胶原凝胶基质中胆管上皮细胞的异常生长是怎么回事？

多囊肾 (PCK) 大鼠是一种肝脏和肾脏囊性病变，对应于先天性肝纤维化和常染色体隐性遗传多囊肾病。我们之前报道了一种表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂吉非替尼（易瑞沙）在体外显着抑制 PCK 大鼠胆管上皮细胞的异常生长。本研究在体外和体内研究了吉非替尼（易瑞沙）对 PCK 大鼠囊肿发病机制的影响。使用胶原凝胶基质中胆管上皮细胞的三维培养模型进行体外分析。对于体内实验，PCK 和对照大鼠在 3 至 10 周龄之间接受吉非替尼治疗。吉非替尼在体外对PCK大鼠胆囊形成有很强的抑制作用。在体内，吉非替尼治疗显着抑制 PCK 大鼠肝内胆管的囊性扩张，并伴有肝纤维化的改善。相反，由于治疗，未观察到对肾囊肿发展的有益影响。这些结果表明，表皮生长因子受体介导的信号通路参与了PCK大鼠胆道发育不全，肝和肾囊肿进展的机制不同。

吉非替尼（易瑞沙）是一种酪氨酸激酶抑制剂，靶向 EGFR/HER1 的 ATP 结合域。 EGFR 在大多数上皮肿瘤中表达，EGFR 的激活触发下游信号通路，如 Ras/Raf/ERK/MAPK 和 PI3K/Akt 通路，这些通路受调节并参与肿瘤存活和生长。吉非替尼已被批准用于治疗上皮肿瘤，尤其是非小细胞肺癌。根据我们之前的研究，只有 PCK 大鼠 BECs 弥漫表达 EGFR，吉非替尼（易瑞沙）在体外强烈抑制 PCK 大鼠 BECs 的异常生长。因此，本研究旨在利用该抗癌剂抑制PKD和PCK大鼠的纤维囊性肝病。

正如预期的那样，使用三维细胞培养系统的实验表明，吉非替尼（易瑞沙）在体外对 BEC 囊肿形成具有抑制作用并降低细胞增殖活性。先天性肝纤维化疾病的特征在于与门静脉纤维化相关的肝内胆管先天性扩张。据报道，患者出现 病初始症状的年龄范围从新生儿期到 60 岁。从治疗的角度来看，重要的是实际上抑制胆管扩张进入晚期状态，而不是防止胆囊扩张尚未扩张的胆管。我们使用三维细胞培养系统的体外实验表明，吉非替尼可以减少曾经形成的胆管囊肿的大小和数量。此外，PCK大鼠对BECs的抑制作用比对照组更明显，这与我们之前发现的PCK大鼠BECs中MEK5/ERK5通路被激活的发现一致。

PCK大鼠的BECs通过治疗更频繁地诱导细胞凋亡。 EGFR 信号通路的阻断导致细胞周期进程延迟和 EGFR 表达肿瘤细胞凋亡的诱导。有人提出细胞周期延迟是由细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂 p21 和 p27 的上调介导的。凋亡的诱导是通过降低抗凋亡蛋白 Bcl-2 的表达水平或通过激活促凋亡蛋白 BAD 来介导的。本研究表明，吉非替尼可诱导培养的非肿瘤BECs发生凋亡，这与抑制胆管囊肿形成有关。

在没有吉非替尼（易瑞沙）的情况下，在体外，对照和 PCK 大鼠的 BEC 之间的基础凋亡线水平没有显着差异。然而，在体内，PCK 大鼠的 BEC 比未接受吉非替尼（易瑞沙）的对照大鼠更频繁地发生细胞凋亡。在本研究中，在 PCK 大鼠的整个肝脏中观察到 TGF-β1 mRNA 的表达水平升高。此外，根据我们之前的研究，培养的 BEC 过表达 1 型 TGF-β 受体。由于 TGF-β 介导各种类型上皮细胞的凋亡，一种可能的解释是未经治疗的 PCK 大鼠中 BEC 的凋亡率增加。体内可能与肝脏中TGF-β1的过度表达有关。

在体外，PCK 大鼠的 BEC 比吉非替尼（易瑞沙）处理的对照组更频繁地诱导细胞凋亡。最近的研究表明，抑制 ERK5 会刺激内皮细胞凋亡。据报道，在突变胚胎的心脏、头部和背部区域的 mek5 (-/-) 胚胎中增殖显着减少和细胞凋亡增加。由于 MEK5 在 PCK 大鼠的 BEC 中过表达，它们可能通过抑制 MEK5/ERK5 级联反应而具有更可持续的凋亡反应以及吉非替尼 () 的生长抑制作用。吉非替尼（易瑞沙）治疗后，PCK大鼠BECs明显诱导细胞凋亡，而肝细胞未明显诱导细胞凋亡，这也可能是由于MEK5在BECs中的过表达所致。

虽然吉非替尼（易瑞沙）在体外对胆管囊肿的形成有很强的抑制作用，但给PCK大鼠服用吉非替尼导致肝内胆管囊肿扩张作用的抑制不完全。最近的研究表明，用 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂 EKI-785 和 EKB-569 治疗 PCK 大鼠肝囊肿体积略有改善，但没有显着改善。

在本研究中，吉非替尼（易瑞沙）治疗后肝脏中检测不到 p-EGFR，但免疫染色显示治疗后 PCK 大鼠 BEC 中 p-ERK1/2 持续表达。尽管许多研究已经证明了 EGF/TGF-α/EGFR 通路在 PKD 发病机制中的重要性，但胆管细胞的增殖似乎并非简单地由该通路介导。例如，肝细胞生长因子/met、TGF-β和血管内皮生长因子诱导胆管细胞增殖。 VEGF 受体 Flk-1 和 Flt-4 由胆管细胞表达，VEGF 对 Flk-1 的刺激会激活 ERK1/2。此外，最近的研究表明，患者的肝囊液中含有多种促有丝分裂因子，包括血管内皮生长因子。这些结果提示PCK大鼠BECs异常增殖不仅仅是由于EGFR酪氨酸激酶的激活，其他因素可能与体内肝囊肿的发病有关。