调蛋白-肌动肌球蛋白系统，胞质内钙浓度的变化可激活该系统，肌丝发生滑动，进而改变窗孔的大小[12]。用5-羟色胺处理培养的HSEC，它是钙通道激活剂，可和钙通道阻滞剂结合，使钙及非特异离子通道打开，Ca2+内流并与在胞质内的钙调蛋白结合，激活肌球蛋白轻链使之磷酸化，进一步激活肌动蛋白ATP酶，肌动蛋白收缩，窗口收缩20%。我们的研究也发现5-羟色胺可使HSEC内钙含量增高，细胞骨架发生变化，窗孔相应缩小；若先用钙通道阻滞剂异搏定处理HSEC，5-羟色胺则不能影响窗孔变化[1]。新近发现，若HSEC表达细小白蛋白（parvalbumin），即可阻止窗孔缩小，进而使窗孔扩大[13]。细小白蛋白属于钙结合蛋白家族，仅出现在哺乳动物某些肌纤维内，它与Ca2+有高度亲合力，与钙调蛋白竞争自由Ca2+，故可阻止肌浆内的Ca2+高峰，影响肌丝活动。我们用细胞松弛素B作用于培养的HSEC，发现细胞内的Ca2+含量变化不明显或呈下降趋势而窗孔则明显扩大[11]。细胞松驰素B 可覆盖于肌动蛋白的末端，阻止其快速延长，使细胞内肌动蛋白聚合受阻，导致窗孔扩大。Latrunculin a的生物学效应与细胞松驰素B相同，但前者的最低用量是后者的1/100，且比后者早半小时达到最大效果[14]。这主要因为二者的作用机理不同，Latrunculin a是一种能和肌动蛋白单体结合形成1：1的混合物，从而降低肌动蛋白的分布密度。由此可见，HSEC窗孔结构调节受细胞内Ca2+浓度的影响，同时肌动蛋白的分布和状态对窗孔的变化也起重要作用，甚至起关键作用。

HSEC窗孔也是一种动态的生物滤过器，可阻挡直径大小200-500nμ的乳糜微粒，直径较小的乳糜微粒降解物则可通过。若用药物等因素使HSEC窗孔变小或消失，富含胆固醇的乳糜微粒降解物不能进入狄氏隙被肝细胞摄取，以至肝细胞合成胆固醇的负调节的作用减弱，内源性胆固醇合成增多，血液中的LDL和甘油三脂增多，易致动脉粥样硬化。另外，窗孔变化也影响肝细胞摄取外源性脂质和维生素A，贮脂细胞内的维生素A减少易转化为成纤维细胞，基膜和胶原生成增多，有可能导致肝纤维增生[15]。

3 HSEC的第Ⅷ因子相关抗原的表达

第Ⅷ因子相关抗原也称Von Willebrand factor(vWF)，是由血管内皮细胞和巨核细胞合成的一种大分子糖蛋白，在损伤后的止血过程中起重要作用。体内存在三种不同形式的vWF，即血浆内可溶性vWF，内皮细胞和血小板胞质颗粒内的vWF 及基膜上的vWF。基膜上的vWF，即血浆内可溶性vWF，内皮细胞和血小板胞质颗粒内的vWF及基膜上的vWF。基膜上的vWF是血小板粘附于内皮下层的量主要活性物质，在血小板聚集附着于破损血管壁上起重要作用。一般血管内皮细胞表达vWF，它贮存在胞质内的一种杆状细胞器（W-P小体）内。是内皮细胞的特异性标志。HSEC是否表达vWF，曾有不同的研究报道，近年研究新分离的HSEC中不足5%