多種慢性肝病（如乙型和C型肝炎、酒精性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、血吸蟲病、自身免疫性肝病、藥物性肝損傷等）可導致肝纖維化的形成。肝纖維化是發展為肝硬化的重要病理過程，多年來相關研究蓬勃開展，已從多方面揭示了肝纖維化的複雜形成機制，其中肝星狀細胞（HSC）仍是目前肝纖維化研究的熱點和重點。早在1876年，該細胞已被發現，確定為非Kupffer細胞。其定位於肝竇內皮細胞和肝細胞之間的Disse間隙，分散在整個肝臟中，約佔所有肝固有細胞的10%。在生理狀態下，HSC表現為不增殖的靜止表型，在細胞核周圍的細胞質中富含視黃酯（維生素A或稱維甲酸）脂滴，是其不同於其他細胞的形態學特徵，也據此可用密度梯度離心的方法將其從肝臟中分離。在外界刺激因素的作用下，HSC由靜止狀態轉變為活化狀態，細胞質中脂滴逐漸消失，大量形成膠原和其他細胞外基質（ECM），這一轉變對肝纖維化形成至關重要。HSC是肝肌成纖維細胞的主要細胞來源。阻斷HSC活化或使活化HSC失活，促進纖溶物質的活性增強，是潛在的抗肝纖維化靶點。目前，相關研究仍不斷開展，關於HSC活化的調節因子、代謝調節通路、信息傳遞新介質、表觀遺傳學等的研究報導層出不窮。及時更新有關HSC活化的新靶點、新通路的信息，對開發有效的抗纖維化藥物有重要意義。
現已發現眾多由其他肝細胞、免疫細胞和血小板等合成分泌的慢性肝臟炎症因子、活性氧和細胞因子均可激活HSC，近年還發現微小RNA（miRNA）、長非編碼RNA（lncRNA）和外泌體也參與HSC的活化過程，過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）具有抑制HSC活化的功能。
1.細胞因子與HSC活化
HSC的活化需要外界某些細胞因子的刺激，這些細胞因子包括TGFβ、血小板源性生長因子（PDGF）、血管內皮生長因子（VEGF）和結締組織生長因子（CTGF）等。
1.1 TGFβ與HSC活化
TGFβ由肝細胞產生，被認為是潛在的纖維形成細胞因子。TGFβ家族包含有大約40個結構相關的因子，在哺乳動物中表達有3個亞型：TGFβ1、2和3，其中TGFβ1是表達最多的一個亞型。TGFβ生物活性配體由同源或異源二聚體多肽構成，合成的前體分子通過內切酶水解後成熟。活化的TGFβ二聚體通過細胞膜上的TGFβⅠ型和Ⅱ型受體（TβRⅠ和TβRⅡ）介導信號轉導，磷酸化絲氨酸/蘇氨酸激酶使之活化，調控下遊目標蛋白的活性。在纖維化形成過程中，組織和血液中活化TGFβ1的水平升高，過表達的TGFβ1可以結合HSC表面的受體，上調ECM表達，誘導纖維形成。活化HSC及肌成纖維細胞又可持續地刺激自身分泌TGFβ1，進一步激活HSC。HSC經上述旁分泌和自分泌途徑激活，是肝纖維化形成的重要機制。TGFβ通過經典的TGFβ/Smad信號通路介導HSC轉分化。在TGFβ的刺激下，調節Smad（Smad2、3）募集到TGFβ受體上，通過磷酸化使其活化，活化的Smad複合物，同時募集轉錄共激活分子（如P300/CBP、MSG1）和共抑制分子（TGIF、Ski/SnoN)。隨後，p-Smad2/3與Smad4形成複合物，然後轉定位於核內，調節下遊促纖維化基因的轉錄，導致纖維化的形成。活化的Smad2/3與Smad4形成複合物促進HSC對Ⅰ型和Ⅲ型膠原的轉錄。相反，在自動反饋調節過程中，Smad7扮演一個負調節因子作用。TGFβ也可以調節活化的絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，包括細胞外信號調節激酶、p38 MAPK和c-jun N-末端激酶，促進HSC活化。CD147是一個存在於HSC表面的糖基化跨膜蛋白，可以由TGFβ1的刺激升高，近期研究顯示，TGFβ1-CD147在調節HSC活化過程中發揮重要作用。肝纖維化患者血清和肝組織高表達CXC趨化因子CXCL6，研究顯示CXCL6可以刺激Kupffer細胞釋放TGFβ，誘導HSC活化。
1.2 PDGF與HSC活化
PDGF是一種血清衍生成分，是平滑肌細胞、成纖維細胞和神經膠質細胞生長所必需的因子，由肝細胞產生。PDGF家族是由4個基因編碼的產物，由5個二聚體亞型組成：PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-CC、PDGF-DD和PDGF-AB異二聚體。這種生長因子家族在成人胚胎發育和傷口癒合中起著至關重要的作用。PDGF的功能性受體由PDGFRα/α和PDGFRβ/β同源二聚體和PDGFRα/β異源二聚體組成，與PDGF結合，激活由2個基因編碼的PDGFRA和PDGFRB受體蛋白-酪氨酸激酶發揮作用，是HSC和肌成纖維細胞潛在的趨化因子。在人或齧齒動物肝損傷時， PDGFRβ在HSC中被誘導表達，PDGFRβ基因缺失減輕了四氯化碳（CCl4）和膽管結紮小鼠模型的肝損傷，抑制了纖維化形成。有文獻報導，普萘洛爾通過抑制PDGFR/Akt磷酸化，抑制PDGF-BB誘導的LX-2（人HSC細胞株）細胞遷移和纖維化形成。在PDGF-BB處理的HSC來源的外泌體（細胞外囊泡）中富含PDGFRα，其形成依賴於Src同源性2結構域酪氨酸磷酸酶2途徑，參與肝纖維化的發展。
1.3 VEGF與HSC活化
VEGF由肝竇內皮細胞和HSC釋放，誘導HSC增殖和血管新生。研究顯示，給模型小鼠（C57BL/6小鼠膽管結紮後進行膽囊空腸吻合術，重建膽道流，產生纖維化逆轉模型）注射VEGF中和抗體和對照抗體，發現VEGF中和抗體阻斷纖維化的進展，但同時也妨礙了肝組織修復和纖維化逆轉。所以拮抗VEGF可能對組織再生和細胞因子信號產生一些不良的抑制，以及抑制正常血管的形成。
1.4 CTGF與HSC活化
CTGF是一種在組織損傷應答中，通過多種細胞表達的基質細胞蛋白，可作為纖維化的一般標誌物。CTGF可以調節細胞增殖、分化、黏附、趨化、遷移、凋亡和細胞外基質生成，在正常的肝臟中表達水平較低，在纖維化患者肝臟中和肝纖維化動物模型中表達顯著上調。miR-19-5p主要表達於靜止的小鼠HSC中，其作用靶點為CTGF，直接抑制CTGF的產生。肝纖維化小鼠肝臟或活化的原代小鼠HSC中CTGF表達上調，與此時miR-19-5p下調有關。
2.PPAR與HSC活化
敲除PPARγ後可使原代HSC向肌成纖維轉分化，恢復PPARγ能夠使活化的HSC逆轉為靜止表型。特異性幹擾HSC 的PPARγ可加劇小鼠對CCl4誘導的肝損傷和纖維化應答。PPARδ激動劑KD3010可以緩解CCl4和膽管結紮誘導的小鼠肝損傷和纖維化。選擇性PPARγ抑制劑GW9662可有效地消除川芎嗪對HSC細胞周期功能的抑制作用。 Elafibranor是一種PPARα-PPARδ激動劑，一項隨機、雙盲、安慰劑對照試驗顯示，持續服用Elafibranor 1年（120 mg/d），可以逆轉非酒精性脂肪性肝炎纖維化，不使其進一步惡化，其作用機制可能與HSC和肝細胞有關。
3.miRNA與HSC活化
多項研究發現，miRNA的表觀遺傳調節與HSC活化相關。miRNA是小編碼RNA（長度約22個核苷酸），通過改變mRNA降解，調控轉錄後基因的表達。miRNA可以控制HSC的活化和非活化。從正常肝臟分離的人HSC表達低數量的miRNA（n=259），細胞經培養活化後，miRNA譜中有47個下調，212個上調。促纖維化miRNA包括miR-21、miR-221、miR-222、miR-27等。相反，抗纖維化miRNA包括miR-378a、miR-148a、miR-29、miR-15b、miR-16、miR-122、miR-133a、miR-195、miR-150、miR-194等。
近期研究發現，過表達miR-29J家族主要通過下調PI3K/AKT信號通路誘導HSC凋亡，減少ECM累積；miR-34家族通過誘導HSC活化促進肝纖維化；miR-199家族和miR-200家族是ECM沉積和促纖維化細胞因子釋放的因素。固醇調節原件結合蛋白-1c在抑制HSC活化中發揮重要作用。在體外培養的HSC（分離自C57BL/6J ob/ob 小鼠）中miR-27a/b-3p可以降低固醇調節原件結合蛋白-1c和肝臟X受體α水平，增加α平滑肌肌動蛋白和Ⅰ型膠原的表達。而脂肪源性激素瘦素在體內和體外均可以上調HSC miR-27a/b-3p水平，在肝纖維化中起重要促進作用。抑制miR-203表達與促進HSC增殖相關，進一步研究發現，Smad是miR-203的直接相關靶位。在HSC中的miR-146a-5p通過抑制TGFβ/Smad和LPS/NF-κB/Bambi信號通路抑制肝纖維化。miR-30a在肝纖維化小鼠中顯著下調，其過表達則能阻斷膽管結紮誘導的大鼠肝纖維化的形成，下調ECM的生成。在小鼠纖維化肝組織中，miR-30a通過抑制自噬相關蛋白Beclin1的下遊效應物，抑制HSC自噬，從而增加HSC中脂滴累積，抑制肝纖維化。
4.長非編碼RNA與HSC活化
除了miRNA， lncRNA也參與肝纖維化形成。有研究觀察到，在肝纖維化小鼠模型中lncRNA-p21的表達顯著降低。過表達lncRNA-p21可抑制體外培養的HSC活化，且可以使活化HSC逆轉為靜止表型。在mRNA和蛋白水平，lncRNA-p21均能促進p21的上調，其通過增加p21的表達，抑制原代HSC的細胞周期進程和增殖。與健康者相比，肝硬化患者血清中lncRNA-p21表達水平顯著降低，在失代償期患者中更加明顯。lncRNA-p21或許可以作為肝硬化患者，尤其是失代償期肝硬化患者診斷及治療的監測指標。近期另一研究發現，肝臟富含的肝纖維化相關lncRNA1（lnc-LFAR1），有促進肝纖維化的作用。體外沉默lnc-LFAR1可抑制HSC活化和減少TGFβ1誘導的肝細胞凋亡。
5.外泌體與HSC活化
外泌體是直徑約為50~150 nm的細胞源性的細胞外囊泡，由多囊泡體的限制性膜通過向內萌芽形成，並且在多囊泡體與細胞質膜融合時被釋放到細胞外，通過傳遞特異性成分到靶細胞，促進細胞間信息傳遞。許多細胞成分，包括mRNA、miRNA和蛋白，可能從帶有膜囊泡的細胞中分泌到細胞外，進入血液、尿液或唾液等體液。CCN2被包裹在外泌體中分泌出HSC外，介導HSC間的信息傳遞。外泌體性CCN2可能通過結合其他外泌體成分，放大或縮小纖維形成信號。由於其可進入體液，故可作為1種非侵入性生物標誌物，用於評估肝纖維化的程度。外泌體可以介導HSC細胞間miRNA傳遞，Chen等發現，CCN2在纖維化、脂肪肝、培養活化或經酒精處理的原代小鼠HSC中上調，這種上調與miR-214的下調有關。為了進一步研究miR-214和外泌體關係，他們分離HSC外泌體，發現其中存在miR-214，應用外泌體抑制劑GW4869預處理細胞後，此外泌體中miR-214表達降低。後續實驗發現，通過外泌體能夠將LX-2內miR-214傳遞到其他LX-2或人HepG2細胞，導致CCN2下遊物質包括α平滑肌肌動蛋白或膠原的產生抑制。後續Chen等確定了HSC源性外泌體在HSC上的受體是整合素和硫酸乙醯肝素蛋白多糖。細胞通過外泌體傳遞信號，可能是細胞之間相互作用的物質基礎。Devhave等發現原代HSC或LX-2暴露於HCV感染的肝細胞源性外泌體（HCV-exo）中，可致促纖維形成標誌物增加。HCV-exo運載miR-19和靶向SOCS3到HSC中，促進纖維化標誌基因的產生。與健康志願者和非HCV相關肝纖維化患者相比，在HCV感染的肝細胞和慢性HCV導致肝纖維化的患者血清外泌體中，miR-19a呈高表達。上述研究進一步提示，體液外泌體成分的檢測或可作為非侵入性肝病診斷的手段之一。在以棕櫚酸誘導脂毒性內質網應激模型中，與賦形劑處理的肝細胞相比，用棕桐酸處理肝細胞得到的外泌體與LX-2共培養，可使後者纖維化發展相關基因的表達明顯增強，提示外泌體可能在調節肝細胞和HSC間的串話中起重要作用。CCl4誘導肝損傷時，在HSC中肝細胞源性外泌體介導的TLR3活化，通過增加γδ T淋巴細胞產生IL-17A加重肝纖維化，提示外泌體在細胞間傳遞信息，可能參與調控細胞免疫。
6.展望
本文受篇幅所限，無法將已知的所有影響HSC活化的因子及信號通路作系統性總結，僅對影響HSC的幾種主要細胞因子和PPARγ的近期研究結果以及近年的研究熱點——miRNA、lncRNA、外泌體等與HSC活化的關係進行了綜述，旨在介紹治療肝纖維化的潛在新靶點。纖維化的形成機制十分複雜，僅著眼於單一的環節或靶點抗肝纖維化恐難以收效，這可能是至今仍未有基於某一基因或蛋白質功能開發治療肝纖維化的化學藥物和生物藥物的原因之一。將作用於HSC活化的不同靶點的化學藥物或中藥成分合理組成複方，可能將在肝纖維化治療學上有所突破。