引用本文： 龍丹, 周彥妮, 李鴻生, 王思琪, 李露, 張家碧, 馮莉, 李勝富. 胰腺星形細胞在胰腺纖維化中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2017, 24(5): 638-643. doi: 10.7507/1007-9424.201609062 復制
在胰腺纖維化的過程中， 常常會出現胰腺導管阻塞，以及胰腺發生炎癥而導致的胰腺進一步壞死。 在胰腺纖維化形成的初期，胰腺腺泡細胞、導管上皮細胞和間質細胞可以通過細胞因子誘導胰腺星形細胞轉變成肌纖維母細胞， 并且分泌和沉積致胰腺纖維化的細胞外基質[1]。由于胰腺纖維化的最終結果是大量的成纖維細胞增生和細胞外基質的沉積，這與目前被廣大學者認識的胰腺纖維化效應細胞即胰腺星形細胞有密切的關系[2]。本綜述將系統性地了解胰腺星形細胞的情況， 尤其是其特性、 活化以及其與胰腺纖維化關系的作用機制方面的問題。
1 胰腺星形細胞的特性及鑒定
1.1 胰腺星形細胞的特性
關于胰腺星形細胞的相關報道最早始于 1982 年，日本科學家 Watari 等[3]在大鼠和人的胰腺組織中發現了它是能夠自發藍綠色熒光且能夠儲存維生素A的細胞。Buchholz 等[4]在乙醇性胰腺炎模型中，發現了胰腺星形細胞的形態與肝臟星狀細胞極其相似，在顯微鏡下觀察發現其位于胰腺纖維化區域。Mutoh 等[5]在 1997 年發現了一類形態類似于成纖維狀的細胞，位于人的胰腺腺泡附近，于是他將這類細胞稱為胰腺腺泡成纖維樣細胞。后來德國的 Bachem 等[6]在 1998 年從大鼠和人的胰腺小葉間和腺泡區、鄰近腺泡基底部成功地原代分離了可以合成Ⅰ型膠原、纖維連接蛋白和層粘連蛋白的細胞，此類細胞大約占胰腺細胞總數的 3.99% 左右，由于此類細胞與胰腺纖維化區域的成纖維樣細胞的形態類似，故將此類細胞命名為胰腺星形細胞。
1.2 胰腺星形細胞的鑒定
Rosendahl 等[7]對胰腺星形細胞進行了鑒定，免疫組織化學染色未活化的胰腺星形細胞的結果顯示，結蛋白和膠質原纖維酸性蛋白呈陽性表達；然后將胰腺星形細胞在培養箱中培養 48 h 后，免疫組織化學染色 α-平滑肌肌動蛋白的結果顯示其呈陽性表達。Strobel 等[1]在建立的慢性胰腺炎動物模型以及慢性胰腺炎患者中發現，在胰腺纖維化部位有大量活化的胰腺星形細胞，這些細胞能分泌大量的膠原，并且與胰腺纖維化密切相關。可見，胰腺星形細胞天然存在于胰腺組織中，而在胰腺病理狀態下其被大量激活，從而發揮致纖維化的功能，因而認為胰腺星形細胞與胰腺纖維化有關，但其具體機制還不明確。
2 胰腺星形細胞與胰腺纖維化的關系
位于竇狀隙周圍的肝臟星狀細胞，可通過合成膠原和細胞外基質而導致肝臟纖維化，這已得到廣泛認可[8]。胰腺星形細胞與胰腺纖維化的關系和作用機制與肝臟星狀細胞相似[9]。在急性肝臟損傷中，肝臟星狀細胞被細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）迅速激活，血小板源性生長因子細胞表面受體能夠被血小板源性生長因子特異性結合，從而激活 ERK1 和 ERK2，進而使小 G 蛋白 Ras、Raf-1 蛋白激酶、絲氨酸特異性蛋白激酶等一系列蛋白參與細胞信號轉導，ERK 信號通路的下游蛋白以及 ETS 家族轉錄因子 ELK-1 和 SAP-1 會進一步調控肝臟星狀細胞生長相關基因如 c-fos[10]。在胰腺組織中，胰腺星形細胞的激活已被報道[11]，在體外培養的胰腺星形細胞能夠被血小板源性生長因子刺激增殖，能被轉化生長因子-β 刺激合成膠原；同時胰腺星形細胞的活化也有炎性介質腫瘤壞死因子和白細胞介素-6 的參與。有體內研究[12]進一步證實了胰腺星形細胞與胰腺纖維化的聯系，若向胰管內注射三硝基苯磺可導致壞死性胰腺炎和纖維化，在三硝基苯磺大鼠胰腺纖維化部位有 α-平滑肌肌動蛋白陽性細胞（胰腺星形細胞表面標志物），這群 α-平滑肌肌動蛋白呈陽性表達的細胞會產生大量的膠原，從而導致胰腺纖維化。相同的結論在慢性胰腺炎患者的活檢組織中也得到證實[2]。靜脈注射二丁基氯化錫導致的慢性胰腺纖維化小鼠模型[13]中也發現，胰腺星形細胞被誘導激活，數量增加且分泌大量膠原，從而誘發胰腺纖維化。
胰腺星形細胞導致胰腺纖維化的作用在轉化生長因子-β 轉基因小鼠的研究[14]中也有報道，若在小鼠的胰腺組織中高表達轉化生長因子-β，能夠促使胰腺星形細胞表達血小板源性生長因子受體，增強血小板源性生長因子的促增殖作用，也能使轉化生長因子-β1、-βR1、-βR2 在胰腺星形細胞中表達，從而經過自分泌途徑使胰腺發生纖維化；轉化生長因子-β1 不僅可直接活化胰腺星形細胞，還可以通過調節成纖維細胞生長因子的表達水平進而間接活化胰腺星形細胞。Haber 等[15]以慢性胰腺炎患者的手術標本作為對照，建立了從大鼠胰管逆行灌注三硝基苯磺從而誘導胰腺纖維化模型，結果發現，大鼠胰腺的病理改變與慢性胰腺炎患者的胰腺病理改變幾乎完全相同，對胰腺發生纖維化的區域進行天狼星紅和Ⅰ型膠原染色發現呈雙陽性；在 α-平滑肌肌動蛋白染色和結蛋白染色均呈陽性的細胞附近發現天狼星紅染色也呈陽性，這從體內證明了在胰腺發生纖維化的區域里胰腺星形細胞標志性骨架蛋白-結蛋白染色呈陽性，天狼星紅染色和 α-平滑肌肌動蛋白染色的重疊也直接證明了胰腺纖維化過程中分泌的大量膠原主要來源于活化的胰腺星形細胞[16]。
綜上，體內外研究都證明了胰腺星形細胞在胰腺發生纖維化過程中發揮了重要作用。
3 胰腺星形細胞的活化機制及其與胰腺纖維化的關系
胰腺損傷和慢性炎癥能誘導胰腺早期纖維化的發生，損傷的胰腺實質細胞和活化的炎癥細胞能分泌多種細胞因子，如轉化生長因子-β 和血小板源性生長因子[1]，這些細胞因子與胰腺星形細胞的活化有密切關系，可經旁分泌途徑去活化胰腺星形細胞。不僅旁分泌和自分泌細胞因子的網絡調節對胰腺星形細胞活化有影響，而且細胞外基質、超氧自由基和血小板均參與了其活化。現對胰腺星形細胞的體外活化方式進行初步介紹，并分析其與胰腺纖維化的關系。
3.1 胰腺星形細胞被轉化生長因子-β激活
轉化生長因子-β 是一種多功能蛋白質，可以影響多種細胞的生長、分化、凋亡、免疫調節等功能，其來源廣泛，常見于血小板、炎癥細胞、胰腺腺泡細胞、導管上皮細胞、胰腺星形細胞等，若將胰腺星形細胞和轉化生長因子-β 共同培養，胰腺星形細胞被大量激活并轉化為肌成纖維細胞，同時分泌產生大量的細胞外基質。轉化生長因子-β 激活胰腺星形細胞的促胰腺纖維化的作用主要表現在以下幾個方面：① 促使胰腺星形細胞被激活的同時分泌產生大量的細胞外基質；② 促使胰腺星形細胞能夠分泌產生基質金屬蛋白酶組織抑制劑來減少細胞外基質的代謝降解，同時也能抑制胰腺星形細胞分泌產生基質金屬蛋白酶來減少細胞外基質的代謝降解；③ 促使胰腺星形細胞產生更多的轉化生長因子-β 及其相應的受體，放大自身的效應；④ 合成一些其他相關的細胞因子如白細胞介素-1β 和 白細胞介素-6[17]。
3.2 胰腺星形細胞被血小板源性生長因子刺激
血小板源性生長因子及其受體在慢性胰腺纖維化區域的表達明顯增加，將血小板源性生長因子加入到體外培養的胰腺星形細胞中，可以明顯地觀察到胰腺星形細胞增殖速度加快，同時也能激發胰腺星形細胞的膠原和纖維連接蛋白的合成作用[18]。
3.3 胰腺星形細胞的激活與成纖維細胞生長因子相關
成纖維細胞生長因子家族是一組與肝素結合蛋白同源的生物大分子，通過采用 Northern 印跡雜交、免疫組織化學法、原位雜交等技術檢測慢性胰腺炎患者的胰腺組織中成纖維細胞生長因子，均能發現成纖維細胞生長因子呈過度表達，且其定位在胰腺導管細胞、導管附近的成纖維細胞和一部分內分泌細胞中，這一現象提示了成纖維細胞生長因子及其受體參與了慢性胰腺炎的發病過程[19]，但具體方式尚不十分確切。
3.4 胰腺星形細胞的激活與血小板活化因子相關
在大鼠胰管結扎誘導的梗阻性胰腺炎模型中發現，血小板活化因子與胰腺纖維化發生有關。血小板活化因子和轉化生長因子先與表皮細胞生長因子受體相結合，然后通過第二信使途徑使胰腺纖維化中的胰腺星形細胞增生，從而進一步再分泌合成細胞外基質[20]。
3.5 脂質過氧化產物活化胰腺星形細胞
在慢性乙醇性胰腺炎患者的胰腺纖維化區域能夠看到脂質過氧化產物以及活化的胰腺星形細胞的形態。Masamune 等[21]在體外實驗中發現，不僅乙醇代謝過程中生成的乙醛可以活化胰腺星形細胞，而且代謝過程中的氧化應激也可以活化胰腺星形細胞。在乙醇和慢性胰腺炎致早期胰腺損傷模型的動物實驗[22]中也證實了不論是短期還是長期受乙醇刺激，胰腺細胞內都能出現氧化應激，從而使胰腺發生了早期損傷。所以，不管是伴發還是不伴發炎癥反應的慢性胰腺炎，氧化應激都是促使胰腺纖維化的因素之一。
3.6 胰腺星形細胞的胞內活化機制
迄今為止，雖然胰腺星形細胞的活化過程是多種細胞因子和復雜因素協同作用的結果，但其細胞內的作用機制更值得關注。
胰腺星形細胞的胞內信號轉導和調控是研究的熱點。目前胰腺星形細胞的胞內信號主要有絲裂原活化蛋白激酶家族和信號轉錄調控系統[23]。絲裂原活化蛋白激酶屬于絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶家族，其對細胞周期的調控可以從基因表達、細胞增殖和凋亡進行。在哺乳動物細胞中，絲裂原活化蛋白激酶家族主要包括 ERKs、c-jun 氨基端激酶和 P38 蛋白，它們都參與了胰腺星形細胞的活化[24]。ERKs 中的 ERK1 和 ERK2 是公認的胰腺星形細胞激活途徑，還包括細胞溶質蛋白、小 G 蛋白 Ras 和 Raf-1 的參與。血小板衍生生長因子是一種強有力的促細胞分裂素，可使 ERK1/2 通路介導的胰腺星形細胞活化，但是通過 Ras-Raf-ERK 通路的信號抑制會使胰腺星形細胞的增殖速度減慢。將胰腺星形細胞放置于乙醇和乙醛的條件下，會使 ERK1/2 通路更快速和持久地導致胰腺星形細胞活化[25]。絲裂原活化蛋白激酶依賴的 JNK 和 P38 途徑，不僅是誘導前炎癥因子和細胞應激原的介質，而且也是乙醇或乙醛刺激活化胰腺星形細胞所依賴的途徑，所以抑制 P38 酶可減少胰腺星形細胞在乙醇刺激的條件下向肌成纖維樣細胞轉變[26]。同時，P38 途徑也參與了血小板衍生生長因子使胰腺星形細胞活化和在長時間誘導培養的條件下使胰腺星形細胞活化，而在新鮮分離獲得的胰腺星形細胞中加入 JNK 抑制物 SP600125，能夠明顯抑制胰腺星形細胞的增殖。
轉錄因子直接參與了胰腺星形細胞的激活和致纖維化。信號轉導子 AP-1、轉錄激活子 3 和核因子 κB 在長時間誘導培養的胰腺星形細胞的活化過程中起作用。核因子 κB 和 AP-1 在早期具有很強的與 DNA 結合的能力，但是這種能力會隨著胰腺星形細胞向肌成纖維樣細胞的逐漸轉變而逐漸降低。據文獻[27]報道，內源性轉化生長因子-β1 激活胰腺星形細胞依賴 Smad-2 通路，而外源性轉化生長因子-β1 依賴 ERKs 途徑。對照肝臟星狀細胞的一些相關通路研究[28]可以推測轉化生長因子-β 抑制胰腺星形細胞活化可能依賴 Smad-7 通路。不僅如此，過氧化物酶體增殖物激活受體能夠通過其配體 15-脫氧-Δ2,4-前列腺素 J2 和曲格列酮抑制胰腺星形細胞的增殖活化和 α-平滑肌肌動蛋白表達[29]，而曲格列酮能減弱大鼠胰腺炎癥和纖維化程度[30]。所以，過氧化物酶體增殖物激活受體 γ 在胰腺纖維化中的具體作用機制還需要進一步探討。
科學家在研究肝臟星狀細胞時發現，肝臟星狀細胞在活化的過程中凋亡率也會增加，在活化的肝臟星狀細胞中能夠檢測到凋亡調節相關蛋白 Bcl-2 和 p53，但是在靜息狀態下的肝臟星狀細胞中不能被檢測到上述相關蛋白，提示凋亡可能是調控肝臟星狀細胞的重要機制之一。從而推測，與之功能相似的胰腺星形細胞是否也有凋亡調控作用? 研究[31-32]證實，凋亡調節相關的 Fas 基因編碼蛋白（CD95）能誘導胰腺星形細胞凋亡，腫瘤壞死因子家族的凋亡誘導配體（TRAIL）也能誘導胰腺星形細胞凋亡，并且胰腺星形細胞活化程度越高，其凋亡率也越高；同時還發現了 CD95 和 TRAIL 受體 2 在活化的胰腺星形細胞中表達。Hasel 等[33]也證實了 TRAIL 在正常胰腺組織中的表達水平較低，然而其在慢性胰腺炎的胰腺星形細胞的炎癥浸潤和纖維生成部位呈高表達。以上結果提示，在胰腺纖維化過程中胰腺星形細胞凋亡可能起到了一部分的調控作用，但其具體機制仍有待于進一步的研究。
4 胰腺纖維化的干預
胰腺星形細胞被認為是胰腺纖維化進程中的主要效應細胞之一，這提示了其作為治療靶標的思路，即可能干預或逆轉胰腺星形細胞的活化過程并誘導凋亡。由于造成肝臟和胰腺纖維化有類似的效應細胞，參照抗肝臟纖維化的藥物機制，可從效應細胞絲裂原如血小板衍生生長因子和促細胞外基質合成細胞因子如轉化生長因子 β 這兩個方面進行有效干預，可用來建立抗胰腺纖維化模型[34-37]；同時，由于干擾素、過氧化物酶體增殖物激活受體 γ、絲裂原活化蛋白激酶、磷脂酰肌醇 3-激酶、Smad 蛋白、血管緊張素轉換酶抑制劑以及血管緊張素Ⅱ可作用于胰腺星形細胞，也可考慮其潛在的治療前景。
綜上，只有闡明了胰腺星形細胞活化的機制和確定了關鍵效應分子，才有可能為胰腺抗纖維化藥物的開發帶來希望和可能。
5 問題與展望
胰腺纖維化是胰腺多種疾病的終末期表現，也是胰腺移植后移植物慢性失功的根本原因，其形成機制非常復雜且不清楚。目前對胰腺纖維化的認識主要有 4 種觀點：第一，胰腺導管腔阻塞而致纖維化。胰腺導管內蛋白栓的形成和進一步的堆積能使管腔發生阻塞，從而導致組織破壞。蛋白栓的形成原因主要有鈣離子分泌增加、胰腺細胞中酶原顆粒蛋白和胰腺結石蛋白分泌異常、乙醇等[38]。第二，胰腺組織壞死而致纖維化。頻繁發生的急性胰腺炎可以使胰腺組織壞死，從而使胰葉內胰管發生扭曲變形，進而使胰管狹窄，胰液不能正常流出，蛋白逐漸沉積而形成蛋白栓[39]。頻繁發生以上過程會造成越來越多的胰管發生阻塞，腺泡細胞逐漸消失在胰管狹窄上游處，從而導致胰葉內纖維化組織的生成[40]。第三，氧化應激反應而致纖維化。有多種原因會造成胰腺氧自由基同抗氧化劑比例增加，從而使胰腺的腺泡細胞發生氧化應激反應，進而發生脂質過氧化物堆積、肥大細胞脫顆粒物、血小板活化、一系列炎癥反應等，從而最終造成胰腺纖維化[40]。第四，藥物代謝與毒性作用。常用的免疫抑制劑能使胰腺的形態學發生改變，分泌異常，尤其是分泌過量膠原和細胞外基質等引起的纖維化。
手術是目前胰腺纖維化的主要治療方法，但是手術并不能恢復胰腺的功能，也不能阻斷胰腺的后期病理改變進程[41]，且迄今為止，在我國也還沒有應用于臨床的抗胰腺纖維化的藥物。干預和逆轉胰腺纖維化的關鍵步驟是尋找與纖維化相關的關鍵效應細胞和因子。有研究[42]結果表明，胰腺星形細胞的活化與胰腺纖維化關系密切，胰腺星形細胞在胰腺纖維化過程中起重要作用，因而以胰腺星形細胞為靶標的治療方法已逐步成為抗胰腺纖維化和治療慢性胰腺炎的非常重要的方法。所以，研究胰腺炎和胰腺移植后胰腺星形細胞的活化機制以及研究減少胰腺星形細胞的分泌而產生過量細胞外基質和膠原的方法，進一步調控和逆轉胰腺炎和移植胰腺慢性失功是將來研究的重要課題。總體來說，對于干預和逆轉胰腺纖維化治療的研究還在體外階段和慢性胰腺炎模型階段，相信隨著對胰腺星形細胞功能的逐漸深入認識，在分子水平方面的調控、胰腺星形細胞與細胞因子和炎癥細胞之間的相互作用等的深入研究，會更深一步地闡明慢性胰腺炎的發生和發展的過程，阻斷慢性胰腺炎的纖維化進程，逐漸找到治療慢性胰腺炎的新方法。
在胰腺纖維化的過程中， 常常會出現胰腺導管阻塞，以及胰腺發生炎癥而導致的胰腺進一步壞死。 在胰腺纖維化形成的初期，胰腺腺泡細胞、導管上皮細胞和間質細胞可以通過細胞因子誘導胰腺星形細胞轉變成肌纖維母細胞， 并且分泌和沉積致胰腺纖維化的細胞外基質[1]。由于胰腺纖維化的最終結果是大量的成纖維細胞增生和細胞外基質的沉積，這與目前被廣大學者認識的胰腺纖維化效應細胞即胰腺星形細胞有密切的關系[2]。本綜述將系統性地了解胰腺星形細胞的情況， 尤其是其特性、 活化以及其與胰腺纖維化關系的作用機制方面的問題。
1 胰腺星形細胞的特性及鑒定
1.1 胰腺星形細胞的特性
關于胰腺星形細胞的相關報道最早始于 1982 年，日本科學家 Watari 等[3]在大鼠和人的胰腺組織中發現了它是能夠自發藍綠色熒光且能夠儲存維生素A的細胞。Buchholz 等[4]在乙醇性胰腺炎模型中，發現了胰腺星形細胞的形態與肝臟星狀細胞極其相似，在顯微鏡下觀察發現其位于胰腺纖維化區域。Mutoh 等[5]在 1997 年發現了一類形態類似于成纖維狀的細胞，位于人的胰腺腺泡附近，于是他將這類細胞稱為胰腺腺泡成纖維樣細胞。后來德國的 Bachem 等[6]在 1998 年從大鼠和人的胰腺小葉間和腺泡區、鄰近腺泡基底部成功地原代分離了可以合成Ⅰ型膠原、纖維連接蛋白和層粘連蛋白的細胞，此類細胞大約占胰腺細胞總數的 3.99% 左右，由于此類細胞與胰腺纖維化區域的成纖維樣細胞的形態類似，故將此類細胞命名為胰腺星形細胞。
1.2 胰腺星形細胞的鑒定
Rosendahl 等[7]對胰腺星形細胞進行了鑒定，免疫組織化學染色未活化的胰腺星形細胞的結果顯示，結蛋白和膠質原纖維酸性蛋白呈陽性表達；然后將胰腺星形細胞在培養箱中培養 48 h 后，免疫組織化學染色 α-平滑肌肌動蛋白的結果顯示其呈陽性表達。Strobel 等[1]在建立的慢性胰腺炎動物模型以及慢性胰腺炎患者中發現，在胰腺纖維化部位有大量活化的胰腺星形細胞，這些細胞能分泌大量的膠原，并且與胰腺纖維化密切相關。可見，胰腺星形細胞天然存在于胰腺組織中，而在胰腺病理狀態下其被大量激活，從而發揮致纖維化的功能，因而認為胰腺星形細胞與胰腺纖維化有關，但其具體機制還不明確。
2 胰腺星形細胞與胰腺纖維化的關系
位于竇狀隙周圍的肝臟星狀細胞，可通過合成膠原和細胞外基質而導致肝臟纖維化，這已得到廣泛認可[8]。胰腺星形細胞與胰腺纖維化的關系和作用機制與肝臟星狀細胞相似[9]。在急性肝臟損傷中，肝臟星狀細胞被細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）迅速激活，血小板源性生長因子細胞表面受體能夠被血小板源性生長因子特異性結合，從而激活 ERK1 和 ERK2，進而使小 G 蛋白 Ras、Raf-1 蛋白激酶、絲氨酸特異性蛋白激酶等一系列蛋白參與細胞信號轉導，ERK 信號通路的下游蛋白以及 ETS 家族轉錄因子 ELK-1 和 SAP-1 會進一步調控肝臟星狀細胞生長相關基因如 c-fos[10]。在胰腺組織中，胰腺星形細胞的激活已被報道[11]，在體外培養的胰腺星形細胞能夠被血小板源性生長因子刺激增殖，能被轉化生長因子-β 刺激合成膠原；同時胰腺星形細胞的活化也有炎性介質腫瘤壞死因子和白細胞介素-6 的參與。有體內研究[12]進一步證實了胰腺星形細胞與胰腺纖維化的聯系，若向胰管內注射三硝基苯磺可導致壞死性胰腺炎和纖維化，在三硝基苯磺大鼠胰腺纖維化部位有 α-平滑肌肌動蛋白陽性細胞（胰腺星形細胞表面標志物），這群 α-平滑肌肌動蛋白呈陽性表達的細胞會產生大量的膠原，從而導致胰腺纖維化。相同的結論在慢性胰腺炎患者的活檢組織中也得到證實[2]。靜脈注射二丁基氯化錫導致的慢性胰腺纖維化小鼠模型[13]中也發現，胰腺星形細胞被誘導激活，數量增加且分泌大量膠原，從而誘發胰腺纖維化。
胰腺星形細胞導致胰腺纖維化的作用在轉化生長因子-β 轉基因小鼠的研究[14]中也有報道，若在小鼠的胰腺組織中高表達轉化生長因子-β，能夠促使胰腺星形細胞表達血小板源性生長因子受體，增強血小板源性生長因子的促增殖作用，也能使轉化生長因子-β1、-βR1、-βR2 在胰腺星形細胞中表達，從而經過自分泌途徑使胰腺發生纖維化；轉化生長因子-β1 不僅可直接活化胰腺星形細胞，還可以通過調節成纖維細胞生長因子的表達水平進而間接活化胰腺星形細胞。Haber 等[15]以慢性胰腺炎患者的手術標本作為對照，建立了從大鼠胰管逆行灌注三硝基苯磺從而誘導胰腺纖維化模型，結果發現，大鼠胰腺的病理改變與慢性胰腺炎患者的胰腺病理改變幾乎完全相同，對胰腺發生纖維化的區域進行天狼星紅和Ⅰ型膠原染色發現呈雙陽性；在 α-平滑肌肌動蛋白染色和結蛋白染色均呈陽性的細胞附近發現天狼星紅染色也呈陽性，這從體內證明了在胰腺發生纖維化的區域里胰腺星形細胞標志性骨架蛋白-結蛋白染色呈陽性，天狼星紅染色和 α-平滑肌肌動蛋白染色的重疊也直接證明了胰腺纖維化過程中分泌的大量膠原主要來源于活化的胰腺星形細胞[16]。
綜上，體內外研究都證明了胰腺星形細胞在胰腺發生纖維化過程中發揮了重要作用。
3 胰腺星形細胞的活化機制及其與胰腺纖維化的關系
胰腺損傷和慢性炎癥能誘導胰腺早期纖維化的發生，損傷的胰腺實質細胞和活化的炎癥細胞能分泌多種細胞因子，如轉化生長因子-β 和血小板源性生長因子[1]，這些細胞因子與胰腺星形細胞的活化有密切關系，可經旁分泌途徑去活化胰腺星形細胞。不僅旁分泌和自分泌細胞因子的網絡調節對胰腺星形細胞活化有影響，而且細胞外基質、超氧自由基和血小板均參與了其活化。現對胰腺星形細胞的體外活化方式進行初步介紹，并分析其與胰腺纖維化的關系。
3.1 胰腺星形細胞被轉化生長因子-β激活
轉化生長因子-β 是一種多功能蛋白質，可以影響多種細胞的生長、分化、凋亡、免疫調節等功能，其來源廣泛，常見于血小板、炎癥細胞、胰腺腺泡細胞、導管上皮細胞、胰腺星形細胞等，若將胰腺星形細胞和轉化生長因子-β 共同培養，胰腺星形細胞被大量激活并轉化為肌成纖維細胞，同時分泌產生大量的細胞外基質。轉化生長因子-β 激活胰腺星形細胞的促胰腺纖維化的作用主要表現在以下幾個方面：① 促使胰腺星形細胞被激活的同時分泌產生大量的細胞外基質；② 促使胰腺星形細胞能夠分泌產生基質金屬蛋白酶組織抑制劑來減少細胞外基質的代謝降解，同時也能抑制胰腺星形細胞分泌產生基質金屬蛋白酶來減少細胞外基質的代謝降解；③ 促使胰腺星形細胞產生更多的轉化生長因子-β 及其相應的受體，放大自身的效應；④ 合成一些其他相關的細胞因子如白細胞介素-1β 和 白細胞介素-6[17]。
3.2 胰腺星形細胞被血小板源性生長因子刺激
血小板源性生長因子及其受體在慢性胰腺纖維化區域的表達明顯增加，將血小板源性生長因子加入到體外培養的胰腺星形細胞中，可以明顯地觀察到胰腺星形細胞增殖速度加快，同時也能激發胰腺星形細胞的膠原和纖維連接蛋白的合成作用[18]。
3.3 胰腺星形細胞的激活與成纖維細胞生長因子相關
成纖維細胞生長因子家族是一組與肝素結合蛋白同源的生物大分子，通過采用 Northern 印跡雜交、免疫組織化學法、原位雜交等技術檢測慢性胰腺炎患者的胰腺組織中成纖維細胞生長因子，均能發現成纖維細胞生長因子呈過度表達，且其定位在胰腺導管細胞、導管附近的成纖維細胞和一部分內分泌細胞中，這一現象提示了成纖維細胞生長因子及其受體參與了慢性胰腺炎的發病過程[19]，但具體方式尚不十分確切。
3.4 胰腺星形細胞的激活與血小板活化因子相關
在大鼠胰管結扎誘導的梗阻性胰腺炎模型中發現，血小板活化因子與胰腺纖維化發生有關。血小板活化因子和轉化生長因子先與表皮細胞生長因子受體相結合，然后通過第二信使途徑使胰腺纖維化中的胰腺星形細胞增生，從而進一步再分泌合成細胞外基質[20]。
3.5 脂質過氧化產物活化胰腺星形細胞
在慢性乙醇性胰腺炎患者的胰腺纖維化區域能夠看到脂質過氧化產物以及活化的胰腺星形細胞的形態。Masamune 等[21]在體外實驗中發現，不僅乙醇代謝過程中生成的乙醛可以活化胰腺星形細胞，而且代謝過程中的氧化應激也可以活化胰腺星形細胞。在乙醇和慢性胰腺炎致早期胰腺損傷模型的動物實驗[22]中也證實了不論是短期還是長期受乙醇刺激，胰腺細胞內都能出現氧化應激，從而使胰腺發生了早期損傷。所以，不管是伴發還是不伴發炎癥反應的慢性胰腺炎，氧化應激都是促使胰腺纖維化的因素之一。
3.6 胰腺星形細胞的胞內活化機制
迄今為止，雖然胰腺星形細胞的活化過程是多種細胞因子和復雜因素協同作用的結果，但其細胞內的作用機制更值得關注。
胰腺星形細胞的胞內信號轉導和調控是研究的熱點。目前胰腺星形細胞的胞內信號主要有絲裂原活化蛋白激酶家族和信號轉錄調控系統[23]。絲裂原活化蛋白激酶屬于絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶家族，其對細胞周期的調控可以從基因表達、細胞增殖和凋亡進行。在哺乳動物細胞中，絲裂原活化蛋白激酶家族主要包括 ERKs、c-jun 氨基端激酶和 P38 蛋白，它們都參與了胰腺星形細胞的活化[24]。ERKs 中的 ERK1 和 ERK2 是公認的胰腺星形細胞激活途徑，還包括細胞溶質蛋白、小 G 蛋白 Ras 和 Raf-1 的參與。血小板衍生生長因子是一種強有力的促細胞分裂素，可使 ERK1/2 通路介導的胰腺星形細胞活化，但是通過 Ras-Raf-ERK 通路的信號抑制會使胰腺星形細胞的增殖速度減慢。將胰腺星形細胞放置于乙醇和乙醛的條件下，會使 ERK1/2 通路更快速和持久地導致胰腺星形細胞活化[25]。絲裂原活化蛋白激酶依賴的 JNK 和 P38 途徑，不僅是誘導前炎癥因子和細胞應激原的介質，而且也是乙醇或乙醛刺激活化胰腺星形細胞所依賴的途徑，所以抑制 P38 酶可減少胰腺星形細胞在乙醇刺激的條件下向肌成纖維樣細胞轉變[26]。同時，P38 途徑也參與了血小板衍生生長因子使胰腺星形細胞活化和在長時間誘導培養的條件下使胰腺星形細胞活化，而在新鮮分離獲得的胰腺星形細胞中加入 JNK 抑制物 SP600125，能夠明顯抑制胰腺星形細胞的增殖。
轉錄因子直接參與了胰腺星形細胞的激活和致纖維化。信號轉導子 AP-1、轉錄激活子 3 和核因子 κB 在長時間誘導培養的胰腺星形細胞的活化過程中起作用。核因子 κB 和 AP-1 在早期具有很強的與 DNA 結合的能力，但是這種能力會隨著胰腺星形細胞向肌成纖維樣細胞的逐漸轉變而逐漸降低。據文獻[27]報道，內源性轉化生長因子-β1 激活胰腺星形細胞依賴 Smad-2 通路，而外源性轉化生長因子-β1 依賴 ERKs 途徑。對照肝臟星狀細胞的一些相關通路研究[28]可以推測轉化生長因子-β 抑制胰腺星形細胞活化可能依賴 Smad-7 通路。不僅如此，過氧化物酶體增殖物激活受體能夠通過其配體 15-脫氧-Δ2,4-前列腺素 J2 和曲格列酮抑制胰腺星形細胞的增殖活化和 α-平滑肌肌動蛋白表達[29]，而曲格列酮能減弱大鼠胰腺炎癥和纖維化程度[30]。所以，過氧化物酶體增殖物激活受體 γ 在胰腺纖維化中的具體作用機制還需要進一步探討。
科學家在研究肝臟星狀細胞時發現，肝臟星狀細胞在活化的過程中凋亡率也會增加，在活化的肝臟星狀細胞中能夠檢測到凋亡調節相關蛋白 Bcl-2 和 p53，但是在靜息狀態下的肝臟星狀細胞中不能被檢測到上述相關蛋白，提示凋亡可能是調控肝臟星狀細胞的重要機制之一。從而推測，與之功能相似的胰腺星形細胞是否也有凋亡調控作用? 研究[31-32]證實，凋亡調節相關的 Fas 基因編碼蛋白（CD95）能誘導胰腺星形細胞凋亡，腫瘤壞死因子家族的凋亡誘導配體（TRAIL）也能誘導胰腺星形細胞凋亡，并且胰腺星形細胞活化程度越高，其凋亡率也越高；同時還發現了 CD95 和 TRAIL 受體 2 在活化的胰腺星形細胞中表達。Hasel 等[33]也證實了 TRAIL 在正常胰腺組織中的表達水平較低，然而其在慢性胰腺炎的胰腺星形細胞的炎癥浸潤和纖維生成部位呈高表達。以上結果提示，在胰腺纖維化過程中胰腺星形細胞凋亡可能起到了一部分的調控作用，但其具體機制仍有待于進一步的研究。
4 胰腺纖維化的干預
胰腺星形細胞被認為是胰腺纖維化進程中的主要效應細胞之一，這提示了其作為治療靶標的思路，即可能干預或逆轉胰腺星形細胞的活化過程并誘導凋亡。由于造成肝臟和胰腺纖維化有類似的效應細胞，參照抗肝臟纖維化的藥物機制，可從效應細胞絲裂原如血小板衍生生長因子和促細胞外基質合成細胞因子如轉化生長因子 β 這兩個方面進行有效干預，可用來建立抗胰腺纖維化模型[34-37]；同時，由于干擾素、過氧化物酶體增殖物激活受體 γ、絲裂原活化蛋白激酶、磷脂酰肌醇 3-激酶、Smad 蛋白、血管緊張素轉換酶抑制劑以及血管緊張素Ⅱ可作用于胰腺星形細胞，也可考慮其潛在的治療前景。
綜上，只有闡明了胰腺星形細胞活化的機制和確定了關鍵效應分子，才有可能為胰腺抗纖維化藥物的開發帶來希望和可能。
5 問題與展望
胰腺纖維化是胰腺多種疾病的終末期表現，也是胰腺移植后移植物慢性失功的根本原因，其形成機制非常復雜且不清楚。目前對胰腺纖維化的認識主要有 4 種觀點：第一，胰腺導管腔阻塞而致纖維化。胰腺導管內蛋白栓的形成和進一步的堆積能使管腔發生阻塞，從而導致組織破壞。蛋白栓的形成原因主要有鈣離子分泌增加、胰腺細胞中酶原顆粒蛋白和胰腺結石蛋白分泌異常、乙醇等[38]。第二，胰腺組織壞死而致纖維化。頻繁發生的急性胰腺炎可以使胰腺組織壞死，從而使胰葉內胰管發生扭曲變形，進而使胰管狹窄，胰液不能正常流出，蛋白逐漸沉積而形成蛋白栓[39]。頻繁發生以上過程會造成越來越多的胰管發生阻塞，腺泡細胞逐漸消失在胰管狹窄上游處，從而導致胰葉內纖維化組織的生成[40]。第三，氧化應激反應而致纖維化。有多種原因會造成胰腺氧自由基同抗氧化劑比例增加，從而使胰腺的腺泡細胞發生氧化應激反應，進而發生脂質過氧化物堆積、肥大細胞脫顆粒物、血小板活化、一系列炎癥反應等，從而最終造成胰腺纖維化[40]。第四，藥物代謝與毒性作用。常用的免疫抑制劑能使胰腺的形態學發生改變，分泌異常，尤其是分泌過量膠原和細胞外基質等引起的纖維化。
手術是目前胰腺纖維化的主要治療方法，但是手術并不能恢復胰腺的功能，也不能阻斷胰腺的后期病理改變進程[41]，且迄今為止，在我國也還沒有應用于臨床的抗胰腺纖維化的藥物。干預和逆轉胰腺纖維化的關鍵步驟是尋找與纖維化相關的關鍵效應細胞和因子。有研究[42]結果表明，胰腺星形細胞的活化與胰腺纖維化關系密切，胰腺星形細胞在胰腺纖維化過程中起重要作用，因而以胰腺星形細胞為靶標的治療方法已逐步成為抗胰腺纖維化和治療慢性胰腺炎的非常重要的方法。所以，研究胰腺炎和胰腺移植后胰腺星形細胞的活化機制以及研究減少胰腺星形細胞的分泌而產生過量細胞外基質和膠原的方法，進一步調控和逆轉胰腺炎和移植胰腺慢性失功是將來研究的重要課題。總體來說，對于干預和逆轉胰腺纖維化治療的研究還在體外階段和慢性胰腺炎模型階段，相信隨著對胰腺星形細胞功能的逐漸深入認識，在分子水平方面的調控、胰腺星形細胞與細胞因子和炎癥細胞之間的相互作用等的深入研究，會更深一步地闡明慢性胰腺炎的發生和發展的過程，阻斷慢性胰腺炎的纖維化進程，逐漸找到治療慢性胰腺炎的新方法。