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世界华人消化杂志. 2005-01-15; 13(2): 166-171
在线出版日期: 2005-01-15. doi: 10.11569/wcjd.v13.i2.166
胶原基因转录调控与纤维化
高春芳
高春芳, 中国人民解放军第二军医大学附属长征医院 上海市 200003
高春芳, 女, 1964-11-15生, 上海市人, 汉族, 1993年第二军医大学博士毕业, 教授, 主要从事临床免疫学相关疾病研究, 专长于肝纤维形成机制及临床早期诊断、治疗研究.
通讯作者: 高春芳, 200003, 上海市凤阳路415号, 中国人民解放军第二军医大学附属长征医院. wanggaob@online.sh.cn
电话: 021-63610109-73641 传真: 021-63520020
收稿日期: 2004-12-22
修回日期: 2005-01-02
接受日期: 2005-01-10
在线出版日期: 2005-01-15

肝等器官纤维化的物质基础是细胞外间质ECM的异常过度沉积, 胶原蛋白是这种细胞外间质的主要成分.Ⅰ型胶原在正常肝脏中所占比例很少, 但肝纤维化形成时, Ⅰ型胶原迅速增加, 成为硬化的主要间质. 因此, Ⅰ型胶原的研究对整个细胞外间质成分的研究具有代表性. 胶原基因从本身到转录、剪接、翻译、翻译后修饰等各个环节上若发生异常, 均可导致相关疾病的发生和发展. 本文重点对胶原基因, 特别是Ⅰ型胶原基因的转录调控、参与介导胶原基因激活的转录因子、胶原基因多态性与疾病相关性等研究进展做评述, 一方面旨在揭示纤维化相关胶原基因的重要调控序列及其DNA结合蛋白, 在分子水平认识病理条件下胶原基因如何被异常激活并开始高活性转录, 另一方面对于建立转录水平筛选抗纤维化药物技术平台及纤维化患者的预测、个体化治疗具有深远意义.

关键词: 胶原; 转录; 纤维化

引文著录: 高春芳. 胶原基因转录调控与纤维化. 世界华人消化杂志 2005; 13(2): 166-171
N/A
N/A
Correspondence to: N/A
Received: December 22, 2004
Revised: January 2, 2005
Accepted: January 10, 2005
Published online: January 15, 2005

N/A

Key Words: N/A


0 引言

胶原蛋白是细胞外间质的三大组分之一, 其含量占体内蛋白质的三分之一. 胶原的异常改变涉及遗传性胶原病(如遗传性成骨不全等)、骨质疏松、肝脏及肺脏等多器官纤维化、肿瘤等. 特别是在器官纤维化中, 异常沉积在组织器官的细胞外间质以胶原为主, 尤其是Ⅰ型胶原等纤维性胶原, 这些成分的过度沉积使组织器官硬化并最终丧失功能. 因此, 对胶原基因及其表达调控的研究, 越来越引起人们的关注, 很好地理解这一问题对于了解器官纤维化形成及其相关疾病的发生机制、早期预测、诊断均具有重要意义. 本文将着重于就近年来在纤维硬化性疾病形成中, 纤维化相关胶原基因的重要转录调控特性、相关因子、基因多态性等方面研究进展做评述, 旨在加深对以肝纤维化为代表的纤维硬化性疾病分子机制的理解, 并有助于进一步寻找有效的抗肝纤维化药物及实验室早期诊断指标.

1 胶原蛋白及其基因的一般特征

胶原是由从遗传学到分子结构都不同的一组蛋白质组成的家族, 他们分布于几乎所有的组织中. 到目前为止, 已发现脊椎动物的胶原类型至少十九种, 每一种胶原可由1种或2种不同基因编码, 最终形成三股螺旋样结构, 他们的基因结构正如他们的蛋白质结构一样, 彼此之间有许多相同与不同之处. 胶原家族基因的命名, 以其英文的前面三个字母COL打头, 紧随的阿拉伯数字表示胶原的类型, 通常A代表胶原单链, 继A后的阿拉伯数字表示正在描述的胶原链. 例如, COL1A2, 即为Ⅰ型胶原的α2链基因. 另外一种常用的表达方式就是直接采用符号和数字, 如COL1A2可直接用胶原α2(I)表示. 文献上两种表达方式均在采用. 除个别胶原基因外, 大多数胶原的2条链基因分别位于不同的染色体上[1].

与纤维化形成密切相关的两种重要纤维性胶原(Ⅰ、Ⅲ型)及重要的骨基质胶原Ⅱ型胶原基因的结构目前已有较详尽了解. 这些基因由5l-54个外显子组成, 基因长度为16-44 kb. 这些胶原不间断螺旋区的编码区外显子的排列彼此十分相似. DNA序列的保守性与种系及胶原类型无关. 所有编码螺旋区Gly-X-Y(G代表甘氨酸, X、Y代表不同的氨基酸)的外显子的长度均为9的倍数, 编码Gly-X-Y三聚体. 这些外显子严格地以一个完整的Gly密码子起始, 并以一个完整的Y位置的氨基酸密码子终止. 纤维性胶原基因外显子长度及排列彼此高度一致, 仅有三个例外, 如在α(I)胶原基因的33/34位上为一个l08 bp的外显子, 而在其他胶原基因的相应位置为两个54 bp大小的外显子, 这两个外显子编码第568、608氨基酸[1].

编码原胶原C-末端肽(C-propeptide)的胶原基因具有高度的种系及胶原类型的保守性. 编码N-末端肽(N-propeptide)的胶原基因5'区则显示了结构及序列的差异, 即不同类型胶原基因5'区具有不同结构特点. N-端肽分为四个蛋白片段: 1信号肽; 2半胱氨酸Cys丰富区; 3三螺旋区; 4球蛋白区. 与编码其余三个片段的基因相比, 编码信号肽的第一个外显子具有较强的保守性. 不同种属的同类型胶原在该区的核苷酸序列及氨基酸序列都极为相似, 例如在人和大鼠的胶原αⅠ(Ⅱ)的该段基因有92%相同. 但是同种属的不同类型胶原该区基因差别极大[1].

非纤维性胶原例如Ⅳ型胶原是纤维化形成中典型的基底膜型胶原, 非纤维性胶原的功能与结构大大有别于上述纤维性胶原. 虽然非纤维性胶原基因仍保持Gly-X-Y的9 bp重复单位, 他们的基因结构较纤维性胶原更为复杂.

如前所述, 胶原的基本结构是以Gly-X-Y的重复序列为主要成分的. 这样的结构特征使得即使发生外显子跳跃变异也可以继续保持Gly-X-Y的重复结构, 最大限度地维持蛋白质的稳定. Ⅰ型胶原正常的转录翻译过程为: Ⅰ型胶原基因在成纤维细胞、成骨细胞等细胞内转录、剪接成前α链mRNA后, 翻译出前α链, 三条前α链组成前胶原. 前胶原N端、C端的多余肽链被切下为PINP(Ⅰ型前胶原N端肽)和PICP(Ⅰ型前肢原C端肽)并进人血液, 其余部分为原胶原. 原胶原被分泌到细胞外, 相互聚集形成排列规则紧密的胶原纤维, 各分子逐渐连接成为成熟的胶原纤维. 由上可见, 胶原基因从本身到转录、剪接、翻译、翻译后修饰等各个环节上若发生异常, 均可导致相关疾病的发生和发展[1].

2 Ⅰ型胶原基因的重要启动调控序列

胚胎发育期不同细胞或组织中特定类型胶原基因的激活, 成年器官胶原的限制性表达以及病理情况下表达的改变, 促使人们对胶原基因的调控序列进行深入研究. 1994年Jimenez et al成功地克隆得到了人COL1A1启动子5'侧翼区-5.3 kb的片段并构建了启动序列-报告基因重组质粒, 对促进肝纤维化形成的细胞因子TGFβ反应元件(transforming growth factor beta responsive element, TbRE)进行了定位[2]. 在以后的几年中, 得益于分子生物学技术的进步, 有关胶原特别是Ⅰ型胶原基因转录调控的研究日趋活跃.Ⅰ型胶原(α1, α2两条链)基因的重要调控序列及其DNA结合蛋白、细胞因子或药物(化学物质)等的作用靶序列等不断被认识[3-9]. 国内相关研究方面, 在国家自然科学基金资助下, 笔者带领的研究小组从1998年开始也加入了这一研究行列[10-13]. 这一系列的研究主要采用报告基因如氯霉素乙酰基转移酶(CAT)、荧光素酶等作为指示分子, 间接检测Ⅰ型胶原调控序列的转录活性, 并通过凝胶滞留实验(gel retardation assay)(又称电泳迁移率改变实验, EMSA)、DNA足印实验等手段, 研究特定细胞内对于特定调控序列相识别的DNA结合蛋白或特定DNA结合蛋白(包括转录因子)相识别的调控序列, 这一系列的研究不仅有利于在分子水平认识病理条件下胶原基因如何被异常激活并开始高活性转录, 而且对于建立转录水平筛选抗纤维化药物技术平台具有深远意义[14]. 胶原基因除上游调控序列外, 第一个内含子也具有转录调控作用. 胶原基因内含子的长度及序列彼此显著不同. 胶原基因内含子顺序的复杂性决定了胶原基因具有丰富的限制性片段多态性表现(restriction fragment length polymorphisms, RFLP). 有关RFLP在遗传性胶原病研究中的应用报道较多. 笔者所带领的研究小组通过PCR、基因重组、基因转染、报告基因测活等研究手段, 对小鼠COL1A2、人COL1A1及人COL1A2上游几千个bp的启动调控序列进行的深入研究表明, 胶原基因上游存在多种不同的正性或负性调控序列, 并可被TGFβ1、IGF-1(胰导素样生长因子-1)、胰岛素上调及TNFα(肿瘤坏死因子α)、IFNα(α干扰素)、IFNγ(γ干扰素)、bFGF(硷性成纤维细胞生长因子)、全反式维甲酸、地塞米松、PTX(己酮可可碱)下调[15-20]. 不同细胞因子、药物等可在转录水平对胶原基因转录发生重要调控作用, 并因此参与或改变纤维化进程. 目前国内外的研究对这些作用因子在靶胶原基因上的作用调控序列定位研究已取得重要进展. 在小鼠、大鼠和人均发现COL1A1、COL1A2启动子含TGFβ反应元件TbRE, 早前的研究认为TbRE结构是GC重复片段. TGFγ通过增加转录因子Sp-l与GC重复片段的亲和性而刺激Ⅰ型胶原基因转录. 后来的研究提示Ap-l与NF-l的结合位也参与TbRE对该启动子的激活[21]. 另一个具有类似TGFβ1效应的IL-4反应元件及其DNA结合蛋白也已确定[22-23]. 纤维化抑制性细胞因子IFNγ应答元件(interferon gamma responsive element, igRE)已初步定位[3], 并发现INFα同样具有抑制性反应元件[24], 另一个抑制性细胞因子TNFα反应元件(TaRE)同样也得到鉴定[25]. 最近报道视磺酸具有抑制COL1A1启动子活性的作用[4]. 新的组织及发育阶段特异性表达调控元件被不断发现[26-28].

3 参与胶原基因表达调控的几种重要转录因子

在细胞内复杂的信号级联反应中, 转录因子是将信号传递至靶基因的最后环节, 在信号转导过程中起着十分重要的作用. 基因转染等相关技术的发展, 促进了人们对转录因子的了解, 而进一步弄清转录因子在不同生理和病理生理过程中的确切作用、活化的上游信号以及不同的转录因子交互作用, 不仅对于疾病发生机制的阐明具有重要意义, 同时对细胞内异常转录因子水平和活性进行人为干预, 为肿瘤及某些纤维增生性疾病的治疗提供了一条新思路[29]. 在此重点讨论几种介导纤维化相关细胞因子效应的重要转录因子及纤维化相关特异转录因子的一般特点及对胶原基因等的调控方式.

3.1 Ap-1

Ap-1(activator protein-1)1987年被鉴定为转录因子. 十余年来, 对Ap-1的研究有了很大的进展, 目前已清楚, 许多生长因子和细胞因子以及我们重点要讨论的胶原等基因调控区都有Ap-1的识别序列, Ap-1通过与相应靶序列的识别、结合, 对靶基因的转录进行调控, 从而导致体内一系列生理和病理生理过程.

Ap-1属碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper, bZIP)转录因子, 是原癌基因jun和fos分别编码的Jun和Fos蛋白形成的异二聚体或Jun/Jun同种二聚体复合物. Ap-1的活性受多种因素影响, 这些因素包括血小板源生长因子(PDGF)、表皮生长因子(EGF)、肿瘤坏死因子α等众多纤维化相关调节因子, 也正因为如此, Ap-1在纤维化相关基质特别是胶原基因转录激活中发挥重要调控作用[30]. AP-1与Ⅰ型胶原基因的靶调控序列结合介导了激活的肝星状细胞(HSC, 肝纤维化中的主要细胞外间质产生细胞))的TGFβ1激活效应[21]. 另外由于TGFβ1属Ap-1应答基因(responsive gene), 即Ap-1促进TGFβ1表达[31], 而TGFβ1在激活胶原基因转录中的重要地位已明确, 因此Ap-1在胶原激活转录中直接或间接的作用不可忽视. 此外, Ap-1还参与介导了PDGF诱导的基质重塑[32]. 除上述正向调节外, Ap-1亦介导了负向调控作用, 该项工作来自对TSK(tightskin)小鼠(纤维化模型鼠)的研究. 总之, Ap-1在不同情况下与正性或负性调控元件结合, 正相或负相调节前胶原基因转录.

3.2 NF-κB

NF-κB(nuclear factor kappa B)是1986年从B细胞核抽提物中找到的转录因子, 能与免疫球蛋白κ轻链基因的增强子B序列GGGACTTTCC特异结合, 并能促进κ链基因表达. 目前已明确NF-κB是一种重要的核转录因子, 在各种因子的相互影响和相互作用的复杂网络中, 作为转录调节核因子, NF-κB起着中心调控作用, 参与免疫反应、淋巴细胞分化、生长控制、细胞内信号传递, 调控多种基因的表达, 他的异常激活或抑制与多种疾病的发生有关.

由于TNFα是很强的NF-κB激活剂, 因此在胶原等基因的抑制性转录调控中, NF-κB/IκB参与介导了TNFα的这种抑制作用, 而具有很强促进胶原等细胞外间质合成的细胞因子TGFβ则部分通过拮抗TNFα-NF-κB/IκB的抑制作用达到刺激胶原等的合成作用[33]. 对Kupffer细胞、HSC这两种重要的肝脏间质细胞NF-κB的激活研究发现, Kupffer细胞体外培养时, 脂多糖(LPS)、TNFα、粒细胞克隆刺激因子(M-CSF)可激活NF-κB, LPS激活的NF-κB可诱导Kuppfer细胞TNFα的合成, 提示TNFα系NF-κB的应答基因, 这可能是Kuppfer细胞参加激活HSC的方式之一. HSC的研究表明, 氧化应激(oxidative stress)、TGFβ等能显著刺激HSC进入S期及增强NF-κB的活性, 此作用可被抗氧化剂阻断. 激活的HSC核提取蛋白能与α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA, 作为HSC激活标志之一)的关键启动子BoxE结合形成复合物, 但这种结合可被NF-κB抗体所阻断, 亦可被NF-κB识别序列所竞争. 另外, 纤维化性炎症时增高的TNFα能激活NF-κB, 启动NF-κB的核转位(nuclear translocation), 使之与靶基因启动子序列上的NF-κB作用元件相结合. 免疫共沉淀还显示NF-κB与另一转录因子Sp1能相互作用. 由此可见, NF-κB对氧化应激等诱导的HSC激活具有一定作用, 并可能因此而间接影响胶原基因的激活, 炎症性细胞因子TNFα又能促进NF-κB的激活, 介导抑制胶原基因转录激活, 从而在纤维化的发生发展中发挥多重调节作用.

3.3 Sp-1

Sp-1(specific protein 1)最初是从Hela细胞提取物中发现的一种能与病毒SV40基因调控序列多个GC盒结合、选择性促进SV40启动转录活性的序列特异性锌指结构转录因子. 目前认为Sp家族成员主要有Sp-l、Sp-2、Sp-3、Sp-4, 四种Sp小分子中, 以Sp-1研究最为广泛, Sp-2功能研究较少, Sp-4只在脑等少数组织中表达, Sp-3一般被认为是该家族中的抑制性转录因子, 但具有双向调节性.

Sp-1广泛存在, 主要识别GGGGCGGGGC及相似序列(即GC盒), 而GC调控序列广泛存在于多种细胞和病毒基因中. Sp-1是细胞内信号传导的靶分子, 在调节相关靶基因转录调控中具有重要作用. 在Ⅰ型胶原基因转录调控中Sp-1发挥重要调控作用, 并介导TGFβ1对胶原基因的转录激活[34]. 外源导入Sp-1表达基因至靶细胞可显著促进细胞Ⅰ型胶原基因启动子活性. 在激活的HSC及硬化性皮肤成纤维母细胞中均发现Ⅰ型胶原基因启动子活性的上升与Sp-1有关. 因此, Sp-1在Ⅰ型胶原的基础表达及诱导性高表达中均有重要作用, 并与纤维化病理条件下胶原产生增加有关. 对于Sp-1调节Ⅰ型胶原基因转录作用和方式, Inagaki、Ramikz et al研究小组进行了较为系统的研究[35], 他们在定位TGFβ反应元件(TbRE)的同时, 发现TbRE参与介导TNFα的抑制胶原基因表达, TNFα对抗TGFβ诱导的胶原基因表达是通过核传导途径的部分重叠达到复合调节效应[9]. 研究还发现, 转录后机制(磷酸化-去磷酸化)通过修饰某种蛋白, 直接或间接与Sp-1相互作用, 从而改变胶原基因转录活性. Sp-1可正向调节α1(I)胶原基因转录活性是诸多研究的最终结论[36-39], 反义Sp-1等阻断Sp-1作用的手段可有效抑制胶原基因表达[40]. 另外对αl(VI)型胶原的研究也得到类似结果, 人α1(VI)型胶原基因启动序列中虽末发现在鸡、鼠α1(VI)胶原基因中常见的TATA、CCAAT盒, 但其富含多聚嘌呤/多聚嘧啶, 有多个能与Sp1等核因子结合的序列. 因此目前的研究提示Sp-1是胶原特别是α1(I)、α2(I)型胶原基因转录调控的重要核因子.

3.4 NF-1

NF-1(Nuclear factor 1)是一组复杂的真核细胞DNA结合蛋白, 是多种能与CCAAT序列特异性结合的转录因子中的一类. 目前研究发现, TGFb激活的胶原α1(I)、α2(I)基因转录, 除通过Sp-1介导外, NF-1是另一重要的介导核因子. Ⅰ型胶原基因α1(I)、α2(I)的TGFβ刺激效应是由启动子中不同序列结合相应核因子(如NF-1或Sp-1)介导完成的. 乙醛是另一个促进培养大鼠纤维母细胞产生胶原的物质, 他能改变细胞NF-1及NF-1样核因子活性, 并由此促进胶原α2(1)启动转录活性[44]. 另外, 来自胶原α1(I)、α2(I)、α1(III)mRNA转录的抑制物质PTX、IFNs的研究进一步证实了NF-1的重要性, IFNs、PTX处理的纤维母细胞核提取蛋白中缺乏可识别相应于NF-1的DNA序列的核蛋白, 提示干扰素IFNs、PTX抑制纤维母细胞胶原合成均通过这一共同机制, 即下行调节NF-1, 从而抑制前胶原基因转录[42]. 因此根据目前的研究, 可以认为TGFβ介导的胶原α1(I)转录、乙醛激活α2(I)胶原基因转录及INFs、PTX抑制α1(I)、α2(I)、α1(III)胶原基因转录均与NF-1是否激活有关.

3.5 Zf9

长期以来, 寻找纤维化相关或特异性核转录因子一直是从事纤维化形成机制研究的热点, Zf9(zinc finger 9)即是这类研究的产物. 1998年美国学者Scott L. Friedman研究小组在激活的大鼠肝星状细胞中, 利用与正常未激活的肝星状细胞相比较的减数杂交法(subtraction hybridization), 获得了一个肝纤维化特异的转录因子-Zf9, 后来在人类也发现Zf9同类物[43]. Zf9又称CPBP(core promoter bingding protein), 属Kruppel样锌指结构转录因子, 结构上与其他Kuppel样转录因子相似, 具有典型的三个Cys2His2锌指结构DNA结合域和反式转录激活域, 属立早反应基因(immediate early gene). 在出现时序上, 肝损伤时该基因在肝星状细胞首先被诱导高表达, 然后才出现胶原等细胞外间质基因及TGFβ基因表达; 在功能上, Zf9具有很强的激活胶原基因启动子的活性, 因此Zf9是具有潜在开关作用的立早反应基因, 即该基因表达后将诱导其他诸如细胞外间质基因、细胞因子基因的表达. Zf9能与富含GC盒的DNA调控序列结合, 这是他能促进胶原, 特别是Ⅰ型胶原基因表达的基础. 此外, Zf9还能反式激活TGFβ1基因及其Ⅰ、Ⅱ型受体基因的表达, 充分显示了Zf9在肝损伤后肝星状细胞TGFβ1自分泌及纤维化形成中的重要作用. 目前研究发现, Zf9并非肝损伤后特异表达的转录因子蛋白, 他在成人组织中广泛表达, 在胎盘组织中也发现有大量表达, 这与Zf9促进某种孕相关糖蛋白表达有关[36].

除上述介绍的转录因子外, 与纤维形成过程密切相关的转录因子很多, 如c-Krox与Ⅰ型胶原基因的转录调控密切相关[44-45], Egr-1(early growth response-1)介导了IL-1β对胶原基因的转录抑制作用[46], RFX5(regulatory factor for x-box 5)是介导IFNg抑制胶原基因转录的重要转录因子[47-48], SREBP(sterol regulatory element bingding protein)介导了Ⅳ型胶原在无血清培养的成纤维细胞中的转录激活[49]. TGFβ、机械张力对成纤维细胞胶原α1(I)基因的激活与CBF/NF-Y(一种CCAAT结合因子)有关[6-50]. 乙醛诱导的HSC Ⅰ型胶原基因激活与BTEB(basic transcription element binding protein)有关[51]. CBP/p300[CREB(cAMP-response element-binding protein)bingding protein]参与TGFβ、IFNγ对Ⅰ型胶原基因的转录调节[52-54].

4 胶原基因多态性与疾病

胶原基因存在多态性, 但多数基因多态性与疾病并没有密切关系, 与疾病关系密切的基因多态性中, 大部分与骨质疏松症或成骨不全、骨关节炎等骨性疾病相关. 近几年来, 研究发现的与疾病(尤其是骨疾病)关系比较密切的Ⅰ型胶原基因多态性约有十个. 其中, 存在于Ⅰ型胶原α1链基因的约有六个: 一个位于Ⅰ型胶原α1链基因的第一个内含子区转录因子Sp1结合位点(G>T), 与骨的很多特性有关; 两个分别位于Ⅰ型胶原α1链基因调控区-1663位点和-1997位点, 前者为插入一个碱基T, 后者发生G>T的替换; 还有三个分别位于Ⅰ型胶原α1链基因的第12内含子、第26外显子和第29内含子区. 存在于Ⅰ型胶原α2链基因的约有四个: 两个位于Ⅰ型胶原α2链基因启动子区(5'侧翼区)和第一个内含子区, 分别为C>A或CG二核苷酸重复序列多态性和GT二核苷酸重复序列多态性; 一个在Ⅰ型胶原α2链基因核苷酸的1121位点, 发生G>T的易位, 导致了α2胶原链的238位点甘氨酸为半胱氨酸所替代; 此外, 在COL1A2基因中存在一个G>T的易位, 这导致了在α2胶原链的277位点上色氨酸替代甘氨酸[55].

目前随着遗传学和分子生物学技术的发展, 对胶原基因及其相关疾病易感性等的研究将极大推动相关疾病机制研究及临床早期实验室诊断、疾病预测及指导个体化用药. 由于胶原是细胞外基质的主要成分, 也是硬化性疾病的物质基础, 目前除与基质代谢有关的基质金属蛋白酶(MMPs)基因调控区SNP与疾病相关、α2(I)型胶原基因微卫星与系统性硬化症有关的报道外报道[56-57], 尚无器官纤维化、硬化性疾病与胶原基因多态性相关的研究报道, 笔者的实验室正在致力这方面的研究工作并已得到国家自然科学基金的资助. 纤维化/硬化性疾病属多基因疾病, 希望通过对胶原基因, 尤其是Ⅰ型胶原基因调控序列及外显子多态性特别是单核苷酸多态性的研究, 寻找硬化性疾病与Ⅰ型胶原异常之间的相关性. 若能找到不同人群Ⅰ型胶原基因中的SNPs以及SNPs与纤维化或硬化性疾病的相关性、SNPs与胶原基因对多种调控因子、药物等反应性差异的相关性, 则对于具有纤维化或硬化性疾病倾向的SNP个体或人群的肝硬化等硬化性疾病的预防以及早期诊断、指导个体化用药等具有划时代意义. 随着人类基因组计划的完成, 认识基因特别是基因的功能及其调控已成为本世纪的研究热点, SNP的发现和研究就是基于现有的技术手段及理论基础, 因此Ⅰ型胶原SNPs研究必将进一步推动分子水平认识纤维化形成机制的研究, 加深认识纤维化形成的遗传背景.

总之, 纵观近20年的纤维化相关研究, 可以发现纤维化的形成从细胞外基质(ECM)各组分基因激活、转录、翻译、酶解、分泌, 到ECM过度沉积、纤维化形成, 历经多个环节, 大量的国内外研究均集中在中下游, 这些蛋白质及mRNA水平等的中下游研究虽然为临床肝纤维化为典型例证的纤维化早期诊断指标的选择、细胞及基因分子水平的机制研究提供了理论依据和实验基础, 但这种基因表达的中下游研究显然不足以在更深的分子水平揭示纤维化形成的实质. 如何在分子水平揭开肝纤维化形成之谜不仅为理论上阐明肝纤维化形成机制所需, 更为拓展阻断肝纤维化形成的新技术、新方法所需, 因此进一步对以胶原为代表的ECM基因的转录激活机制, 特别是对这些基因的顺式调控序列及反式转录因子进行研究, 是研究纤维化形成中信号传导的最终也是最重要一环, 这将为揭开间质细胞中胶原等ECM基因如何被异常激活, 进一步建立分子水平筛选抗纤维化药物提供技术平台提供广阔的应用前景. 由于纤维化性疾病系多基因疾病, 疾病相关基因多态性在纤维化性疾病中的研究尚处于早期阶段, 相信随着技术手段的不断进步及研究工作的进一步深入, 胶原基因转录调控及其多态性在纤维硬化性疾病发病及治疗中的作用意义将不断深化.

编辑: 张海宁

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