《Biomolecules》：The Matrix Reloaded: The Hepatic Matrisome as a Therapeutic Opportunity to Fight Liver Fibrosis
肝纤维化是大多数慢性肝病（chronic liver diseases, CLDs）在持续肝损伤应答中出现的细胞外基质（extracellular matrix, ECM）过度蓄积过程。ECM包含多种蛋白质，其中胶原含量最为丰富；而基质组（matrisome）指代数量庞大的ECM相关分子集合，涵盖胶原关联蛋白、生长因子、细胞因子、酶及其内源性抑制剂。肝纤维化进程中，肝脏基质组会发生显著的质与量双重改变。尽管近年相关研究不断深入，学界对肝脏基质组在生理及病理状态下的认知仍十分有限，尤其对其超越传统结构支持功能的机制理解不足。本综述阐明解析肝脏基质组对肝损伤的应答规律可为疾病进展与消退机制提供新视角，并有望转化为新型抗纤维化策略。临床前研究已证实，靶向基质组不同层面的药物均具备抗纤维化潜力，但相关成果向临床试验的转化仍较为滞后。截至目前，simtuzumab（LOXL2抑制性抗体）、伊马替尼（discoidin domain receptors, DDRs小分子抑制剂）、bexotegrast（整合素抑制剂）、GR-MD-02（半乳糖凝集素3抑制剂）及BMS-986263（靶向热休克蛋白47的siRNA制剂）已完成或正在开展CLD相关临床试验，部分药物已显现出积极结果。
1. 引言
慢性肝病是一组由长期肝损伤（可分为肝细胞毒性损伤与胆汁淤积性损伤）引发的病理状态统称，以进行性肝组织破坏与慢性炎症为核心特征。其主要致病因素包括病毒性肝炎、酒精滥用、肥胖/代谢综合征、自身免疫异常及遗传性代谢缺陷。肝纤维化作为几乎所有类型CLD的共同病理表现，是一种虽可逆但异常的创伤愈合应答，以ECM过度沉积为特征，最终导致肝组织结构扭曲，功能性肝实质被无功能瘢痕组织替代。该病理进程持续发展可演变为肝硬化——CLD的终末阶段，以再生结节形成、肝血管结构紊乱及门静脉高压为标志。此类结构改变与肝功能慢性受损会进一步提升肝细胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）的发病风险，HCC是最常见的原发性肝癌类型，且无论基础肝病类型如何，肝硬化均在HCC患者中普遍存在。近几十年来，CLD已成为全球高发疾病之一，也是导致死亡的主要原因：全球统计数据显示其每年造成约200万人死亡，占全球总死亡率的4%，其中肝硬化与肝癌分别导致116万与79万人死亡，分列死因顺位的第11位与第16位。
尽管肝抗纤维化药物研发是当前研究热点，但目前尚无专门针对肝纤维化的临床获批药物。现有治疗手段仅针对肝损伤的基础病因与原发病，例如病毒性肝炎采用抗病毒药物，代谢功能障碍相关肝病（metabolic dysfunction-associated liver disease, MASLD，曾用名非酒精性脂肪肝病non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD）采用降脂与降糖药物。这些治疗已证实肝纤维化是可逆过程，抗病毒治疗的逆转效应尤为显著：一项针对慢性丙型肝炎病毒（hepatitis C virus, HCV）感染患者的队列研究显示，持续病毒学应答维持至少5年的患者接受直接抗病毒药物（direct acting antiviral, DAA）治疗后，肝纤维化显著消退，FibroScan?检测值平均下降。但需注意，4期纤维化（F4）患者的纤维化逆转程度更低，晚期CLD临床管理难度极大，肝移植仍是终末期肝病的唯一有效治疗手段。鉴于特异性治疗药物的缺失，近年大量临床前与临床研究聚焦于探索新型治疗方案及老药新用。当前抗CLD的核心策略包括调控炎症与免疫应答、干预肝星状细胞（hepatic stellate cells, HSCs）的活化与失活/清除、改善肝实质细胞损伤（含凋亡调控），以及靶向ECM合成与降解平衡。本综述旨在系统探讨ECM/基质组在肝纤维化中的作用及相关药物研发的机制路径。
2. 肝纤维化发生：肝星状细胞的核心作用及其他参与细胞
活化肌成纤维细胞是纤维化发生的核心驱动者，可在持续肝损伤下显著提升ECM的表达、分泌与沉积水平。位于Disse间隙的HSCs占肝脏总细胞数的5%–8%，是产生ECM的肌成纤维细胞的主要来源，骨髓来源的纤维细胞与门静脉成纤维细胞的贡献次之。HSC活化过程表现为从静息态、富含维生素A的静息HSCs（quiescent HSCs, qHSCs）向增殖活跃、具有迁移与收缩能力且无维生素A脂滴的活化HSCs（activated HSCs, aHSCs）转化。除经典表型外，研究已证实HSCs存在显著异质性：对小鼠非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis, NASH）肝脏的单细胞RNA测序鉴定出4种 distinct HSC亚群：经典促纤维化肌成纤维细胞、增殖亚群、中间活化亚群及免疫/炎症亚群。aHSCs可释放促炎、促纤维化与促有丝分裂细胞因子，与其他参与肝炎症的细胞发生交互作用。HSC活化分为起始与维持两个阶段，涉及复杂的信号网络，包括氧化应激信号及来自HSCs与邻近细胞的自分泌/旁分泌促纤维化因子，其中转化生长因子-β（transforming growth factor-beta, TGF-β）与血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor, PDGF）被认为是关键调控因子。
多种转录因子维持着HSCs的静息表型，包括过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR）γ、视黄酸受体（retinoic acid receptors, RARs）、类视黄醇X受体（retinoid X receptors, RXRs）、孕烷X受体（pregnane X receptor, PXR）及LIM同源框2蛋白（LIM/homeobox 2 protein, LHX2）；而Kruppel样因子6（Kruppel-like factor 6, KLF6）、Gα相互作用囊泡相关蛋白/Girdin（GIV/Girdin）及甲基CpG结合蛋白2（methyl-CpG-binding protein 2, MeCP2）则驱动qHSCs向促纤维化表型转化。由于aHSCs在肝纤维化中的核心作用，降低其数量是逆转与治疗肝纤维化的关键。aHSCs的清除主要通过三条途径实现：逆转为静息表型、细胞死亡（主要为凋亡）及细胞衰老。
肝纤维化发生是涉及实质与非实质多种细胞类型的复杂过程。生理状态下，几乎所有肝细胞（肝细胞、胆管细胞、窦状内皮细胞）均参与ECM构成；而损伤肝脏中，活化肌成纤维细胞是ECM成分的主要生产者。尽管aHSCs是肝纤维化中ECM的主要来源，但在早期、胆汁淤积性或特定损伤模型中，门静脉成纤维细胞、骨髓来源细胞、肝细胞及免疫细胞也有显著贡献。除HSCs外，肝窦还包含无规则基底膜的有窗孔肝窦内皮细胞（liver sinusoidal endothelial cells, LSECs）及库普弗细胞（Kupffer cells, KCs）、肝自然杀伤细胞等免疫细胞。HSCs通过骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein, BMP）-9与BMP-10与这些细胞通讯，维持自身身份与功能，进而调控肝分区与铁代谢；反之，健康肝脏中LSECs通过血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）刺激一氧化氮生成，维持HSCs的静息状态。肝损伤时，LSECs失去窗孔结构，形成连续基底膜并获得炎症与纤维化特征，此类毛细化LSECs一方面允许HSC活化，另一方面通过合成胶原与纤连蛋白直接参与纤维化发生。KCs在肝纤维化中发挥双重作用：既可通过释放TNF-α、IL-1β、TGF-β等促炎细胞因子参与qHSC的活化，也可通过产生多种基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMPs）促进纤维化消退。
3. 基质组：超越ECM的集合概念
ECM是由300余种相互连接的蛋白质与多糖组成的动态三维网络，在器官发育、组织修复、生理与病理过程及衰老中发挥关键作用，占人体重量的20%以上，是维持组织结构与稳态的核心，为器官提供机械支持并促进细胞与微环境的通讯。除结构功能外，ECM通过与细胞黏附受体交互，调控细胞存活、增殖、迁移与分化等信号通路。ECM结合的细胞受体包括整合素、discoidin结构域受体（discoidin domain receptors, DDRs）、 syndecans、CD44、透明质酸介导的运动受体、白细胞受体复合物（白细胞相关免疫球蛋白样受体1, LAIR-1）、尿激酶型纤溶酶原激活物受体相关蛋白（urokinase plasminogen activator receptor-associated protein, uPARAP）及Toll样受体4（Toll-like receptor 4, TLR4）。ECM可分为间质基质与基底膜两大类，功能随器官与组织定位存在差异。ECM组分失调与癌症、遗传病、干细胞行为异常、动脉粥样硬化及纤维化等多种病理状态相关，因此ECM可作为多种疾病的诊断标志物与生物标志物，例如ECM组分评估可辅助纤维化与心血管疾病的诊断与监测，调控ECM组成也是潜在治疗靶点。
ECM的核心成分包括胶原、弹性蛋白等纤维状蛋白，细胞外基质蛋白1（extracellular matrix protein 1, ECM1）、纤连蛋白、玻连蛋白、tenascin C、层粘连蛋白等黏附糖蛋白，核心蛋白连接糖胺聚糖（硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸角质素）的蛋白聚糖（如decorin、perlecan、versican），以及透明质酸等游离糖胺聚糖。ECM蛋白包含具有高度保守序列与结构的独立折叠区域，可与整合素等黏附受体结合，向细胞传递信号并促进细胞-基质附着。除ECM组成成分外，胶原关联蛋白、ECM调控与修饰酶（如赖氨酰氧化酶与蛋白酶）及ECM驻留存储分子（如PDGF、VEGF、TGF-β等细胞因子、生长因子与形态发生素）也属于基质组范畴——ECM是TGF-β的储存库，TGF-β1可共价结合ECM分子形成潜伏TGF-β1（latent TGF-β1, LTGF-β1）复合物。胶原关联蛋白包括半乳糖凝集素、膜联蛋白A2（annexin A2, ANXA2）及富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（secreted protein acidic and rich in cysteine, SPARC），其在肝脏中的具体功能尚未完全阐明，已知可调控细胞-基质黏附、免疫细胞招募与血管生成重塑。上述所有组分共同构成基质组，可分为核心基质组（即ECM本身）与关联基质组（参与ECM重塑或与ECM结合的蛋白，如ECM受体）。通过体内ECM蛋白质组分析与计算机预测，目前已鉴定出278个基因（占人类蛋白质组的1%）为人体基质组的必需组分。
基质组是细胞信号传导、组织再生与修复的核心调控者。ECM为细胞迁移提供支架，促进组织损伤后的重建。组织修复过程中，基质组发生以ECM重塑为核心的动态变化，包括旧基质组分降解与新组分合成。大量生物活性与信号分子可被隔离在ECM中，随后受控释放以调控细胞功能；ECM的物理特性（如硬度与刚性）也可影响细胞内信号级联。
在肝脏中，基质组调控血流、营养交换与废物清除等维持稳态的关键生理过程，在肝损伤时协调有效组织修复与再生，同时也驱动纤维化重塑。ECM过度沉积与交联会导致肝脏密度与硬度升高、抗纤维化溶解能力增强，且基质组的变化早于肝组织的显著结构改变——急性脂多糖暴露与慢性乙醇诱导应激下，基质组已发生动态应答，早于明显纤维化表型的出现。尽管大量证据表明基质组组分与肝纤维化组织相关，但其具体作用机制仍未明确：部分基质组组分发挥促消退效应，例如ECM1可通过抑制TSP-1、ADAMTS1、MMP-2、MMP-9介导的LTGF-β1活化，以及与CTGF结合阻断整合素αvβ6介导的TGF-β活化，从而减轻肝纤维化； syndecan-1可通过干扰TGF-β1作用并上调MMP14抑制肝纤维化早期进程；微原纤维相关蛋白2（microfibrillar-associated protein 2, MFAP-2）可通过调控ECM稳定、黏着斑信号与炎症预防小鼠肝纤维化，其缺失虽对CCl4暴露期间的胶原沉积影响有限，但会显著延迟CCl4停用后的纤维化消退。反之，CREB/ATF bZIP转录因子（CREBZF）可通过刺激ECM蛋白骨桥蛋白的表达，以肝细胞自主方式诱导HSC活化与肝纤维化，成为从脂肪变性向NASH进展的检查点。
ECM处于持续重塑的动态过程中，包含严格调控的ECM降解环节。由于纤维状胶原的紧密螺旋结构，多数蛋白酶无法降解该类胶原。生理条件下，纤维状胶原的细胞内降解是维持胶原稳态的核心，通过内化、吞噬、巨胞饮或uPARAP介导的内吞实现；病理状态下，ECM的胞外降解占主导，主要由蛋白酶介导，其中MMPs最为关键，其作用受组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitors of metalloproteinases, TIMPs）调控。
MMPs是包含24种以上锌依赖性膜结合与分泌型内切肽酶的家族，可降解任意ECM组分，根据底物特异性分为胶原酶（MMP-1、MMP-8、MMP-13、MMP-18）、明胶酶（MMP-2、MMP-9）、基质溶素（MMP-7、MMP-26）、stromelysins（MMP-3、MMP-10）与膜型（MMP-14至MMP-17、MMP-24、MMP-25），其余6种归为未分类“其他MMPs”。不同蛋白水解条件下产生的ECM衍生片段被称为基质激肽（matrikines），可介导组织重塑与纤维化发生等多种信号功能，例如XVII型胶原的水解产物内皮抑素具有抗血管生成特性，可下调肝脏TGF-β1信号通路。MMPs不仅直接降解ECM组分，还可作用于趋化因子、细胞因子等非ECM底物，调控纤维化相关的炎症与信号通路，例如可切割LTGF-β1复合物释放活性TGF-β，后者进一步刺激HSC活化、ECM合成与TIMPs产生，形成维持肝纤维化应答的正反馈环路。肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor, HGF）是肝损伤后肝细胞再生的关键促进因子，其无活性形式可与类肝素蛋白聚糖结合，MMPs（尤其是MMP-2、MMP-9、MMP-13）在炎症与促纤维化信号刺激下上调，促进ECM降解与周转；MMP介导的ECM降解失调会破坏ECM合成与降解的平衡，推动肝纤维化进展。
TIMPs是至少4种生理性抑制剂（TIMP1–4）的家族，作为MMP的内源性抑制因子，以1:1化学计量比结合MMPs，防止组织过度蛋白水解并维持组织完整性。TIMP表达下调或活性改变导致的调控失衡可促进ECM重塑与疾病进展；而TIMP（尤其是TIMP-1、TIMP-2）的过度产生则会减少ECM降解。TIMPs可调控HSCs的行为：TIMP-1与TIMP-2调节HSC增殖，TIMP-1还可与TGF-β信号组分交互，可能增强促纤维化应答。MMPs与TIMPs被认为是肝纤维化发生与消退的核心调控者，是重要的药物研发靶点。
MMPs与TIMPs主要由HSCs（尤其是aHSCs）在肝损伤时分泌，其他肝脏细胞类型（尤其是KCs等免疫细胞）也有贡献，这与不同MMPs通过调控纤维化、炎症、组织再生等过程参与肝病的起始、进展与消退全周期的特征一致。
尽管不同毒性刺激诱导的肝纤维化存在共性特征，但不同病因的基质组具有特异性：酒精性肝病（alcoholic liver disease, ALD）以致密实性纤维化为典型表现，NAFLD则以网格状纤维化为特征，两者均伴随I型与III型胶原增加；ALD更易出现小叶中心区侵袭性纤维化与硬化性玻璃样坏死，NAFLD常始于3区的细胞周围纤维化，呈“鸡笼丝”样模式。乙醇的一级代谢产物乙醛具有强致纤维化作用，可增强多种ECM组分的沉积，还可与赖氨酸的ε氨基或N端氨基酸的α氨基形成蛋白加合物（胶原的该反应已被证实多年）。近年ECM也被纳入MASLD发病机制研究：整合素连接激酶（ECM-整合素信号轴）是小鼠饮食诱导肝胰岛素抵抗的必需分子，体外研究证实I型胶原可通过整合素介导的死亡增强棕榈酸酯诱导的肝细胞脂毒性。此外，多种基质组组分还与病毒性肝炎的发生发展特异性相关，例如syndecan 1可作为HCV入侵的受体。
4. 胶原：类型、功能与生物合成
胶原（源自希腊语“kolla”，意为胶水）是ECM的核心成分，也是哺乳动物含量最丰富的蛋白质，占小鼠总蛋白质的12%–17%。胶原家族共包含28个成员（按发现顺序命名为I–XXVIII），均具有特征性的三螺旋结构域。胶原可分为纤维状与非纤维状两大亚型：前者可组装为长细纤维（如I型胶原），后者形成网状或非纤维状结构（如IV型或VI型胶原）。纤维状胶原通常含有长且未被打断的三肽重复序列（Gly–XY–）n，由3条多肽链（α链）构成，其中约含330个Gly–XY–三联体（X通常为脯氨酸，Y通常为4-羟脯氨酸），Gly–XY重复的数量与分子刚性正相关。人类已鉴定出编码28种胶原42条α链的对应基因。α链可自发组装为同聚或异源三螺旋结构，进而自组装为原纤维。非纤维状胶原的三螺旋区域组织方式与纤维状胶原不同：不含长且未被打断的重复序列，而是短（Gly–XY–）n基序或更长重复序列被非胶原序列打断，因此无法组装为高度有序的原纤维。
胶原赋予ECM抗张强度与弹性，使其承受机械力，不同类型胶原在不同组织与器官中发挥特异性功能：I型胶原是小鼠体内含量最高的胶原类型，是皮肤、肌腱、韧带等结缔组织ECM的主要成分，占总胶原的70%–90%，其复杂规则的排列赋予组织特征性机械性能；II型胶原是软骨的核心结构成分；III型胶原分布于皮肤、血管与内脏；IV型胶原是基底膜的主要成分，基底膜是分隔上皮细胞与下层组织的薄层结缔组织。
除结构功能外，胶原还参与ECM的信号传导与功能调控，可与生长因子、酶及其他ECM组分交互，调节其对周围细胞的活性与效应。
以I型胶原为例，胶原的生物合成始于编码pro-α1与pro-α2链的基因COL1A1与COL1A2的转录。多种转录因子参与调控生理与肝损伤状态下的胶原基因转录，新的调控因子仍在不断被发现，例如ZNF469可调控MASLD相关肝纤维化中的胶原生成。COL转录本进入细胞质后与核糖体结合，翻译为长且连续的胶原肽前体，即前pro-胶原链。La核糖核蛋白结构域家族成员6（La ribonucleoprotein domain family member 6, LARP6）是一种RNA结合蛋白，特异性参与转录后调控，尤其是稳定编码I型胶原的mRNA以支持翻译过程；miRNA（尤其是miRNA29）可通过与mRNA形成复合物抑制翻译。
肽链形成后，前pro-胶原在粗面内质网经历翻译后修饰：首先切除信号肽；其次在抗坏血酸与多种辅因子的支持下，通过胶原脯氨酰羟化酶与赖氨酰羟化酶分别催化脯氨酸与赖氨酸残基的羟基化；脯氨酸残基的第4位或第3位碳原子可通过胶原脯氨酰4-羟化酶或脯氨酰3-羟化酶添加羟基，生成4-羟脯氨酸或3-羟脯氨酸；赖氨酸残基的脂肪族侧链不同碳原子可通过胶原赖氨酰5-羟化酶催化羟基化；最后，选定的羟赖氨酸残基通过半乳糖基转移酶连接葡萄糖-半乳糖二糖，形成前胶原分子。
随后发生前胶原三螺旋的组装：以I型胶原为例，2条pro-α1链与1条pro-α2链以拉链式方式折叠，其他类型胶原（如II型、III型）则组装为3条相同α链的同源三聚体。该过程由粗面内质网内的多种折叠催化剂协助完成，包括葡萄糖调节蛋白78（glucose-regulated protein 78, GRP78，又称免疫球蛋白结合蛋白BiP或热休克蛋白家族A成员5, HSPA5）、GRP94与蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase, PDI）。肽基脯氨酰异构酶（peptidyl-proline isomerases, PPIases，包括FK506结合蛋白FKBP10、FKBP11、FKBP14）是限速酶，因为胶原分子中脯氨酸残基占比极高。此外，热休克蛋白47（heat shock protein 47, HSP47）是胶原特异性分子伴侣，对三螺旋成熟至关重要。最后，前胶原分子在高尔基体组装为分泌囊泡，分泌至细胞外空间。
纤维状胶原分子被正确整合到原纤维前需经过成熟加工：由ADAMTS家族成员或BMP-1（取决于切割位点与胶原类型）特异性切割前胶原的N端与C端前肽，生成原胶原。原胶原随后在赖氨酰氧化酶（lysyl oxidase, LOX）与LOX样蛋白（lysyl oxidase-like proteins, LOXL1–4）家族的作用下自组装为原纤维。这类铜依赖酶具有保守的C端催化结构域，可将伯胺氧化为活性醛。其活性受缺氧、氧化应激与炎症调控，可选择性氧化胶原的ε-氨基赖氨酸与羟赖氨酸残基为烯丙赖氨酸醛（allysine aldehydes, LysAld），启动ECM蛋白（包括弹性蛋白与胶原）的分子内与分子间共价交联，赋予ECM抗张强度与结构稳定性；部分LOX家族成员（如LOXL2）还具有胞内作用。根据N端结构，LOX家族可分为两个亚家族：亚家族1（LOX与LOXL1）与亚家族2（LOXL2、LOXL3、LOXL4）。有趣的是，LOX与LOXL1可被BMP-1/Tolloid样金属蛋白酶蛋白水解激活，这类酶的底物主要为ECM及ECM相关蛋白。
LOX家族成员失调与多种健康问题相关，包括肺、肝等多组织纤维化，动脉瘤与高血压发生；LOX在多种癌症中上调，与侵袭和转移增强相关，还可能参与神经退行性变。基于此，靶向LOX的药物正在研发用于癌症与纤维化治疗，LOX与LOX介导的交联是多种疾病的潜在生物标志物。在CLD背景下，这些酶与肝纤维化密切相关：HSCs与门静脉成纤维细胞是正常肝脏及损伤后早期其主要细胞来源；HSCs中的LOX家族成员可直接作用于其他肝脏细胞类型，近期研究显示靶向LOXL1表达的HSCs可通过LOXL1/RUNX1/VEGFA轴抑制肝纤维化进展过程中的窦状血管生成。
转谷氨酰胺酶（transglutaminases, TGs）依赖Ca2+催化赖氨酸与谷氨酰胺残基的连接，也参与胶原交联。TG2是该家族分布最广的酶，在肝脏中大量表达，但大多以无活性形式滞留于胞内，仅在细胞损伤后由肌成纤维细胞与内皮细胞受控分泌，并被高浓度胞外Ca2+激活。
胶原最终通过胞外与胞内两条途径降解：前者由MMPs等膜结合与分泌型蛋白水解酶介导；后者通过吞噬、巨胞饮或uPARAP/Endo180介导的内吞将相对完整的胶原原纤维内化，再由溶酶体半胱氨酸蛋白酶降解。
5. 肝纤维化中的胶原：同质而异源
正常健康肝脏的胶原主要为纤维状I型、III型与V型，主要定位于Disse间隙的间质基质、汇管区与中央静脉，由（肌）成纤维细胞产生，主要发挥支持组织结构的作用；基底膜IV型胶原也少量存在，主要由内皮细胞与qHSCs产生，定位于窦壁与胆管上皮相邻的血管壁，主要功能是支持特化极化细胞，保障血液与肝内皮、上皮之间的分子扩散。随着肝纤维化发生与进展，胶原的数量与分布均发生改变：纤维化沉积的ECM以间质成分为主，主要是纤维形成型I型与III型胶原，伴少量V型胶原；肝硬化肝脏中，I型、III型、V型胶原的含量较正常升高可达10倍，IV型胶原与其他非胶原ECM组分（如纤连蛋白）升高可达6倍。CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型定量分析显示，天狼星红染色的总胶原沉积随纤维化进展逐步升高：4周时为肝切片总组织的4.94%，6周为8.25%，8周为9.11%。目前尚不清楚ECM中哪些蛋白最为关键、应作为纤维化的特异性干预靶点。除含量最高的I型、III型胶原外，IV型、V型、VI型胶原、nidogen、层粘连蛋白、纤连蛋白、biglycan、mimican、versican、decorin、lumican、弹性蛋白等均会在纤维化过程中发生明显的量与质改变。肝纤维化的初始组织学改变与发展模式（主要成纤维细胞类型、主要ECM组分、纤维化模式）因CLD类型（如胆汁性纤维化、病毒性肝炎、代谢性肝病、ALD）不同而存在差异。
除胶原沉积量增加外，胶原原纤维的排列与交联也是ECM硬度升高的核心原因。主要由aHSCs合成的LOX与LOX样酶是核心交联酶，TG2的贡献并不显著。LOX还可与纤连蛋白交互，增强LOX催化活性，进一步提升胶原交联与基质硬度。LOXL1在正常成年肝脏中表达受限，但在胎儿期高表达；纤维化晚期，LOXL1与I型胶原同步上调，抑制LOXL1表达可通过减少弹性蛋白交联阻滞肝硬化进展。LOX可稳定肝纤维化中的胶原：C57Bl/6J小鼠经CCl4处理3周与6周后，不溶性胶原比例从健康组织的5.7%分别升至14.7%与19.1%，可溶性胶原从92%降至84%与79%；同一模型中，LOX抑制剂β-氨基丙腈（β-aminopropionitrile, BAPN）可降低胶原稳定性，促进纤维化逆转，阻止晚期（3–6周）纤维化进展中高交联（不溶性）胶原的升高。除动物模型外，肝纤维化与肝硬化患者血清中也观察到LOX家族成员的表达与活性升高，Wilson病、原发性胆汁性胆管炎、HCV感染、NASH（近期更名为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎, MASH）患者的纤维化肝脏中也存在类似的LOX上调。由于LOX的底物浓度充足且催化活性高效，而后续的蛋白间交联缩合反应速率较慢，纤维化发生过程中会积累大量胞外烯丙赖氨酸，因此氧化的胶原胞外烯丙赖氨酸可能是纤维化生成的特异性靶点。靶向LOXL2已成为极具吸引力的抗纤维化策略，但目前仍缺乏临床证据验证其有效性。LOXL1被认为可促进弹性蛋白交联，沉默LOXL1表达可通过减少肝ECM中弹性蛋白交联预防肝硬化进展。其他胶原相关介质也与肝纤维化相关：DDR2可介导aHSCs在肝损伤时响应I型胶原表达IV型胶原酶（明胶酶）MMP-2，并在胶原富集环境下刺激成纤维细胞表达膜型1 MMP（MT1-MMP, MMP-14）；细胞外TG2依赖的基质交联也与肝纤维化的发病机制密切相关。
ECM周转过程中，大或小的ECM片段会释放入血，根据片段特征可作为纤维化生成或纤维化消退（纤维化消退）的生物标志物：部分片段与生成相关，部分为降解相关。此类血清生物标志物相较于ALT、AST、FIB-4等间接标志物与评分的优势在于可更准确反映纤维化过程的动态变化。胶原（包括胶原前肽）及其他ECM组分已被提议作为肝纤维化的无创生物标志物。I型胶原在骨等硬组织中含量高，III型胶原是软组织的特征性表达胶原，与（肌）成纤维细胞含量正相关，因此III型胶原是比I型更准确的纤维化过程指标，III型（前）胶原肽是极具潜力的肝纤维化预后生物标志物。目前验证最充分、准确性最高的III型胶原生成标志物是N端前肽PIIINP与PRO-C3：两者均通过靶向N端前肽定量III型胶原的生成，PIIINP抗体靶向N端前肽内部的未知表位，PRO-C3则通过特异性靶向ADAMTS2切割前肽的位点定量真实生成水平。血液中PIIINP水平联合透明质酸与TIMP-1构成“增强肝纤维化（enhanced liver fibrosis, ELF?）检测”，可估算肝纤维化程度。临床研究显示该检测具有高灵敏度、特异度与可重复性，可单独或与肝活检联合用于评估多种CLD。ECM来源生物标志物优于传统标志物的证据已被多次报道：一项研究中，基线ALT与AST无法预测纤维化分期变化，而基线PRO-C3升高可预测HCV患者的纤维化进展；在aldafermin（成纤维细胞生长因子19类似物）治疗MASH的II期临床试验中，PRO-C3与ELF?均可识别组织学应答者，而ALT无法做到；在检测晚期肝纤维化时，ELF?与PRO-C3等直接肝纤维化生物标志物的诊断效能优于APRI与FIB-4等间接指数。PRO-C3与ELF?评分已被提议作为纤维化分期与预后的有用标志物，可用于鉴别原发性硬化性胆管炎患者的晚期纤维化与肝硬化。ECM来源生物标志物的广泛应用也存在挑战：其循环水平可受患者常见合并症的影响，且某些情况下其他组织可能是其主要来源，例如ELF?反映纤维化生成的能力很大程度上归因于PIIINP，但血清中75%的TIMP-1来自血小板等血细胞，可能干扰结果的判读。
6. 基质组在信号传导中的作用：力学与生物化学的交汇
机械信号传导是肝脏稳态的核心。细胞骨架张力升高与ECM刚性通过整合素（一类多样的细胞表面受体）与机械敏感性离子通道（如Piezo1、TRPV）感知，这些信号汇聚于关键通路，通过作用于实质与非实质细胞，调控肝脏稳态的多个方面（如肝再生、纤维化发生、免疫细胞招募、血管生成重塑）。
整合素是细胞-ECM黏附的主要介导者，由18种α亚基与8种β亚基通过非共价相互作用形成24种不同的αβ异二聚体组合。根据主要配体的不同，整合素可分为三类：RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）结合整合素（α3β1、αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、αIIβ3），与含RGD肽段的蛋白（如纤连蛋白、玻连蛋白、纤维蛋白原、血小板反应蛋白-1）结合；胶原结合整合素（α1β1、α2β1、α10β1、α11β1），与纤维状及非纤维状胶原结合；层粘连蛋白结合整合素（α3β1、α6β1、α7β1、α6β4）。整合素信号严密调控肝纤维化，近期已有综述系统总结。HSCs中特异性表达整合素α8β1与α11β1，促进促
