Fas分子和肝細胞凋亡
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近年來細胞分子生物學領域中的兩個重要進展，即細胞凋亡概念的提出和fas分子的分離與鑒定對肝病的研究有重要影響，加深了人們對肝細胞損傷與死亡的認識.1993年Ogasawaraetal［1］進行的Fas單抗毒性實驗證實了Fas分子系統在肝細胞凋亡或損傷中發揮著極其重要的作用，揭開了Fas分子對肝細胞功能調節研究的序幕.研究證實，Fas分子系統既與肝細胞損傷有關也與肝細胞的整體功能調節有關［2，3］.
1Fas分子
人Fas分子定位于10號染色體q23，cDNA長度為2534bp，編碼325個氨基酸殘基36KD的Ⅰ型跨膜糖蛋白，分子結構包括3個部分，膜外的N末端區，跨膜區和膜內的C末端區.膜外區為155個氨基酸組成的信號肽區，其氨基酸序列相對保守且具有膜受體特征，當與其配體FasL結合后啟動凋亡信號的跨膜傳遞，跨膜區位于分子結構的中段，由15個氨基酸殘基構成，構成胞質區的145個氨基酸殘基中的80個在傳遞凋亡信號中發揮著關鍵性的作用，故將該區稱為“死亡區域”(deathdormain)，而Fas分子又被稱為“死亡受體”［4］.
人Fas分子主要分布于活化的T，B淋巴細胞上，造血細胞及多種腫瘤細胞上也有表達，盡管正常人肝細胞并不表達Fas分子，但在病變的肝細胞上卻有廣泛的表達，且其表達強度與肝細胞的損傷程度及肝病的預后有密切的關系［5，6］.目前已證實，肝臟病變時，肝實質細胞枯否細胞，肝竇內皮細胞和肝內浸潤的淋巴細胞均可表達Fas分子或其配體，但因其在表達的部位不同，其生物學意義也各不相同［7］.
2Fas分子介導的肝細胞凋亡的信號傳遞機制
Fas分子與其配體，單抗或其自身結合均可形成二聚體而啟動凋亡信號的傳遞，但Fas分子介導的凋亡信號的傳遞無需細胞核的參與，不伴有基因的活化，并可以導致無核細胞凋亡發生，這與其他凋亡信號的傳遞有明顯的不同.
盡管Fas分子介導的細胞凋亡的信號傳遞的詳細分子生物學機制還未完全明確，目前認為其主要過程包括以下步驟［8-12］.①死亡受體分子的活化：由于Fas分子中的死亡結構域有相互聚集的傾向，死亡配體與其相應的死亡受體(Fas-FasL)結合后誘導Fas分子中的死亡結構域與轉接器蛋白(adaptorportein)分子中的死亡結構域結合，轉接器蛋白又稱Fas分子相關蛋白(Fas-associateddeathdormain,FADD).②凋亡酶體(apoptosome)的形成：FADD分子的另一端含有可與胱冬酶原-8(pro-csapase-8)相結合的死亡效應器結構域(deatheffectordormain,DED),誘導兩者的結合.這樣由Fas-FasL-FADD-Pro-caspase8串聯構成的復合物稱為“凋亡酶體”.③胱冬酶(caspase-8)家族的活化：胱冬酶被認為是凋亡效應器酶，凋亡酶體中由于胱冬酶原的聚集而導致自身的水解與活化形成有活性的胱冬酶-8(caspase-8)，并可以依次激活其同源酶家族中的其他酶原形成自身激活瀑布(如caspase-8...caspase6,7...caspase3)，而胱冬酶-3可以激活DNA降解酶，降解DNA為特異性片段導致細胞凋亡的發生.
3Fas分子在肝內表達的生物學意義
肝內多種細胞可以被誘導而表達Fas分子，但其表達的細胞不同，強度不同而具有不同的生物學意義.
3.1在肝實質細胞上的表達Weintraubetal［13］在Fas和FasL基因雙缺陷小鼠(B6/lprgld)模型上發現，盡管小鼠能正常的發育與生長，但在無任何炎癥刺激時肝內即有大量的炎性細胞浸潤，而向肝實質細胞內導入微量的Fas并給以弱刺激即可以誘導廣泛的肝實質細胞凋亡，提示Fas分子在肝實質細胞的表達對肝細胞的功能調節具有極其重要的意義.最近的研究還證實Fas分子介導的肝細胞凋亡是各型肝病的肝細胞損傷與死亡的主要機制之一，Fas分子在肝實質細胞上的表達強度與HBV和HCV在體內的復制程度有關，并與肝實質細胞的損傷程度相一致.顯然，病毒性肝炎時Fas分子在肝實質細胞上的表達的生物學意義在于清除病毒感染細胞而避免誘發過度的炎癥反應而使非感染細胞受累.業已證明Fas分子介導的肝細胞凋亡，即肝實質細胞的損傷是原位肝移植后排斥反應時肝實質細胞的損傷的主要機制［14］.
3.2在肝星型細胞上的表達在肝組織損傷過程中，肝星型細胞(hepaticstellatecell,HSC)從靜止型向激活型轉變，并成為肝組織損傷修復過程中細胞外基質的主要來源.Saileetal［5］對體外體內的FSC激活后的轉歸研究發現，靜止的FSC無凋亡現象，但隨著時間的延長，凋亡現象逐漸增加，過度型8%+5%，激活型18%+8%，同時伴有Fas/FasL表達的增加.FSC的凋亡可以被Fas阻斷型抗體完全阻斷，而給以Fas激活型抗體則95%的FSC呈現凋亡現象.據此，Eischenetal［15］認為，肝組織損傷修復后激活的FSC轉歸可能有以下兩個方面：①通過Fas/FasL途徑凋亡，②轉回靜止狀態.前者可能是清除激活過量FSC的一個主要方式.
3.3在枯否細胞和肝竇內皮細胞上的表達Muschenetal［7］在內毒素刺激的小鼠原代培養枯否細胞，肝竇內皮細胞和肝實質細胞上發現，內毒素刺激后，枯否細胞和肝竇內皮細胞上FasL分子表達增加，并可見可溶性Fas的分泌，而肝實質細胞上僅見Fas分子表達的增加，未見Fas分子表達的改變，這提示枯否細胞和肝竇內皮細胞是Fas分子介導肝實質細胞凋亡的主要調節者，即枯否細胞和肝竇內皮細胞表達FasL的強度部分決定肝實質細胞凋亡及損傷的程度.其生物學意義可能還包括清除肝內激活的過多的淋巴細胞，促進其凋亡，避免對肝細胞的過度損傷.而血清可溶性Fas分子升高的意義可能在于阻斷FasL的生物學作用，避免過度的肝細胞凋亡的發生.
3.4在肝內浸潤淋巴細胞上的表達FasL主要表達在激活的NK及T淋巴細胞上，以旁分泌機制介導周圍細胞的細胞毒活性，或以自分泌機制啟動激活誘導的細胞凋亡(activation-inducedcelldeath,AICD)而“自殺”.RT-PCR檢測小鼠新鮮分離的肝內NK細胞顯示，肝內未受抗原刺激的NK細胞具有結構性表達FasL的功能，能殺死轉染Fas的淋巴細胞，而對Fas表達陰性的間質細胞無作用，在給以可溶性Fas分子的Fc片段可以阻斷這種殺傷［15］.人靜息的NK細胞并不表達FasL,但被刺激和誘導(如IL-2誘導)后可以表達，并特異性地殺傷表達Fas的細胞，血清IL-2濃度的升高是細胞免疫激活的標志，這提示炎癥時肝內NK細胞的激活可以殺傷表達Fas的肝實質細胞，參與肝細胞損傷的調節.
4肝細胞Fas分子表達的干預與調節
由于Fas分子系統在肝細胞上表達的廣泛性與復雜性，參與肝細胞凋亡的調控，在肝細胞功能穩態的調節中具有重要意義，因此，調節肝細胞Fas分子的表達及其信號傳遞就具有及其重要的意義.
4.1誘導Fas分子的表達，促進肝細胞的凋亡細胞凋亡是宿主清除病毒感染細胞的有效抗病毒機制，可以被CTL所觸發，也可以被炎性細胞因子或病毒裂解細胞的產物所誘導.某些病毒如Bcl-2同源病毒E1B19K編碼的病毒蛋白可以抑制Fas分子凋亡信號傳遞的效應酶——胱冬酶的激活而抑制病毒感染細胞的凋亡，使病毒感染細胞不能被清除而導致病毒感染的慢性化.Bertinetal［16］發現，馬皰疹病毒Ⅱ型(EHV-2)和軟疣病毒MC-159編碼的E-8蛋白和MC-159蛋白是含有死亡效應序列的抗凋亡蛋白，可與FADD結合而抑制Fas介導的凋亡信號的傳遞，導致感染病毒細胞的凋亡抑制，造成病毒感染的持續與慢性化.HBV和HCV感染的慢性化是否與病毒誘導的抗凋亡蛋白的產生有關目前尚無報道，但誘導病毒感染細胞的Fas分子的表達顯然有助于病毒感染細胞的清除與肝纖維化的逆轉.
不可修復的細胞凋亡與腫瘤的發生與發展有關.Kuboetal［17］對35例肝癌標本進行DNA末端標記及Fas/FasL免疫組化的檢測發現，肝癌組織肝細胞凋亡明顯較周圍正常肝組織為少，Fas/FasL在癌組織的表達也明顯低于癌周組織(P＜0.0001)，這提示促進肝癌細胞Fas/FasL表達有助于肝癌的治療.業已證明Fas分子在細胞上的表達可以被細胞因子所調節.Zhouetal［18］發現，人周圍血T細胞對Fas介導的凋亡信號不敏感，但給以IL-210kU/L處理后，T細胞即恢復對Fas敏感的表型，提示IL-2可以上調Fas分子的表達，促進Fas介導的凋亡信號的傳遞.
4.2抑制Fas分子的表達，阻斷凋亡信號的傳遞肝移植失敗的主要機制是由CTL介導的免疫排斥，目前認為Fas分子介導的細胞凋亡是肝移植排斥反應中CTL主要的細胞毒機制［19］.因此，抑制肝移植后肝實質細胞Fas分子的表達對抗排斥反應具有極其重要的意義.已證實cyclosporinA可以阻斷Ca2+依賴性磷酸化酶，而抑制Fas分子的表達，酪氨酸激酶抑制劑(herbimycinA)可以抑制Fas分子介導的凋亡信號的傳遞的啟動［5］.
胱冬酶是Fas/FasL誘導肝細胞凋亡的主要效應酶，Jonesetal［12］發現該酶抑制劑Ac-DEVD-CHO在極低濃度下(1μm/L-10μm/L)對肝細胞凋亡即具有強有力的抑制作用，提示胱冬酶特異性蛋白酶抑制劑可能是將來新的一類“保肝藥”，而被用于各型肝細胞損傷的治療。
總之Fas分子系統作為目前肝病領域里新的研究熱點，進展十分迅速，但以下問題仍未解決：①慢性HBV和HCV感染時，Fas分子表達增強，但凋亡信號的傳遞卻明顯受抑，其分子機制是什么.②慢性肝病時肝纖維化發生過程中HSC的抗凋亡機制是什么.③調節Fas分子信號傳遞的更有效藥物.④安全、穩定、高效的Fas/FasL質粒載體的構建.以上問題的解決顯然將成為肝病研究和治療上新的里程碑.
綜上所述，抑制肝細胞Fas表達將有助于減輕肝細胞損傷的程度，提高肝移植的成活率，而促進肝細胞Fas分子的表達將為肝癌和肝纖維化的治療開辟新的途徑.
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