综述:Fibulin家族成员:肝纤维化的新参与者及慢性肝病的潜在生物标志物

【字体: 时间:2025年09月23日 来源:Hepatology Research 3.4

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  本综述系统总结了Fibulin家族(FBLN)在慢性肝病(CLD)与肝纤维化中的最新研究进展。文章详细阐述了Fibulin成员的结构特征、蛋白互作网络(PPI)及其在细胞外基质(ECM)重构、肝星状细胞(HSC)活化、肝细胞癌(HCC)发展中的关键作用,特别强调了Fibulin-1(FBLN1)、Fibulin-3(EFEMP1)和Fibulin-5(FBLN5)作为潜在生物标志物的临床价值,为肝病机制研究和诊疗策略提供了新的视角。

  

Fibulin家族:结构与功能的多维视角

Fibulin家族由8个成员组成,其共同特征是具有三个保守结构域:高度可变的N端结构域(Domain I)、中央钙结合EGF样(cbEGF-like)重复序列(Domain II)以及C端纤维蛋白型结构域(Domain III)。根据Domain I的长度差异,Fibulin被分为长型(Fibulin-1、-2和Hemicentin/Fibulin-6、-8)和短型(Fibulin-3、-4、-5、-7)。Alphafold AI模型预测的三维结构显示,尽管所有Fibulin成员均共享C端免疫球蛋白样结构域(Fibulin C-terminal Ig-like domain),但各成员在空间构象和互作界面存在显著差异,这为其功能多样性提供了结构基础。

Fibulin的互作网络与功能复杂性

通过蛋白互作(PPI)分析发现,Fibulin家族成员与细胞外基质(ECM)核心成分(如原纤维蛋白FBN1/FBN2、弹性蛋白ELN、微纤维相关蛋白MFAP1-5)广泛互作。其中Fibulin-2(FBLN2)的互作蛋白中73.7%属于核心基质组(core matrisome),凸显其在ECM稳态维持中的核心作用。而Fibulin-3(EFEMP1)则与黏附斑组分(如endoglin/ENG、calreticulin/CALR)及annexin家族(ANXA2/ANXA3/ANXA5)显著互作,提示其调控细胞迁移与黏附的功能特性。值得注意的是,Fibulin与ADAMTS家族蛋白酶(如ADAMTS1/4/5/7/12/14)存在功能互作:Fibulin-1可增强ADAMTS1对蛋白聚糖的降解,Fibulin-2可被ADAMTS4/5水解促进肿瘤侵袭,而ADAMTS12通过结合Fibulin-2抑制该过程——这种精细调控网络在肝纤维化与HCC发展中具有关键意义。

Fibulin在肝纤维化中的动态表达

单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据显示,在肝硬化组织中,除HMCN2(Fibulin-8)外所有Fibulin成员表达均显著上调。细胞来源分析表明:

  1. 1.

    肌成纤维细胞是Fibulin的主要来源

  2. 2.

    Fibulin-2(FBLN2)特异性表达于门静脉区α-SMA+肌成纤维细胞,可作为区分肝星状细胞(HSC)与肌成纤维细胞的标志物

  3. 3.

    Fibulin-1(FBLN1)在HSC和肝细胞中均表达

  4. 4.

    Fibulin-3(EFEMP1)和Fibulin-4(EFEMP2)在间皮细胞高表达

    临床样本蛋白质组学验证发现:

    • Fibulin-5(FBLN5)在HBV/HCV相关肝纤维化中表达升高

    • Fibulin-3和Fibulin-5在肝硬化阶段(F4)显著上调

    • Fibulin-1/2/3/5在HCC癌旁纤维化组织中随纤维化分期(F1→F4)逐步递增

      分子机制研究表明,TGF-β可差异性调控Fibulin表达:诱导FBLN2(肝细胞/肌成纤维细胞)和FBLN5(LX-2细胞),但不影响FBLN1和EFEMP1。Fibulin-3通过调控黏附斑动力学影响HSC迁移,而非直接干预TGF-β信号通路。

Fibulin在肝细胞癌中的双重角色

TCGA数据分析显示:

  • FBLN1在HCC中表达上调最显著,与不良预后相关

  • FBLN7表达升高与血管生成调控相关

  • FBLN2/EFEMP1/EFEMP2/FBLN5构成高表达相关性集群

    功能研究呈现看似矛盾的结论:

    1. 1.

      肿瘤抑制功能:EFEMP1在HCC中表达降低(启动子超甲基化),过表达可诱导凋亡并抑制迁移;FBLN5低表达通过整合素通路抑制MMP7表达

    2. 2.

      促癌功能:FBLN1高表达抑制凋亡并促进皮下成瘤;FBLN2过表达增强细胞增殖;FBLN5在蛋白质组学中显示4倍上调

      这种功能异质性可能源于肿瘤微环境差异、异构体特异性作用或细胞来源不同(基质细胞vs.肿瘤细胞)。

Fibulin作为生物标志物的临床潜力

血清/细胞外囊泡(EV)蛋白质组学发现:

  1. 1.

    纤维化评估:

    • Fibulin-1与肝脏硬度正相关(NASH患者)

    • Fibulin-3构成12蛋白分类器区分晚期纤维化(F3-F4)

    • Fibulin-4在肝硬化EV中特异性检出

  2. 2.

    疾病监测:

    • Fibulin-1/3在酒精性肝炎、HBV相关肝硬化、HCC患者血清中同步上调

    • Fibulin-3可预测MASLD患者肝脏相关事件

  3. 3.

    来源追踪:

    • Fibulin-4定位于纤维区域胆管细胞和血管间皮细胞

    • Fibulin-1在肝硬化/HCC患者EV中显著富集

结论与展望

Fibulin家族通过调控弹性纤维组装、细胞-基质互作和蛋白酶网络,成为肝纤维化与HCC进展的关键参与者。其成员的特异性表达模式(如FBLN2在肌成纤维细胞、EFEMP1在间皮细胞)为靶向治疗提供细胞特异性切入点。临床样本多组学验证表明Fibulin-1/3/5具备作为非侵入性生物标志物的潜力,但在走向临床应用前仍需解决:

  1. 1.

    功能异质性的机制解析(如FBLN1在HCC中的双重角色)

  2. 2.

    不同病因肝病(病毒性/酒精性/MASLD)中的表达谱差异

  3. 3.

    血清检测标准化与多中心验证

    未来研究应聚焦于细胞特异性功能缺失模型、异构体功能分化和动态成像技术应用,以彻底揭示Fibulin家族在肝病进展中的多维调控网络。

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