肺纤维化发病机制的新概念

特发性和家族性肺纤维化中表面活性蛋白C的异常

肺SP-C是一种高度疏水性蛋白质，可增强表面活性并有助于肺的先天免疫防御。SP-C仅由肺泡II型细胞合成和分泌，肺泡II细胞是SP-C功能障碍疾病的初始损伤部位。在香港证监会自那以后，已经确定了与该基因密切相关的基因。SFTPC公司突变包括改变单个氨基酸残基的点突变、改变或终止下游翻译的移框突变，以及删除整个外显子以产生截短的proSP-C蛋白的剪接位点突变。17,18SP-C相关肺部疾病的自然病史和严重程度是高度可变的，可能反映了细胞对肺组织中不同突变的反应香港证监会基因与未定义修饰基因的作用耦合。

由于突变导致前蛋白结构的改变可能会抑制适当的折叠以实现正确的构象和功能（功能丧失）。同样，受损的加工过程会导致非功能蛋白的积累，细胞现在必须消除这些非功能蛋白（功能的毒性增加）。当蛋白质通过内质网和高尔基体释放到细胞内进行分泌时，新翻译的蛋白质的成熟作为一系列折叠事件发生。细胞已经适应了一系列基于内质网的反应，以恢复适当的折叠或引导消除末端错误折叠的蛋白质，从而缓解进一步的压力。级联反应称为未折叠蛋白反应（UPR）。如果UPR不能最终缓解细胞应激，那么caspase依赖的细胞凋亡途径可以被激活以完全消除细胞。由于II型上皮细胞正常合成、加工和储存SP-C以供分泌，SP-C前体蛋白异常形式的存在对体内平衡造成了特别的威胁。

SP-C突变和IPF患者的肺部UPR标记免疫染色增加。19这些观察结果已扩展到非SP-C相关的零星IPF。免疫印迹显示IPF中UPR介质和caspase 3的表达增加，但在慢性阻塞性肺疾病中没有。致密纤维化区域II型细胞UPR和凋亡的免疫染色共定位标记物。20总之，这些发现与纤维化组织中上皮细胞的普遍内质网应激反应相一致。

体外SP-C构造的表达式编码香港证监会患者中发现的突变导致SP-C聚集，上皮细胞生长受损，内质网应激反应表达增加，上皮细胞凋亡。21,22Co-chaperones与截短的SP-C沉淀，表明UPR途径蛋白与截短和潜在错误折叠的SP-C.的表达SFTPC公司转基因小鼠肺部的外显子缺失突变在出生时是致命的，肺部分析显示严重发育不全、分支形态发生减少和上皮细胞死亡。23这些研究和其他研究与非天然proSP-C的过度生产一致，导致错误折叠的蛋白质应激反应和上皮细胞毒性，从而导致受影响个体的进展性肺病。

通常间质性肺炎是IPF的标志性组织病理学病变，在两份SP-C缺乏的报告中也有描述，但未发现在IPF中的突变香港证监会该基因中未检测到成熟的SP-C和显著减少的proSP-C。24,25这些受累个体的纤维化疾病意味着SP-C缺失状态也可能导致II型细胞或肺泡功能改变，从而导致疾病。当通过基因靶向技术产生SP-C缺陷小鼠时，这些小鼠产生了一种菌株特异性ILD，随着年龄的增长，ILD发展为不规则纤维化。26博莱霉素诱导的肺纤维化在SP-C缺乏小鼠的肺中加重，表明SP-C的缺乏易导致肺纤维化。27SP-C缺陷小鼠不产生任何可刺激UPR的proSP-C。综上所述，SP-C相关肺部疾病的起源可能是多因素的，由空气中缺乏SP-C、细胞SP-C处理事件异常或存在异常形式的proSP-C和UPR引起的累积上皮细胞损伤引起。

ATP结合盒家族成员ABCA3与间质性肺疾病

ABC转运蛋白家族是一组不同的大跨膜蛋白，它们利用ATP转运底物。ABCA亚家族促进胆固醇或特定磷脂的运动。相对于其他器官，ABCA3在肺部高表达。ABCA3定位于II型细胞中板层小体的界膜，这意味着ABCA3参与了肺表面活性物质的细胞内储存形式的组装。28,29

澳大利亚广播公司3突变是隐性的，并且与高度可变的疾病表型相关。基因突变纯合的婴儿澳大利亚广播公司3该基因通常会导致严重且通常致命的新生儿呼吸窘迫；然而，一个子集已被描述为澳大利亚广播公司3这些突变在儿童后期表现为ILD，其中一些人有短暂的新生儿症状。30,31,32组织病理学显示肺泡蛋白沉积和间质增厚，超微结构显示小板层小体具有致密的偏心定位膜，与ABCA3的表面活性剂脂质转运功能一致。30

关于老年人疾病进展和发展临床纤维化的可能性的数据有限。然而，一个青春期杂合子的三个新变体澳大利亚广播公司3这是第一例有充分记录的儿童间质性肺炎病例，此前人们认为这种肺炎不会发生在儿童身上。32最近的一项研究发现澳大利亚广播公司3具有单一特异性的个体的突变香港证监会点突变。存在澳大利亚广播公司3用香港证监会与只有突变的个体相比，突变增加了临床疾病的严重程度香港证监会点突变。33这项研究强调了特发性肺病可能是由改变上皮细胞完整性的单个突变或破坏共同过程不同组成部分的多个基因突变引起的。

已确定改变ABCA3结构的不同突变，包括阻止任何ABCA3生成的无义突变。34 阿布卡3^−/−小鼠死于新生儿呼吸衰竭。肺的分析阿布卡3^−/−小鼠的板层体形成受损，与患者的板层体内缺陷类似，没有可检测到的表面活性剂。35 澳大利亚广播公司3错义突变也被发现可能产生UPR。34因此，ABCA3相关ILD的机制也可能是多方面和复杂的，包括表面活性剂生成减少和UPR反应引起的细胞应激，类似于SFTPC相关ILD。

肺纤维化与疱疹病毒感染的关系

肺上皮的病毒感染传统上被视为一种暂时性损伤。然而，一些病毒建立潜伏感染的能力被假设为介导感染上皮的慢性或重复损伤状态，最终导致纤维化。疱疹病毒家族成员可在急性感染后建立潜伏期，在IPF患者的组织中检测到各种疱疹病毒。在一项研究中，几乎一半的IPF患者的肺组织中发现了爱泼斯坦-巴尔病毒，最近的一项研究在IPF患者的肺中发现了爱泼斯坦-巴尔病毒、巨细胞病毒、人类疱疹病毒7型、人类疱疹病毒8型（也称为卡波西肉瘤疱疹病毒）或这些疱疹病毒的组合。36,37,38在非IPF患者的肺部检测到疱疹病毒，患病率较低。通过免疫组织化学方法，在23例IPF患者中的15例患者的肺部检测到疱疹病毒感染（EB病毒、巨细胞病毒或人类疱疹病毒8/Kaposi肉瘤疱疹病毒），在散发、非-香港证监会-相关家族，以及香港证监会-相关病例，但在对照组中未检测到任何病例。值得注意的是，疱疹病毒与表达增加的UPR标记的细胞共定位。这些结果支持了以下假设：疱疹病毒感染可能是加重SP-C功能障碍性疾病严重程度的修饰物，也是疾病的独立病因。

马肺纤维化中的γ疱疹病毒和干扰素γ缺乏小鼠中的小鼠γ疱疹病毒（MHV-68）诱导的肺纤维化的报道支持了持续性疱疹病毒感染诱导的IPF的概念。39,40γ疱疹病毒感染也加重了小鼠化学性肺纤维化的严重程度。41慢性病毒暴露后的纤维化也可能部分由肺泡巨噬细胞功能改变引起。

在小鼠MHV-68感染模型和人IPF肺组织中，纤维化区域的巨噬细胞表达交替激活巨噬细胞（AAM）的标记。42,43AAM降低了吞噬和杀菌活性，并表达与修复和重塑表型一致的基因。与AAM表型相关的标记物在小鼠中得到了更好的定义，但与经典活化的巨噬细胞相比，小鼠和人类AAM都表达了更高的精氨酸酶1活性。42,43精氨酸酶1活性引起的精氨酸周转限制了一氧化氮的生成，并提高了用于伤口愈合过程的胶原蛋白前体的生成。在博莱霉素治疗的小鼠肺间质成纤维细胞中，精氨酸酶1的活性同样被诱导。42,44组织精氨酸酶1和AAM精氨酸蛋白酶1活性均因化学诱导和疱疹病毒相关纤维化而增加，并可能导致基质异常积聚。

患有SFPTC和ABCA3相关疾病的婴儿的病理学通常被归类为脱屑性间质性肺炎（DIP），表明其组织病理学以巨噬细胞为主。34,45,46 瑞士船级社^−/−据报道，小鼠的巨噬细胞表型异常，微生物杀伤受损，并表达与AAM表型一致的标记物。47巨噬细胞激活模式与上皮功能障碍之间的关系及其在疾病发生中的作用尚不清楚。

循环成纤维细胞前体

过去十年的多项研究认为，除了常驻组织成纤维细胞的分化、增殖或迁移外，肺和其他组织纤维化中的病变成纤维细胞也有其他来源。布卡拉将纤维细胞一词推广到循环成纤维细胞前体。54循环成纤维细胞前体参与伤口愈合的想法始于19世纪^第个世纪，55但是，这些细胞群的特征、分化和招募机制直到最近才在众多优雅的研究中得到定义。56,57,58,59

纤维细胞对增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的贡献，60硬皮病、肾纤维化、，61哮喘患者的气道重塑，62,63肺纤维化的实验模型59已经被很好地描述了。最近的一项研究表明，纤维细胞主要由CXCR4（一种纤维细胞相关的趋化因子受体）与肌成纤维细胞标记物（如I型前胶原、α-平滑肌肌动蛋白和脯氨酸-4-羟化酶）在8/9例肺纤维化患者的肺组织中的共同表达来定义，而在正常肺中则没有。64成纤维细胞病灶的丰度与肺纤维细胞的数量呈正相关(第页= 0.79;P（P）< 0.02). 然而，骨髓源性成纤维细胞在IPF中的确切作用尚未明确。

虽然培养的纤维细胞可以被诱导分化为肌成纤维细胞在体外，还不清楚体内骨髓源性细胞被征募到肺中导致病理性纤维化。59,65,66在纤维损伤的情况下，骨髓间充质干细胞可能促进修复，从而改善纤维化。67,68先前的研究表明骨髓源性细胞在造血干细胞移植后可以成为II型肺细胞。69随后进行了大量研究，使用不同的干细胞池和不同的动物模型，得出了不同的结果（参见70). 通过证明供体肺中存在受体来源的上皮细胞，这种现象也被认为发生在接受性别不匹配肺移植的人类中。71损伤后，不同人群的成纤维细胞前体可能被征募到肺部（例如，纤维原性纤维细胞与修复性间充质干细胞）。局部环境中存在的因素可能会影响来自多种来源的成纤维细胞的分化，如下所述。需要进一步的研究来澄清其中的一些争议。

上皮-间充质转化

在发育过程中，细胞表现出显著的表型可塑性。在原肠胚形成过程中，内胚层上皮细胞分化为间充质，随后形成胚层。72在这种原发性上皮-间充质转化（EMT）之后，在发育过程中还有其他EMT和间充质-上皮转化的例子。72,73EMT中细胞-细胞黏附丧失、运动增强、细胞骨架和形态改变以及对凋亡的抵抗等分子变化也是伤口愈合过程中发生的变化。由于上皮细胞和间充质细胞在发育、伤口愈合和纤维化过程中的表型特征相似，因此调控EMT的分子途径与纤维化相关的分子途径显著重叠也就不足为奇了。

许多研究表明EMT具有特征在体外A549细胞、原代人和大鼠肺泡上皮细胞以及人支气管上皮细胞系均可被诱导进行EMT在体外.74,75有体内EMT在纤维生成中的证据。在博莱霉素诱导的纤维化和转化生长因子（TGF）-β过度表达模型中，已观察到E-钙粘蛋白和表面蛋白C表达细胞中α-平滑肌肌动蛋白和波形蛋白的上调，表明EMT。75,76在肺移植后闭塞性细支气管炎中，支气管上皮中观察到S100A4/成纤维细胞特异性蛋白（一种间充质标记物）的定位；移植的支气管上皮细胞增加了基质金属蛋白酶2和9的表达，并且具有胶原蛋白浸润性，这与EMT一致。77两项研究表明，上皮标记物（如甲状腺转录因子-1或前表面活性蛋白B或C）与IPF成纤维细胞灶上的细胞中的α-平滑肌肌动蛋白或N-钙粘蛋白共定位。78,76然而，其他人未能检测到上皮和间充质标记物的双重表达体内无论是临床样本还是博莱霉素模型。79

最近对30例IPF和多种疾病控制病例进行的一项有趣的研究表明，在肌成纤维细胞和上覆肺泡或支气管上皮之间的一层细胞中，发现了一种独特而新颖的具有细支气管基底细胞表型的细胞，这可能为该领域引入了一种新的细胞因子。80这些细胞共同表达与细胞运动增强相关的标记物（层粘连蛋白-5γ-2和facsin），以及Wnt-β-catenin途径激活的标记物，表明它们可能正在经历EMT。然而，EMT在IPF发病机制中的相对作用尚不明确。由于纤维生成被认为是一个移位或失调的修复过程，并且在发育过程中肺建模所需的许多细胞和分子事件在重塑过程中被重述，因此大量证据表明，EMT是肺纤维生成的重要促成因素。微阵列分析的数据进一步证明了这一点，代表IPF多种发育途径的基因富集，包括Wnt-β连环蛋白、TGF-β骨形态发生蛋白家族和多种发育转录因子。10

成纤维细胞异质性

除了（或可能是由于）成纤维细胞的不同来源外，很明显，它们存在显著的表型范围。成纤维细胞异质性是过去广泛研究的主题。81根据大小和形状、表面标记物、细胞骨架组成、脂质含量、细胞因子谱以及环氧合酶2和端粒酶的表达，对正常肺成纤维细胞亚群之间的差异进行了表征。81,82患有活动性纤维化的肺中的成纤维细胞增殖增加，显示出非依赖于锚定物的生长，并且在形态学上是不同的。83,84来自纤维化组织的成纤维细胞也显示基质的迁移和侵袭增强，这是它们进入受损空间的关键过程。85,86

研究最广泛的在体外成纤维细胞异质性模型基于脂筏糖蛋白Thy-1的表面表达。Thy-1（−）和Thy-1。这两个亚群在细胞因子和生长因子的产生、细胞因子受体的表达以及主要组织相容性复合体（MCH）II类的表达方面存在差异。87,88,89,90,91,92最近的研究表明，Thy-1是潜在TGF-β激活、肌成纤维细胞分化和存活的重要调节剂。93,94因此，Thy-1似乎起到了“纤维化抑制剂”的作用，类似于肿瘤抑制剂。另一个候选的纤维化抑制因子是小窝蛋白-1，它与Thy-1一样影响脂筏相关信号，调节纤维生成信号的多个方面。最近，对其在肺纤维化和硬皮病中的作用进行了综述。95

成纤维细胞表型调控的新机制

最近，临床和实验室数据再次引起人们对端粒酶在成纤维细胞中的作用的兴趣。96端粒是染色体末端富含鸟嘌呤的重复序列，由端粒酶和逆转录酶催化亚基（Tert）调节，端粒酶是一种具有RNA成分的核糖核蛋白复合物（Terc，hTR），是添加重复序列的模板。97端粒酶的缺失导致每一轮细胞复制时端粒逐渐缩短，最终导致细胞活力的丧失，这是复制性衰老的特征。

端粒酶在许多恶性肿瘤中上调。Terc-null小鼠最初的表型正常，但随后几代出现生育能力丧失、一些过早衰老表型和寿命缩短。97在博莱霉素诱导的纤维化大鼠肺成纤维细胞中发现了端粒酶活性的诱导。98先天性角化不良是一种罕见的与端粒酶基因突变相关的疾病，常伴有皮肤表现、骨髓衰竭和一些常见的间质性肺炎，通常发生在儿童早期。99,100最近的两项研究表明，IPF家族和一些散发病例中的端粒酶突变（hTERT，hTR）与端粒长度异常有关。101,102此外，端粒酶（TERT）缺陷小鼠可免受博莱霉素诱导的纤维化；将野生型骨髓移植到TERT-null小鼠中可恢复对博莱霉素的敏感性，而将TERT-null骨髓移植到野生型小鼠中具有保护作用。103这组研究表明，端粒酶表达是纤维化前成纤维细胞表型所必需的，骨髓源性细胞在博莱霉素诱导的纤维化中起着关键作用。有趣的是，即使没有端粒酶突变，IIP患者（包括IPF）的端粒也比年龄匹配的对照组短。104

表观遗传改变导致基因功能的可遗传改变，而不改变DNA序列，因此在基因表达的方式、时间和地点方面提供了额外的转录控制层。105表观遗传调控对发育过程中产生的细胞类型多样性很重要，对维持表达基因图谱的稳定性和完整性至关重要。DNA甲基化和染色质修饰在癌症研究中得到了广泛的研究。其他表观遗传机制，如microRNA和染色质结构改变，越来越被认为是定义和维持细胞表型的关键。

越来越多的证据表明纤维化疾病的表观遗传改变。甲基化FLI1公司与硬皮病成纤维细胞胶原表达增加有关106; 组蛋白脱乙酰酶4是TGF-β诱导皮肤成纤维细胞肌纤维母细胞分化所必需的。107然而，表观遗传重编程对与肺纤维化相关的成纤维细胞（或其他细胞类型）的多细胞表型改变的影响程度尚待确定。最近的一项研究表明，在IPF的成纤维细胞病灶内，特异性地通过DNA超甲基化，Thy-1的表观遗传沉默，这可能是致病性成纤维细胞改变的重要机制。108

微小RNA是长度为21至23个核苷酸的单链RNA分子，可以与多个信使核糖核酸互补并诱导多个转录物的沉默。研究发现，它们可以调节几种癌症和其他器官（如心脏）纤维化中基因表达的重新编程。109特定的microRNA基因在肺部选择性表达，这意味着它们是发育或疾病中的候选调节因子。转基因小鼠中miR-17-92 microRNA簇的肺上皮特异性过表达刺激上皮细胞增殖，同时损害远端肺泡极化。110当miR-223基因被删除时体内小鼠出现了由中性粒细胞组成的渐进性肺部炎症，这些中性粒细胞对挑战的氧化反应增强。111这些发现表明，microRNA是肺基因调控的重要组成部分；然而，microRNA在肺纤维化形成中的作用尚未确定。

控制细胞表型的机制，如表观遗传编程，除了受到时间（如发育或衰老）或环境（如营养或毒物暴露）的调节外，还可能受到环境（如局部生物化学或机械信号）的调节。最近的一项支持上下文编程的研究应用微阵列和层次聚类来表征来自43个不同解剖部位的成纤维细胞，显示出基因表达的显著异质性。112尽管有一般分组表明前后位、近端-远端和真皮-非真皮位置之间存在分区，但也有强烈且特定的位置限制性特征，例如，前臂皮肤成纤维细胞的表达模式与成人肺成纤维细胞相比，与小腿皮肤成纤维组织更为相似。器官内也可能存在基于结构定位的显著位置差异。113后生机制被认为是驱动这种依赖于上下文的编程的原因。112局部生化信号在上下文编程中至关重要；例如，氧分压的区域差异对气道分支很重要。114细胞外基质的组成或生物物理性质也可能产生重大影响，而细胞本身又会改变这两者。

大量且不断增长的文献，主要来自癌症领域，证明了基质成分和硬度对细胞行为的影响（综述于115,116). 细胞-基质生物物理相互作用在调节表型中的作用的一个引人注目的例子表明，将单个间充质干细胞约束在大的（10000μm²)或较小（1024μm²)纤维连接蛋白的表面积分别促进向成骨细胞或脂肪细胞系的分化，即使在缺乏典型的分化诱导因子的情况下。117最近研究表明，前列腺素E2通过细胞形状和粘附依赖信号抑制TGF-β1诱导的肌成纤维细胞分化。118此外，IPF患者的成纤维细胞通过改变整合素依赖的信号转导，避免了聚合胶原蛋白的正常抗增殖作用。119收缩胶原凝胶内正常肌成纤维细胞发生凋亡；缺乏Thy-1的成纤维细胞逃避了这种机制，这种机制在Thy-1转染后得到恢复。93

研究表明，在TGFβ活性和机械张力的作用下，肌成纤维细胞分化最大。51一项相关研究表明，肌成纤维细胞收缩通过对基质的直接生物物理改变介导潜在的TGF-β1活化。120局灶性黏附激酶和局灶性粘着激酶相关非激酶是基质结合下游细胞骨架组织的关键调节因子，对TGFβ诱导的肌纤维母细胞分化具有相反的作用。121最近一项有趣的发现是IPF成纤维细胞（异常整合素信号的下游）翻译控制的全基因组改变。122

炎症本身的有限作用和TGF-β的提前出现

损伤模型使用已知可导致人类病理疾病的药物，并已识别出许多细胞、通路和大量介导肺纤维化的趋化因子、细胞因子和生长因子。这些模型的缺点是依赖急性损伤导致广泛的炎症反应，这不是IPF或许多其他IIP的特征。

含有特定基因cDNA的复制缺陷型腺病毒载体被转移到啮齿动物的肺上皮以模拟这些疾病。γ-干扰素和淋巴战术素诱导的趋化因子-巨噬细胞炎性蛋白-2、RANTES、IP-10、单因子的表达均导致支气管肺泡灌洗液炎性细胞和组织性肺炎显著增加，但未诱导肺纤维化或残余重塑。130,131,132,133细胞因子肿瘤坏死因子-α、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和白细胞介素-1β也可诱导急性炎症反应，伴有不同程度的肺泡破坏，134,135,136伴随着从边缘（肿瘤坏死因子α）到严重（白细胞介素-1β）的分级纤维化反应。这些模型中的纤维化程度与活性TGFβ1的表达量和持续时间直接相关。137通过大鼠肺中活性TGFβ1的过度表达，证实了TGFβ_1在纤维化形成中的关键作用，从而导致长期严重的间质纤维化和胸膜纤维化。138TGFβ1诱导的纤维化在没有广泛炎症的情况下发展和进展，并且不是由潜在形式的表达诱导的。138总之，这些研究表明，肺纤维化的诱导并不直接依赖于炎症反应的程度或特征，而是依赖于细胞因子信号下游诱导的TGFβ1的数量和长度。

其他转基因模型已经证明了TGFβ1在调节纤维化反应中的重要作用。使用Clara细胞分泌蛋白可调节的气道上皮启动子过度表达细胞因子IL-13导致气道和实质纤维化的显著炎症反应。139通过TGFβ拮抗剂治疗，IL-13诱导的纤维化得到显著改善，表明IL-13的纤维化作用在很大程度上是通过TGF？途径介导的。140此外，TGFβ和骨形态发生蛋白之间存在平衡，在一些动物模型和人类IPF中，这似乎被Gremlin的表达所破坏，Gremlin是一种骨形态发生蛋白质拮抗剂，TGF？以MAPK依赖的方式上调其表达。骨形态发生蛋白-7信号转导的恢复抑制小鼠石棉诱导的纤维化。141

TGF-β下游信号

总之，在病毒传递和肺特异性转基因模型中的研究表明，TGFβ是肺纤维化的关键调节剂，支持靶向TGFβ途径以预防或逆转纤维化。TGFβ诱导的反应依赖于靶细胞系并对其具有特异性，通常由Smad蛋白的细胞内信号介导。在间充质细胞中，TGFβ的纤维化作用取决于基质结合的潜在复合物释放的活性TGFβ。激活潜在TGFβ的因子包括血小板反应蛋白和整合素αvβ6。142,143一旦被激活，TGFβ家族成员通过与TGFβII型受体和TGFβI型受体（ALK5）相互作用和络合来启动信号传导。Smad2和Smad3蛋白质随后与激活的受体结合并磷酸化，从而与Smad4形成寡聚物复合物。这种复合物易位到细胞核并与特定的核苷酸基序结合，以调节靶基因的转录。对成纤维细胞的多项研究表明，Smad通路调节TGFβ诱导的与肺纤维化相关的细胞过程，包括增强胶原合成、增殖、迁移、粘附和转分化为肌成纤维细胞。144,145Smad信号在TGFβ驱动的纤维化中的作用已被证实体内使用对TGFβ1介导的肺纤维化有抵抗力的Smad3阴性小鼠。146此外，Alk5选择性激酶抑制剂的给药可防止腺病毒介导的活性TGFβ1基因转移诱导纤维化，并在对已建立纤维化的大鼠短暂给药时阻止进行性纤维化。147

虽然Smad通路被认为是TGFβ1受体信号的主要通道，但新的证据强调了非Smad通路的重要性。TGFβ1刺激的成纤维细胞表现出Smad依赖性增殖和基质蛋白的产生，其受丝裂原活化蛋白激酶和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）途径的调节。145,148,149c-Albelson是由PI3K调节的原癌基因；TGFβ刺激不依赖Smad2和Smad3磷酸化的成纤维细胞中的c-Albelson激酶活性。150c-Albelson激酶的缺失阻止了TGFβ介导的细胞外基质基因表达和细胞增殖的刺激。体内，在肺上皮中有条件地过度表达TGFβ1的转基因小鼠出现上皮细胞凋亡和广泛炎症，随后出现进行性肺纤维化。151信号蛋白7A（一种被认为在血管生成、凋亡和免疫反应中起作用的蛋白）缺失的小鼠，当与TGFβ1过度表达的小鼠杂交时，尽管TGFβ1Smad蛋白激活，但其纤维化和肺泡重塑明显减少。152总之，这些发现表明TGFβ1启动的细胞反应受Smad依赖和Smad依赖信号通路之间的相对贡献和相互作用的调节。

非TGF-β纤维生成途径

最近的研究表明，纤维化和肺重塑也可能独立于TGFβ1信号传导。暴露于屋尘螨抗原并同时用泛中和抗TGFβ抗体治疗的小鼠与暴露于屋尘螨并用无关抗体对照治疗的小鼠相比，出现了气道重塑。153同样，屋尘螨暴露的Smad 3基因敲除小鼠的重塑程度与室内尘螨接触的野生型室友对照小鼠相同。

TGFα与表皮生长因子受体结合。使用可调节的Clara细胞分泌蛋白启动子过度表达TGFα会导致以胸膜、血管周围和支气管周围基质沉积为特征的进行性和广泛性肺纤维化。在这种转基因模型中，在没有可检测到的炎症或TGFβ激活的情况下发生和发展纤维化。154Oncostatin-M是一种炎症细胞因子，在IPF BALF中升高，在动物模型中引起剧烈炎症和纤维化。有趣的是，抑癌素M介导的纤维化似乎独立于炎症和TGF-β信号传导。155

信号通路的潜在下游汇流

由于纤维化在病因和分子病理生理学上可能存在异质性，试图阻断或抵消单一途径可能不足以抑制与纤维化相关的细胞过程。正在进行的研究已经确定了潜在的汇合点，在这些汇合点上，多种输入最终汇合，以引发间充质增殖和基质沉积的细胞反应。

PI3K是一种信号转导酶，对磷脂酰肌醇（4,5）-二磷酸的磷酸化进行催化，形成磷脂酰肌糖（3,4，5）-三磷酸，以响应受体酪氨酸激酶、G蛋白偶联受体或细胞因子受体的激活。PI3K的激活对许多与纤维化相关的细胞过程至关重要，包括细胞生长、增殖、迁移、存活和胶原基因表达。156肿瘤抑制性磷酸酶和紧张素同源物是PI3K-Akt途径的负生长调节剂，其基线活性被认为是组成性高的。缺乏磷酸酶和张力蛋白同系物的肺成纤维细胞的细胞增殖和胶原生成均上调。157此外，在磷酸酶和张力蛋白同源性缺失小鼠中，使用皮肤伤口愈合和博莱霉素诱导的肺损伤模型，磷酸酶和紧张素同源性缺失导致更持久的纤维增殖反应。119在转基因模型中证明了进一步支持PI3K途径介导肺纤维化的证据。当小鼠接受Akt抑制剂治疗时，可调节TGFβ1转基因模型中的肺纤维化显著减轻。152在可调节TGFα转基因模型中，PI3K-Akt通路也被激活，当小鼠接受PI3K-特异性抑制剂治疗时，该模型中的肺纤维化得到预防（WH，未发表的观察结果）。血小板衍生生长因子家族是另一个与肺纤维化炎症模型相关的促纤维化细胞因子组，158,159也激活PI3K。160这些数据进一步支持PI3K作为多种细胞因子协同作用或融合的共同途径。

虽然新兴数据支持以PI3K-Akt等常见信号通路为靶点，但广泛信号抑制剂介导和潜在影响的过多地窖过程带来了重大挑战。161因此，参与基质合成和增殖的更特异下游效应器可能是更好的治疗靶点。雷帕霉素（mTOR）的哺乳动物靶点是一种高度保守的细胞内丝氨酸/苏氨酸激酶，是PI3K通路的主要下游成分。162mTOR抑制剂，如雷帕霉素，与细胞内细胞质受体FK506结合蛋白-12结合。162然后形成的复合物相互作用并破坏mTOR功能，导致细胞周期阻滞在G1期。除了阻止细胞增殖外，mTOR抑制剂还具有抗炎、抗肿瘤和抗纤维化的特性。

mTOR在纤维化中的作用已被证实体内在肾纤维化和肝硬化的啮齿动物模型中，雷帕霉素治疗可有效逆转或预防纤维化。149,163在肺部，雷帕霉素类似物SDZ RAD与载体对照相比，可减少博莱霉素诱导的肺纤维化75%。164在TGFα转基因模型中，根据肺组织学、肺胶原含量和肺力学变化评估，雷帕霉素阻止了表皮生长因子受体诱导的纤维化的发展。165mTOR的激活导致与下游效应器相互作用，如p70核糖体S6激酶（S6K）和真核生物起始因子-4E-结合蛋白-1。通过这些途径，mTOR控制细胞的生长、增殖和翻译。S6K和4E-结合蛋白-1都具有几个磷酸化位点，这些位点是包括mTOR、PI3K和MAPK在内的多种途径的汇聚点。162,166未来需要在纤维化模型中针对S6K和4E-结合蛋白-1磷酸化进行研究，以确定这些蛋白是否代表有效和特异的治疗靶点。

最近的研究强调了转录因子在纤维生成调控中的作用。转录因子Fra-2/AP-1在肺中被证明是促纤维化的，部分是通过调节非TGF-β纤维生成介质的协同表达。167肿瘤坏死因子-α诱导成纤维细胞中AP-1的表达和DNA结合，导致TGF-β1基因转录增加。168需要进行更多的研究，以进一步确定转录因子在调节“纤维转录组”IPF和其他IIP中的作用和层次。

我们感谢Elaina Harris女士和Cassie Woodley女士在手稿准备方面的专家协助。