卡维地洛改善肝硬化大鼠肝窦重建的机制研究

Carvedilol is a third-generation, nonselective β-blocker that also possesses α1-adrenergic blocking property. Recent studies found that carvedilol could also inhibit vascular smooth muscle cells proliferation, decrease collagen deposition in myocardium and reverse ventricular remodeling. Our previous study found that carvedilol had an anti-angiogenic effect on human umbilical vein endothelial cells with also an anti-fibrotic effect on hepatic stellate cells. All these indicated the advantage of carvedilol in ameliorating intrahepatic vascular resistance. However, whether carvedilol improves sinusoidal remodeling in cirrhotic liver has not been reported. Based on our previous findings, the present research aims to investigate the protective effect of carvedilol on hepatic sinusoid in chronic liver disease, to study the inhibiting effect of carvedilol on hepatic stellate cells and liver sinusoidal endothelial cells activation and constriction, which would ameliorate liver fibrosis and hepatic sinusoid capillarization. Further clarify its molecular mechanism in improving hepatic sinusoid “structural remodeling” and “functional remodeling”. This study will shed light on the new molecular mechanism of carvedilol in treating portal hypertension and provide novel theoretical basis for its clinical application.

卡维地洛具有较强的非选择性β受体阻滞作用和一定的α1受体阻滞作用，能阻止心血管平滑肌细胞增殖、抑制心肌胶原纤维的沉积、逆转心血管重塑。我们前期研究发现卡维地洛可抑制肝星状细胞活化及成纤维化作用，并能抑制人脐静脉内皮细胞的血管生成作用，提示卡维地洛可能在改善肝内血管阻力方面具有独特优势。但卡维地洛能否改善肝硬化肝窦重建，尚未见研究报道。本课题将通过动物实验及细胞实验两部分，探讨卡维地洛对慢性肝损伤肝窦的保护作用，研究卡维地洛抑制肝星状细胞及肝窦内皮细胞的活化与收缩、缓解肝纤维化及肝窦毛细血管化的作用，从而探索其在肝硬化大鼠肝窦的“结构重建”及“功能重建”作用及分子机制。本课题旨在探讨卡维地洛改善或逆转肝内血管阻力及降低门静脉压的新机制，为卡维地洛应用于肝硬化门静脉高压症提供新的理论依据。

门静脉高压是肝硬化常见的临床表现，如何降低门静脉高压、预防失代偿事件的发生，是目前肝病领域亟需解决的问题。在肝硬化时，病理性肝窦血管重建特点为肝窦毛细血管化且被收缩型 肝星状细胞（HSC）环绕，而肝窦毛细血管化的主要病理特征包括：肝窦内皮细胞(LSEC)去窗孔化、表型改变和内皮下基底膜形成，它可使肝脏微循环的结构和功能发生改变并导致肝窦顺应性降低，从而升高门静脉压力。卡维地洛是第三代非选择性β受体阻滞剂，较传统非选择性β受体阻滞剂有较强的降低门静脉压作用。通过前期的预实验我们推测卡维地洛能对慢性肝损伤的肝窦具有保护作用，能抑制肝硬化大鼠 HSC及LSEC的活化与收缩，缓解肝纤维化及肝窦毛细血管化，从而对肝硬化肝窦的“结构”重建及“功能”重建发挥作用。本课题通过动物实验及细胞实验两部分，探讨卡维地洛对肝窦的保护作用。动物试验表明卡维地洛减少肝硬化大鼠肝内血管再生，改善肝窦重建，降低门静脉压力；卡维地洛可以减少HSC活化、增殖，并且能够促进细胞凋亡，抑制CCl4诱导的小鼠肝纤维化的进一步发展。此外，卡维地洛能够改变肝窦内皮细胞表型，减少肝窦毛细血管化，降低肝内血管阻力，从而减轻肝纤维化和门静脉高压。细胞试验表明卡维地洛能够通过TGF-1/Smads和ERK通路抑制内皮细胞合成纤维连接蛋白来改善肝窦重建；血管卡维地洛可以影响HSC的细胞周期和凋亡从而减少Ang-II诱导的HSC的活化增殖，通过AT1R介导的RhoA/ROCK2信号通路减少Ang-II诱导的HSC收缩，从而改善肝窦重建。在试验中我们还进一步发现卡维地洛对HSC自噬和凋亡的影响，证实卡维地洛可以通过抑制自噬并诱导凋亡，抑制HSC的活化，延缓肝纤维化向肝硬化进展，抑制肝星状细胞在肝窦重建中的作用。通过以上试验，我们验证了卡维地洛对肝硬化肝窦重塑的改善作用并探究其内在的作用机制，为临床应用卡维地洛治疗门静脉高压提供了新的理论依据，具有重要的科研意义及临床应用价值。