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从生化考虑则为ECM合成、分泌增加，降解减少，肝内沉积增加，肝纤维化逐渐形成即瘢痕形成。现已知胶原的生化合成过程是mRNA经加工并转移到粗面内质网，翻译合成前α-肽链→羟化→糖苷化→前胶原→高尔基复合体经微管排出细胞外，切除N端及C端肽形成原胶原，经交联成不溶性纤维化，约30％合成后几分钟内在细胞内降解，不溶性纤维化可在胶原酶和肽酶作用下降解。用14C标记脯氨酸示踪研究大鼠的胶原，其半衰期约为300天，并与鼠龄相关（Lindstedt等1961)，临床提示抗肝纤维化需要长疗程，老年者效果差。
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3．细胞学
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从细胞考虑是产生ECM主要细胞HSC被激活（称肌成纤维细胞MFB）、增殖，合成、分泌大量的ECM, 促ECM降解物质合成减少；MFB多源性已有较多研究，后文将详细讨论。
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4．免疫学
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从免疫学考虑，近认为肝纤维化是CD8介导的疾病，活化的HSC可抑制T细胞的活化，活化的NK细胞可杀伤活化的HSC，通过免疫调节作用而可抗肝纤维化；新近研究认为未活化的CD8+ T细胞通过肝窦内皮细胞的窗孔与肝细胞接触而活化，B细胞促HSC的活化；其遗传缺陷小鼠有助于肝纤维化的恢复，B细胞缺乏可减轻肝纤维化，活化的HSC有免疫调节作用，可作用肝脏疾病治疗的新策略。
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5．基因水平
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从基因水平考虑则为参与ECM代谢的基因调控失调造成肝纤维化，具体讲是促肝纤维化因子（TGF-β、NF-κB、肾素、血管紧张素等）致ECM基因表达增强，抑制纤维化因子（IFN-γ等）致促降解的基因表达下降；促使基因表达到正常调控水平是抗肝纤维化的治疗目的。目下治疗主要针对HSC。
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前述的因子也非绝对，在疾病不同时期可能作用不同。Chou等报道在慢乙肝时，TGF-β1可直接抑制HBV复制及抑制抗病毒的免疫应答，可减轻肝损伤。若在肝硬化之期HBV复制与免疫应答已处次要地位则不同。从基因（DNA、RNA）水平、细胞水平、生化与形态学去研究肝纤维化，已认识到它们之间关系不一致性，例如HSC活化后分泌大量胶原到沉积在肝脏（纤维化），是一个从mRNA→形态学多个复杂过程，众多因素可以影响其最后结果。目下临床常用的肝纤维化指标在无肝纤维化的急性肝损伤期均可增高，但有肝纤维化病理改变炎症不明显者也可无肝纤维化指标异常，病理改变也不可能与血清生化改变完全一致。对肝纤维化发生与发展的机理全面认识可利于治疗药物的选择、疗程的安排与疗效的判断。Frideman（2003）认为抗肝纤维化治疗很快成为临床现实，临床大夫头脑中始终保持一个概念，就是即使晚期肝硬化也有逆转之可能，代偿性肝硬化已证实可逆。
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二、肝纤维化研究的重要性
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1．肝纤维化的临床重要性已通过组织病理的研究得以确认
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凡能致慢性肝损的任何生物、理化因子，长期、持续作用均能导致肝纤维化的发生，通常认为肝炎→肝纤维化→肝硬化，从本质上讲这三者均是肝组织学检查作出的形态学诊断。某些肝纤维化发生可能炎症不明显，例如酒精性肝病、铁过量（人类色素沉着症）造成肝纤维化和肝硬化，几乎没有炎症发生，是经过氧化产生活化枯否细胞（KC)，通过转化生长因子（TGF)-β和肿瘤坏死因子（TNF)-α激活HSC而发生肝纤维化（Bonkovery, 1996)。先天性肝纤维化及转TGF-β基因小鼠发生肝纤维化，肝脏均无明显炎症，肝纤维化可致肝窦血流障碍和肝细胞（HC）功能受损，其受损可能为正常细胞外间质的提供的HC生物支撑作用的破坏，另是肝纤维化产生的某些因子例如TGF-β，可致HC凋亡等。
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Seki等在2007年Nat Med（www.nature.com）讨论了炎症与肝纤维化发生之间的分子联系，主要通过Toll样受体-4（TLR4）上调TGF-β信号在HSC内传导，经TLR4—MyD88—NK—κB轴线调节，促肝纤维化形成，此提供促炎症因子与促肝纤维化因子新的联系信号。
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2．肝纤维化是造成门脉高压、肝功能异常和影响预后的重要因素
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业已有肯定肝窦活化的HSC的收缩与门脉高压有关。目下已有较多的抗肝纤维化治疗方法，已发现可使HSC数目减少，肝窦毛细胞血管化改善，门脉压下降，现认为抗肝纤维化治疗是预防与治疗门脉高压最根本的方法。20世纪80年代已故肝病专家Hans Popper认为谁能阻止或减慢肝纤维化的发生，将会治愈大多数慢性肝病患者。
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血吸虫病肝纤维化的研究已证实彻底祛除原发病因与肝纤维化治疗即吡喹酮+IFN-γ，可使肝窦毛细胞化逆转到正常，但要早期，晚期则有困难。
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3．肝纤维化与肝癌发生有一定的关系
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1995年日本报道，在2年内登记的3017例肝癌病例，正常肝组织仅有7％，余均有肝纤维化／肝硬化。坂井田等采用无胆碱的氨基酸饲料，大鼠肝癌发生率达90％，而加用HOE077（脯氨酸羟酶抑制剂）大鼠为50％，仅通过抑制肝纤维化就能降低肝癌的发生率。病理学家希望通过对肝纤维化形成机理的进一步了解，为防治肝癌提出一条新的途径。Elsharkawy等（2007年）进一步阐明了肝脏炎症→纤维化→癌（inflammation→fibrosis→cancer）轴线之间的关系。还指出NF-κB在其中起重要作用，为今后治疗提供新依据。Bergamini等研究指出间质成分的层黏连蛋白（LN）与通过整合素刺激肝细胞癌的生长。Friedman（2008）对肝纤维化分子生物学的了解关键不仅在于开发有效靶向性抗肝纤维化治疗，还在于了解肝脏肿瘤的发生。
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4．祛除病因治疗，不能代替抗肝纤维化治疗
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近来研究证实单纯的祛除病因不能使肝纤维化→肝癌发生完全中止，第三次美国肝纤维化专题会议提出抗病毒治疗的同时进行抗肝纤维化治疗，2008年NIH已组织这方面研究，对HCV致肝硬化患者，在抗HCV治疗的同时抗肝硬化治疗。血吸虫病肝纤维化从动物实验、临床、现场大规范的随访研究证实，已有肝纤维化者单纯杀虫治疗，肝纤维化仍可进展。在理论方面早已阐明，主要是活化的HSC可以通过自分泌与旁分泌机理再活化HSC。
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三、ECM基因调控失调导致肝纤维化的发生与发展
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（一）ECM的组成与合成
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目前常将细胞外间质与ECM视为同义词。在形态学上，基质是指不包括纤维的极其复杂的凝胶或溶胶，在常规电镜与光镜下不能看到。ECM的组成为纤维和基质，基质包括非胶原结构的粘连糖蛋白如LN, 和蛋白多糖如HA。亦有人将基质金属蛋白酶（MMPs)、基质金属蛋白酶组织抑制剂（TIMPs）及ECM受体（整合素）纳入ECM内。以往对肝纤维化研究集中在胶原、层黏蛋白、纤维连接蛋白和透明质酸等ECM的合成方面，近年来更重视对ECM降解的研究，例如研究MMPs和TIMPs。
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目前已知胶原的基因型有30多种，编码的蛋白质有19种，用罗马数字表示，这些胶原蛋白有不同的肽链结构、免疫特征与体内分布。胶原蛋白占人体蛋白总量的1/3，占肝内蛋白总量的1/20～1/10，当肝脏发生纤维化时胶原蛋白可增加到50％左右，主要是Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅹ、ⅩⅥ、ⅩⅧ型8种胶原，肝脏中胶原以纤维形式存在，每一条纤维可能由多种胶原混合而成。胶原的合成是一个复杂的过程。胶原基因由RNA多聚酶Ⅱ转录形成mRNA, TGF-β能够刺激胶原基因复制并使转录形成的mRNA保持稳定。mRNA经加工并转运至粗面内质网，翻译合成前α-肽链，其中脯氨酰、赖氨酰残基经相应的羟化酶作用生成羟脯氨酰及羟赖氨酰，羟赖氨酰在糖基转移酶的催化下糖苷化，形成半乳糖羟赖氨酰及葡萄糖半乳糖基羟赖氨酰，3条前α-肽链的羧基端间相互作用形成三螺旋结构的前胶原，从内质网转运到高尔基复合体，通过分泌系统经微管排出细胞外。再经氨基N端和羧基C端肽酶作用切除N端及C端肽形成原胶原，在赖氨酰氧化酶作用下，微纤维聚集（可溶性），经交联成不溶性纤维，此仍可在胶原酶和肽酶的作用下降解成肽和氨基酸。胶原基因在肝脏的表达已有较多报道。笔者等（2002年）对日本血吸虫感染新西兰兔肝脏内Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ型胶原mRNA水平进行了较系统的动态观察，用RT-PCR加Dot blot法检测胶原mRNA水平，以β-actin作内对照。与正常兔肝比较，感染第4周，Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ型胶原mRNA水平增高分别为10.5、11.7和6.6倍；感染第10周时达高峰，分别为12.0、11.9和6.6倍；感染第16周骤降，第28周三者mRNA水平均下降至2倍左右，但降解明显减少。原位杂交研究认为胶原、蛋白多糖和非胶原糖蛋白主要来源于HSC。枯否细胞（KC)、内皮细胞（SEC)、成纤维细胞、胆管细胞及HC可能不是合成ECM的主要细胞。
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但有人认为尽管HC生成ECM少，但其细胞数量大，在肝纤维化中的作用也不可忽视。近认为MFB来源较多，MFB的多源性笔者已综述，认为正常肝脏不存在MFB, 正常情况下HSC存在于Disse间隙，成纤维细胞在门静脉结缔组织及肝小叶中央静脉周围。在肝纤维化时，已有较多研究证实这些细胞可转化为MFB, 另研究认为骨髓间质干细胞可分化为HSC, 转化为MFB, 也可直接转化为MFB, 胆管上皮细胞（BEC）转化为MFB, 上皮细胞转化为间质细胞（epithelial-mesenchymal transition, EMT)，已被认为某些器官纤维化纤维生成细胞增加的重要途径，周围血循环中的单核细胞与肝细胞也可衍生成MFB。近研究显示门脉的成纤维细胞（portal fibroblast）与HSC不同，通过desmin染色可区别，体外培养10～14d才转化MFB, 在TGF-β和坚硬的基质（在聚丙烯酰胺维持下）培养下，可转化为MFB。Zisberg等研究证实在CCl4诱导肝纤维化鼠中，成熟鼠的肝细胞在TGFβ1的诱导下，经上皮类型表型与功能改变，转化为MFB。此受骨形态发生蛋白（骨形成蛋白）-7（BMP-7)（又称生骨蛋白）和骨性蛋白（OP-1）的调节。肝脏的MFB至少来源肝内HSC、BEC和肝细胞。MFB的主要标志为纤维细胞特异蛋白1（FSP1）和α-SMA, MFB也有可能转化为上皮细胞此称MET, 能否再演变为肝细胞均待研究。MFB的多源可能与不同病因的肝纤维化有关。
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人们特别重视肝纤维化肝细胞转化MFB, 此已有较多研究，翁红雷等已有报道IFN-γ治疗9个月后肝纤维化患者肝细胞表达上调抗肝纤维化因子Smad7，下调Smad3与CTGF等促肝纤维化因子。为考核疗效提供了新的方法。
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