固有免疫細(xì)胞在肝纖維化發(fā)生中的作用

譚文凱 綜述 周 宇 審 校

肝臟是重要的免疫器官，存在大量的固有免疫細(xì)胞，這些細(xì)胞在肝臟固有免疫中起到至關(guān)重要的作用[1]。正常生理狀態(tài)下，肝臟的固有免疫細(xì)胞起免疫防御作用，清除入侵的病原體。而在病理情況下，肝臟內(nèi)固有免疫細(xì)胞除了免疫防御作用外，還可能引起肝臟損傷，導(dǎo)致肝纖維化的形成。許多研究顯示固有免疫細(xì)胞通過激活肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cell,HSC），誘導(dǎo)凋亡，分泌細(xì)胞趨化因子，生長因子等炎癥介質(zhì)影響肝纖維化的進(jìn)程。下面將對固有免疫細(xì)胞在肝纖維化中的作用做一綜述。

一、巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞是人體重要的炎癥調(diào)控細(xì)胞，主要分為M1型和M2型。M1型稱為經(jīng)典激活型巨噬細(xì)胞，介導(dǎo)機(jī)體的炎癥、防御反應(yīng)；M2型稱為替代激活型巨噬細(xì)胞，參與抗炎和介導(dǎo)組織損傷修復(fù)的作用。M2型具有對抗M1型的作用，對損傷組織的修復(fù)以及恢復(fù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)都起到至關(guān)重要的作用，兩者在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化。巨噬細(xì)胞通過表面的模式識別受體（pattern recognition receptor，PRRs），與病原相關(guān)的分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）相結(jié)合而被激活，直接或間接地參與了纖維化的發(fā)生、進(jìn)展和逆轉(zhuǎn)。

激活的巨噬細(xì)胞可分泌多種促炎因子，轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）被認(rèn)為是其中最主要的炎癥介質(zhì)。在肝纖維化過程中，TGF-β1不僅通過Smad蛋白途徑調(diào)控肝星狀細(xì)胞的激活，還能通過過氧化氫、轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白β依賴機(jī)制使肌成纖維母細(xì)胞膠原轉(zhuǎn)錄激活，促使組織金屬蛋白酶抑制劑（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMPS）的表達(dá)增加，抑制細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的降解；PDGF能通過后續(xù)的磷脂酰肌醇3激酶、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)性激酶等途徑激活HSC及促進(jìn)其增殖，導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生[2]。

巨噬細(xì)胞能分泌多種趨化因子作用于炎癥細(xì)胞和肌成纖維母細(xì)胞，使其動員、聚集在損傷組織的周圍形成炎癥反應(yīng)，集聚的炎癥細(xì)胞進(jìn)一步分泌多種細(xì)胞因子、趨化因子、生長因子，形成正反饋效應(yīng)，促進(jìn)纖維化的發(fā)生。在肝臟損傷時(shí)，巨噬細(xì)胞、HSC、肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞，均能合成分泌單核細(xì)胞 趨 化 蛋 白 -1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1），其中以巨噬細(xì)胞為主。在小鼠肝纖維化模型上，MCP-1或其受體CC趨化因子受體2（CC chemokine receptor2，CCR2）的表達(dá)缺失可以減輕肝纖維化的程度[3]。在肝纖維化、肝硬化患者體內(nèi)，肝臟MCP-1的表達(dá)增高，滲出的巨噬細(xì)胞具有CCR2依賴性[4]。巨噬細(xì)胞分泌的CC趨化因子配體 1（CC chemokine ligand 1，CCL1）和 CC趨化因子巨噬細(xì)胞炎癥蛋白（macrophage inflammatory protein，MIP）也都具有相同的作用，CCL1與細(xì)胞表面的趨化因子受體CCR8，MIP-1α、MIP-1β及其受體CCR1、CCR5相結(jié)合，趨化炎癥細(xì)胞聚集到損傷的肝臟組織周圍，促進(jìn)肝纖維化的發(fā)展[5]。

巨噬細(xì)胞不僅能促進(jìn)炎癥發(fā)生、肝纖維化形成，還能通過多種途徑介導(dǎo)纖維化的逆轉(zhuǎn)。首先巨噬細(xì)胞分泌多種基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metallo-proteinases，MMPs），如：MMP1、MMP2、MMP8、MMP9、MMP13，特異性地降解膠原及非膠原的細(xì)胞外基質(zhì)，MMPs的缺失導(dǎo)致肝纖維化恢復(fù)的延遲[6]。其次，巨噬細(xì)胞通過表達(dá)腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）介導(dǎo) HSC凋亡，減少ECM的分泌、沉淀，起到緩解肝纖維化的作用[7]。此外，巨噬細(xì)胞通過吞噬細(xì)胞外基質(zhì)成分，激活肌成纖維母細(xì)胞、中性粒細(xì)胞分泌MMPs，吞噬壞死細(xì)胞及其殘骸碎屑，減輕損傷信號引起的過度炎癥反應(yīng)[8]。

巨噬細(xì)胞具有多種生物學(xué)功能，這與巨噬細(xì)胞存在細(xì)胞亞群相關(guān)，但激活的巨噬細(xì)胞如何分化、轉(zhuǎn)變?yōu)楹畏N表型，具有何種生物學(xué)功能，參與或抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)或逆轉(zhuǎn)肝纖維化，取決于疾病的病理生理進(jìn)程、接受的炎癥信號以及巨噬細(xì)胞所處的微環(huán)境。

二、NK細(xì)胞

自然殺傷細(xì)胞（natural killer cells，NK cells）是固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分。目前認(rèn)為，NK細(xì)胞表面的刺激性受體，如NKG2D（natural-killer group，2 member D）、自然細(xì)胞毒受體（NKp30、NKp44、NKp46）和 Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）等或抑制性受，如殺傷細(xì)胞免疫球蛋白受體2DL1和NKG2A等，通過與目標(biāo)細(xì)胞表面相應(yīng)配體相互作用，激活或抑制NK細(xì)胞，從而增強(qiáng)或減弱細(xì)胞殺傷、誘導(dǎo)凋亡效應(yīng)。

NK細(xì)胞的研究主要集中在免疫防御機(jī)制及腫瘤監(jiān)控。在正常肝臟中，30%的淋巴細(xì)胞由NK細(xì)胞組成，形成肝內(nèi)固有免疫的第一道防線，其作用是清除侵入肝臟的病原、毒素及肝腫瘤細(xì)胞。在肝纖維化進(jìn)程中，活化的NK細(xì)胞則通過脫顆粒對HSC起直接殺傷或誘導(dǎo)凋亡作用，緩解或逆轉(zhuǎn)肝纖維化。1998年國外首次報(bào)道了NK細(xì)胞與肝纖維化的關(guān)系，M.Shirachi等[9]通過小鼠肝纖維化模型研究發(fā)現(xiàn)，肝臟組織NK細(xì)胞的數(shù)量減少、活性降低，而NK細(xì)胞的數(shù)量增加、活性增高后，肝纖維化明顯緩解，說明NK細(xì)胞可能參與逆轉(zhuǎn)肝纖維化作用。視黃酸早期轉(zhuǎn)錄因子1（retinoic acid early transcript 1，AE1）是NK細(xì)胞激活型受體NKG2D的配體，高表達(dá)于活化的HSC中，但在靜息狀態(tài)下的HSC中很難被檢測到，這說明NK細(xì)胞更容易殺傷活化的HSC[10]。也有研究發(fā)現(xiàn)，抑制性配體HSC表面的I型MHC分子，在野生型小鼠表達(dá)明顯升高，從而抑制NK細(xì)胞的激活，使靜息狀態(tài)下的HSC不被 NK細(xì)胞所殺傷[11]。

NK細(xì)胞通過殺傷HSC逆轉(zhuǎn)肝纖維化，在肝纖維化的早期起明顯作用。早期活化的HSC可通過NKG2D/RAE1依賴的方式激活NK細(xì)胞，NK細(xì)胞反過來對HSC進(jìn)行殺傷，且這種殺傷作用具有干擾素（interferonγ，INFγ）依賴性，在INFγ-/-小鼠肝纖維化模型中，肝纖維化的程度并無明顯減輕[10]。而激活后的HSC在肝纖維化的中晚期不但能產(chǎn)生TGF-β抑制肝NK細(xì)胞的活化程度，還能產(chǎn)生細(xì)胞因子信號抑制因子（suppressor of cytokine signaling1，SOCS1），對抗 IFN-γ的抑制作用。IFN-γ主要由活化的NK細(xì)胞產(chǎn)生，對活化的HSC有明顯的抑制作用[12]。

三、NKT細(xì)胞

自然殺傷 T細(xì)胞（natural killer T cells，NKT cells）是一個異源性亞群的淋巴細(xì)胞，分為I型和Ⅱ型，前者又稱經(jīng)典的NKT細(xì)胞，表達(dá)恒定的T細(xì)胞抗原受體（T cell antigen receptor，TCR），而后者則表達(dá)多樣化的TCR受體。NKT細(xì)胞還可以表達(dá)NK細(xì)胞表面標(biāo)記如CD56及CD161（NK1.1），主要識別糖脂類抗原，其在肝臟組織占單核細(xì)胞的比例較血液及其他淋巴器官如脾臟、胸腺明顯升高。

NKT細(xì)胞通過TCR識別抗原-CD1d復(fù)合物及其表面的殺傷細(xì)胞激活性受體NKG2D與相應(yīng)的配體識別而被激活。在HBV感染后，病毒介導(dǎo)肝細(xì)胞表達(dá)自身抗原CD1d復(fù)合物，使肝細(xì)胞表面殺傷細(xì)胞受體的配體表達(dá)增加。這些配體與TCR及NKG2D結(jié)合后使NKT細(xì)胞激活，分泌白介素4（interleukin-4，IL-4）、IL-3等多種促炎反應(yīng)細(xì)胞因子，進(jìn)一步活化HSC，促使肝纖維化的發(fā)生[13]。NKT細(xì)胞還可以通過Hh途徑及其目的基因OPN參與非酒精性脂肪肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）的發(fā)生、進(jìn)展及肝纖維化過程，兩者相互激活形成級聯(lián)放大效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)（CD1d-/-和 Ja 18-/-）基因敲除的小鼠由于缺乏NKT細(xì)胞，同時(shí)Hh途徑的活性減弱，OPN的表達(dá)下調(diào)，肝纖維化程度明顯低于野生型小鼠[14]。此外，NKT細(xì)胞還能直接殺傷或者誘導(dǎo)損傷的肝細(xì)胞凋亡，通過Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子以及絲氨酸激酶/核因子-kappaB依賴途徑促使HSC細(xì)胞激活，促進(jìn)肝纖維化[15]。由此可見NKT細(xì)胞在NAFLD促進(jìn)肝纖維化過程中起重要作用。但也有不同觀點(diǎn)，有研究發(fā)現(xiàn)，NKT細(xì)胞缺乏的基因敲除小鼠與野生型小鼠相比，其肝臟的損傷以及肝纖維化程度更為嚴(yán)重，尤其在CCL4誘導(dǎo)的肝纖維化早期階段[16]。這可能與肝纖維化的模型以及肝纖維化的不同階段有關(guān)，也可能與NKT細(xì)胞存在多種亞型有關(guān)。目前NKT細(xì)胞亞型的具體功能還不清楚，可能存在更多的細(xì)胞亞型，有待深入研究。

四、中性粒細(xì)胞

中性粒細(xì)胞是重要的固有免疫細(xì)胞，在急性期肝損傷過程中，大量炎癥介質(zhì)促進(jìn)中性粒細(xì)胞聚集，通過其表面的整合素β2與肝細(xì)胞表面的胞間黏附分子-1結(jié)合，粘附在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞表面[17]，產(chǎn)生氧化產(chǎn)物、蛋白酶以及脫顆粒作用介導(dǎo)肝臟組織損傷與炎癥反應(yīng)。但其在肝纖維化中的作用并不十分清楚。研究發(fā)現(xiàn)，在膽總管結(jié)扎的小鼠及二甲基亞硝胺誘導(dǎo)的肝纖維化模型中，肝臟的中性粒細(xì)胞數(shù)量與其纖維化的嚴(yán)重程度一致[18]。在體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)活化的中性粒細(xì)胞能促進(jìn)HSC的膠原合成。然而，Xu J等[19]研究并未發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞促進(jìn)肝纖維化的形成，這可能與其主要參與凋亡細(xì)胞的清除有關(guān)。也有研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞可能參與在肝纖維化逆轉(zhuǎn)的過程。應(yīng)用中性粒細(xì)胞抗體RP3的小鼠在解除膽道梗阻后，膠原纖維的降解、吸收程度遠(yuǎn)較對照組小鼠低，這與中性粒細(xì)胞缺乏有關(guān)[20]。

五、肥大細(xì)胞

肥大細(xì)胞來源于骨髓多能造血干細(xì)胞，是關(guān)鍵的免疫效應(yīng)細(xì)胞，活化后能分泌多種細(xì)胞因子、趨化因子和生長因子，其中包括堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor，b-FGF）、類胰蛋白酶、TNF-α等促纖維化形成因子。B-FGF能通過旁分泌的調(diào)控刺激纖維母細(xì)胞的增殖，低濃度的類胰蛋白酶可促進(jìn)纖維母細(xì)胞的DNA合成及有絲分裂[33]，而TNF-α能激活纖維母細(xì)胞產(chǎn)生大量的膠原形成肝纖維化。在自身免疫性肝炎及原發(fā)膽液性肝硬化患者的肝臟及CCL4誘導(dǎo)的肝纖維化模型中，胃促胰酶陽性的肥大細(xì)胞明顯增多，與肝纖維化的程度相關(guān)。但轉(zhuǎn)基因肥大細(xì)胞缺乏的小鼠（WS/WS小鼠）仍然能發(fā)展為肝纖維[21]。由此可見，肥大細(xì)胞與肝纖維化有相關(guān)性，但是并非肝纖維化形成過程中的關(guān)鍵細(xì)胞。

六、小結(jié)

綜上所述，固有免疫在肝纖維化發(fā)生機(jī)制中的作用研究取得了一定進(jìn)展，但同時(shí)也面臨許多挑戰(zhàn)。首先，固有免疫細(xì)胞是肝纖維化過程中重要的炎癥細(xì)胞，能介導(dǎo)炎癥的發(fā)生以及轉(zhuǎn)歸。這些細(xì)胞存在著多種亞群，不同亞群的細(xì)胞之間定位不同，起源不同，隨著纖維化的病理生理進(jìn)程而表現(xiàn)出不同的細(xì)胞表型。究竟是單一的細(xì)胞存在不同的生物學(xué)效應(yīng)還是多種細(xì)胞行使不同的功能尚未得知。其次，在同源動物模型上研究的固有免疫細(xì)胞的結(jié)果，與人體內(nèi)固有免疫細(xì)胞可能存在一定的差異。最后，固有免疫細(xì)胞在不同病因的肝纖維化中其作用不盡相同，應(yīng)用基因敲除小鼠模型得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互混淆。因而在今后的研究中，需要更細(xì)致、準(zhǔn)確的細(xì)胞分型技術(shù)，尋找更特異的細(xì)胞表面標(biāo)記物。通過應(yīng)用合理的細(xì)胞生命追蹤技術(shù)，合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以及人體臨床相關(guān)實(shí)驗(yàn)把在細(xì)胞、動物中的基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為到臨床診療應(yīng)用中來。

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