第二节　胆管的胚胎发育情况

尽管肝内胆管和肝外胆管的管腔内都有胆管上皮细胞，但他们起源于不同组织，肝外胆管和胆囊的胆管上皮细胞来源于肝憩室的尾部。研究表明肝外胆管发育更接近于十二指肠和胰腺的发育。小鼠模型中胆管细胞和胰腺祖细胞表达Pdx1，而肝祖细胞中表达阴性就是很好的证明。一些基因在肝内胆管及肝外胆管的胆管上皮细胞的发生中均起着调控作用，而另外一些基因在胆管的发生中表现出不同的作用。例如，HNF6、HNF1b、Hhex和Notch信号效应器Hes1在肝内胆管、胆囊及肝外胆管的发育中均起作用。而转录因子Foxf1的单倍体不足会导致肝外胆道缺如及胆囊发育不良，但肝内胆管却不受影响。

肝内胆管发育从第8周开始，伴随着门静脉从肝门向肝脏外周离心性生长。胚胎学分期可分为“胆管板期”：门静脉分支周围的肝母细胞形成单层的扁平上皮细胞；“双层胆管板期”：随后的几周，胆管板开始复制形成双层细胞结构；“迁移期”：在胚胎发育的第26周，胆管板扩张形成管腔结构，同时与门静脉间质融合；“胆管期”：在胚胎发育的第30周左右，小胆管重塑形成独立的胆管结构。在肝内胆管发育的起初阶段，胆管板沿着门静脉形成，然后从肝门向外周逐渐的重组而形成胆管结构。已分化的胆管细胞逐步形成连续的、均匀的腔隙网络，然后组织形成分级的网络系统，其中包括大导管和小导管。大导管沿着门静脉走行，而小胆管则形成网状结构包绕门静脉。肝内胆管上皮细胞分化及管腔结构的形成都是通过上皮细胞间或与其他肝实质细胞间的信号传导调节完成的。门静脉间质形成转化生长因子β（TGF-β2和TGF-β3），在门静脉和肝实质间存在着梯度变化。TFG-β刺激肝细胞向胆管细胞表型分化，当信号被阻断时，肝母细胞向胆管上皮细胞的分化过程受到抑制。发育中的胆管板可短暂表达TGF-β受体Ⅱ（TβRⅡ），而已分化的胆管细胞抑制TβRⅡ。Notch信号通路在胆管树的发育过程中起了非常重要的作用，包括胆管板的形成，到胆管板重塑再到管腔形成。Notch信号通路可通过改变肝脏转录因子表达来控制肝母细胞及成熟肝细胞向胆管细胞的分化，调节小胆管的形成。这些转录因子包括HNF1b和Sox9，后者是胆管细胞最具特异性和最早的标志物，它能调控原始胆管的发育时机和成熟程度。经典型Wnt信号通路在胆管发育过程中也起到非常重要的作用，尤其是抑制肝细胞分化和促进胆管板重塑反面。LKB1的缺乏会损害胆小管的形成，导致肝内胆管发育障碍。研究表明，胆管上皮细胞分化和胆管板的形成不需要LKB1，但是胆管形态的形成需要LKB1，因其可通过调节促进原始胆管结构成熟。MUC5AC和MUC6只存在于胆管板期，而MUC1在肝内胆管发育四期中均存在，这可能与维持肝内胆管正常发育有关。

肝外胆道系统和胰腺的发育区别于肝脏的发育过程，其来源有明显的不同。肝外胆管发育要早于肝内胆管。在胚胎第7周，肝门处可见到肝胰芽，它是由一层立方形胚胎上皮细胞构成，周围包绕胚胎间质、肌肉和神经丛组织；第8周，肝胰芽形成肝外胆管、胆囊和胰腺，肝门处胆管板建立肝门肝外胆管；第10周，中远端肝外胆管逐渐开始建立和成形；第20周，肝动脉和毛细血管增殖，肝外胆管周围毛细血管丛形成；第30周，肝外胆管继续发育，胆管周围腺体出现；第40周，肝外胆管已形成，但不成熟，大量神经纤维包绕肝外胆管。参与肝外胆管发育的重要细胞信号包括：HNF1β、HNF6、Sox17和Hes1，它们的缺失会导致肝外胆管树发育畸形以及胆囊发育不全或缺失。Sox17，内胚层器官形成的重要调节蛋白，控制肝脏和胆道系统的特异性分化。Sox17在内皮细胞中存在，是胆管结构形成的必备条件。在小鼠研究中发现，腹侧前肠中Sox17失活将导致肝外胆管缺失，形成异位的胰腺组织，而Sox-17错误表达会抑制胰腺的发育，形成管状上皮组织。故Sox17决定肝外胆管和胰腺的命运。Hes1属于Notch信号通路，对于Sox17起到负调节作用，它对于胆道和胰腺上皮细胞的分离并各自形成时起重要作用。

由于肝外胆道是一个单一的管道解剖结构，这种特异性的结构形成具有独特的分子表达特性。胆管胚胎发育过程中某个环节的异常可能导致胆道闭锁发生。全基因组相关性研究表明，胆道闭锁的可疑致病基因包括ADD3、GPC1、ARF6基因。斑马鱼个体中GPC1基因突变会导致胆管发育缺陷。斑马鱼具有两种ARF同源染色体ARF6a、ARF6b，其都在肝脏中表达。基因敲除试验表明ARF基因对早期胆管发育是必需的。有研究证实，胆囊和胆囊管的胚胎发育是由Lgr4基因决定。在小鼠试验中，Lgr4基因突变，其肝和胆总管发育正常，但是其胆囊和胆囊管结构完全缺失。有研究表明，孕15、16周胆管上皮细胞核中表达Hes1，之后则没有表达。相反，在肝外型胆道闭锁中发现Hes1存在持续表达，直至生后3个月，这可能与Notch信号通路下游的传导信号缺失有关。另外，JAG1基因突变可发生于肝外胆道闭锁患儿，这可能与胆道闭锁形成有关。

（葛亮　詹江华）