Kupffer 細(xì)胞與肝纖維化關(guān)系的研究進(jìn)展

馬龍俊

(宜春學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，江西 宜春 336000)

肝纖維化(Hepatic fibrosis，HF)是病毒性肝炎，血吸蟲病以及乙醇性肝炎的共同病理學(xué)基礎(chǔ)，是發(fā)展成為肝硬化的必經(jīng)階段，并且與肝癌的發(fā)生率高低有一定的關(guān)系。肝纖維化在轉(zhuǎn)變?yōu)楦斡不翱梢园l(fā)生逆轉(zhuǎn)，因此人們十分重視肝纖維化的研究，特別是基礎(chǔ)性的研究已經(jīng)取得較大的進(jìn)展，現(xiàn)今已可從基因水平認(rèn)識肝纖維化并對其進(jìn)行治療。［1］

Kupffer 細(xì)胞位于肝血竇，是體內(nèi)定居于組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞中最大的細(xì)胞群體。研究表明Kupffer 細(xì)胞對肝纖維化具有調(diào)節(jié)作用。［2］Kupffer 細(xì)胞分泌促纖維化因子，如轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)－β1、血小板衍生生長因子(PDGF)。該類因子能促進(jìn)肝星狀纖維細(xì)胞(hepatic stellate cells，HSC)活化為肌成纖維細(xì)胞，合成膠原和金屬蛋白酶抑制因子(TIMP)－1，使細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)在肝臟中沉積，從而形成肝纖維化。［3－5］

1 肝纖維化形成的主要細(xì)胞種類

1.1 肝星狀纖維細(xì)胞

HSC 在肝纖維化的形成發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。致病因素出現(xiàn)時(shí)，靜止期的HSC 被激活，增殖轉(zhuǎn)化成為肌成纖維樣母細(xì)胞，繼而合成ECM;同時(shí)合成、釋放大量的基質(zhì)金屬蛋白酶抑制因子(TIMPs)，使間質(zhì)膠原酶等蛋白酶的活性下降，ECM 降解減少，最終導(dǎo)致ECM 大量聚積，形成肝纖維化甚至肝硬化。［6，7］

1.2 Kupffer 細(xì)胞

Kupffer 細(xì)胞作為駐留型巨噬細(xì)胞，在肝臟內(nèi)至關(guān)重要，是肝纖維化發(fā)展形成中肝臟炎癥反應(yīng)的效應(yīng)細(xì)胞，是肝臟中多種細(xì)胞因子來源于此。在肝臟慢性纖維化疾病的不同時(shí)期，Kupffer 細(xì)胞對HSC 的作用是不相同的，Kupffer 細(xì)胞通過分泌一系列細(xì)胞因子促進(jìn)HSC 活化進(jìn)而參與肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展。［8，9］

1.3 竇內(nèi)皮細(xì)胞(sinusoid endothelial cell，SEC)

SEC 是肝竇壁的主要細(xì)胞，呈現(xiàn)扁平或者細(xì)長的形狀，細(xì)胞核呈為月牙形狀。他的結(jié)構(gòu)上的最大的特點(diǎn)是有大量的篩狀孔洞。SEC 活化后能夠分泌血小板衍生生長因子(DPGF)，纖維細(xì)胞生長因子2 (FGF－2)，白細(xì)胞介素(IL－1、IL－6)以及一些活性氧中間產(chǎn)物，使HSC 增殖;產(chǎn)生纖溶酶原激活物抑制因子(plasminogen activator inhibitor，PAI)使ECM 的降解減少，降低肝纖維化的發(fā)生率。

1.4 肝細(xì)胞(hepatocyte cell，HC)

在肝纖維化形的成過程中HC 可以合成四種類型的膠原，分別為:Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ型膠原，但是它合成膠原的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于HSC 合成膠原的量。

1.5 陷窩(pit)細(xì)胞

是肝臟中具有自然殺傷活性的大顆粒淋巴細(xì)胞，它在肝纖維化形成過程中的作用至今還未闡述明確。通過現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)研究，pit 細(xì)胞在患有病毒性肝炎的大鼠體內(nèi)明顯增多，由此推測pit 細(xì)胞可能與其他非實(shí)質(zhì)細(xì)胞相互協(xié)助從而促進(jìn)肝纖維化的形成。

2 Kupffer 細(xì)胞與肝纖維化

2.1 不同類型的Kupffer 細(xì)胞與肝纖維化的關(guān)系

Kupffer 細(xì)胞表面包含各種各樣的吞噬受體，這些受體可分為兩大類:膜表面受體、細(xì)胞內(nèi)受體。膜表面受體由Toll 樣受體(TLR)、NOD 樣受體，清道夫受體、識別補(bǔ)體和Fc 段的受體等受體組成。每一種受體又可以分為很多不同的亞體，依賴于不同的信號途徑，下游分子能夠被不同的受體激活，從而使Kupffer 細(xì)胞對纖維化的調(diào)節(jié)功能受到影響。［10］Kupffer 細(xì)胞按照功能不同可分為防御型Kupffer 細(xì)胞、損傷修復(fù)型Kupffer 細(xì)胞以及調(diào)節(jié)型Kupffer 細(xì)胞。

2.1.1 防御型Kupffer 細(xì)胞

能被干擾素－(IFN－γ)或外來病原激活，產(chǎn)生3種促炎癥因子，分別為IL－1、IL－6 和IL－23。促炎癥因子能使T 細(xì)胞分化為Th17 細(xì)胞，發(fā)生多型核細(xì)胞炎癥浸潤，從而導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡或壞死。防御性Kupffer 細(xì)胞能夠分泌某些金屬蛋白酶(MMPs)，如MMP－9 和MMP－1，在肝臟形成纖維化時(shí)參與細(xì)胞外基質(zhì)的降解。［11］

2.1.2 損傷修復(fù)型Kupffer 細(xì)胞

該型Kupffer 細(xì)胞能在IL－4 的誘導(dǎo)作用下合成ECM，［12］能產(chǎn)生多種幾丁質(zhì)酶樣物質(zhì)，如:幾丁質(zhì)酶樣蛋白、酸性哺乳動(dòng)物幾丁質(zhì)酶。幾丁質(zhì)酶樣物質(zhì)促進(jìn)ECM 糖化和交聯(lián)，使ECM 的各種成分組合起來，從而使肝臟炎癥的擴(kuò)散得到抑制，使損傷后的組織得到修復(fù)，但這種交聯(lián)產(chǎn)生的纖維隔，在一定程度上使肝臟纖維化加重。該類型Kupffer 細(xì)胞高表達(dá)TGF－β1，促進(jìn)HSC 成熟，誘導(dǎo)膠原和TIMP－1 的表達(dá)。［13，14］減少由損傷修復(fù)型Kupffer 細(xì)胞產(chǎn)生的TGF－β1能夠使肝臟纖維化的進(jìn)程得到延緩，該現(xiàn)象間接證明了由Kupffer 細(xì)胞產(chǎn)生的TGF－β1對肝臟纖維化具有促進(jìn)作用。證據(jù)表明，在肝纖維化進(jìn)展進(jìn)程中，損傷修復(fù)型Kupffer 細(xì)胞是比較重要的一型細(xì)胞。

2.1.3 調(diào)節(jié)型Kupffer 細(xì)胞

被激活后除了高表達(dá)TGF－β1外，還高表達(dá)IL－10。盡管調(diào)節(jié)型Kupffer 細(xì)胞有TGF－β1表達(dá)，但因IL－10 存在，到現(xiàn)階段沒有研究表明有明確的促進(jìn)纖維化作用。［15］

但是，在受到環(huán)境刺激時(shí)，Kupffer 細(xì)胞可能會(huì)發(fā)生不同類型之間的轉(zhuǎn)換，新形成的中間型Kupffer 細(xì)胞不僅保持著原來表型的標(biāo)志和功能，而且還具有新的功能，所以在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展過程中，可以看到一些能夠同時(shí)分泌促炎和抑炎細(xì)胞因子的Kupffer 細(xì)胞，這些細(xì)胞因子共同作用于肝纖維化的進(jìn)程。［16］

2.2 Kupffer 細(xì)胞的促進(jìn)HSC 活化作用

HSC 的激活可以分為兩個(gè)不同的階段:啟動(dòng)階段、持續(xù)激活階段。HSC 的活化是Kupffer 細(xì)胞、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞等旁分泌作用的結(jié)果;持續(xù)激活階段是HSC 的自分泌與旁分泌共同作用的結(jié)果。在激活HSC 活化的過程中，Kupffer 細(xì)胞的旁分泌起重要作用。［17］如:TGF－β 通過多種細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路(MAPK 的ERK 信號、Smad 蛋白及ROS 信號傳導(dǎo)等通路)誘導(dǎo)HSC 膠原的形成。［18］在肝臟中，PDGF 是活化HSC 的一種重要的有絲分裂原，主要由肝臟Kupffer 細(xì)胞分泌?；罨疕SC 的自分泌循環(huán)由PDGF 和TGF－β 構(gòu)成，是HSC 進(jìn)行持續(xù)激活的重要機(jī)制。［19］

2.3 Kupffer 細(xì)胞的抑制HSC 活化促進(jìn)其凋亡、促進(jìn)ECM降解的作用

在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程中，Kupffer 細(xì)胞已受到廣泛的關(guān)注。Kupffer 細(xì)胞促進(jìn)HSC 活化作用以及誘導(dǎo)肝纖維化的形成已經(jīng)得到公認(rèn)。近年來，有關(guān)Kupffer 細(xì)胞具有滅活HSC，從而使ECM 降解加快，抑制肝纖維化形成的作用也得到實(shí)驗(yàn)證明。Duffield 等［20］以轉(zhuǎn)基因鼠研究表明，在肝纖維化的進(jìn)展期阻斷Kupffer 細(xì)胞，可減少成纖維細(xì)胞和疤痕組織，使肝纖維化的進(jìn)展得到抑制;與此相反，在肝纖維化的恢復(fù)期阻斷Kupffer 細(xì)胞，則可抑制ECM 的降解，促進(jìn)肝纖維化的形成，同時(shí)，對HSC 的活性以及數(shù)量卻未見明顯影響。Fischer 等［21］研究報(bào)道，Kupffer 細(xì)胞可通過Casepase－9 途徑誘導(dǎo)活化的HSC 凋亡。Duffield 與Friedman 等［22］的研究結(jié)果相一致，即:在肝纖維化的形成以及恢復(fù)階段，Kupffer 細(xì)胞發(fā)揮了“雙刃劍”的作用:Kupffer細(xì)胞在肝纖維化進(jìn)展期促進(jìn)HSC 的活化，而肝纖維化恢復(fù)期可促進(jìn)活化的HSC 凋亡，使ECM 的降解加快。

2.4 Kupffer 細(xì)胞與陷窩細(xì)胞的關(guān)系

陷窩細(xì)胞和Kupffer 細(xì)胞同時(shí)作用于腫瘤細(xì)胞時(shí)，其殺傷速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比任何一種細(xì)胞單獨(dú)作用高，有實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示陷窩細(xì)胞的功能及更新依賴于正常Kupffer 細(xì)胞的存在。Kupffer 細(xì)胞是肝纖維化形成的重要效應(yīng)細(xì)胞，因此，陷窩細(xì)胞也在一定程度上影響著肝纖維化的發(fā)展形成。［23］

3 與Kupffer 細(xì)胞相關(guān)的肝纖維化治療

在中國，病毒性肝炎所導(dǎo)致的各種慢性肝病嚴(yán)重影響了人們的身體健康以及生產(chǎn)生活，如果能有效地阻斷或逆轉(zhuǎn)肝纖維化，可以很好地改善患者的生活質(zhì)量。臨床治療上，對于各種原因引起的肝纖維化，在控制原發(fā)病的基礎(chǔ)上都需要進(jìn)行抗纖維化的治療。［24］

3.1 抑制ECM 生成

Kupffer 細(xì)胞能促進(jìn)HSC 合成膠原及TIMP－1，使ECM在肝臟沉積，從而形成肝纖維化。由此盡量減少誘發(fā)Kupffer 細(xì)胞增活的因素，如限制暴飲暴食，從而抑制EMC的生成，可降低肝纖維化的發(fā)生率。

3.2 促進(jìn)纖維降解

在正常情況下，纖維的生成與降解處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。TIMPs 的生成增加是纖維增生的因素之一。［25］HSC 在肝纖維化的形成發(fā)展過程中起主導(dǎo)作用。Kupffer 細(xì)胞能夠促進(jìn)HSC的活化，從而合成ECM，促進(jìn)ECM 的分泌上調(diào);與此同時(shí)合成、釋放大量的TIMPs，降低間質(zhì)膠原酶等蛋白酶的活性，減少ECM 的降解，導(dǎo)致ECM 的積聚，發(fā)生肝纖維化甚至肝硬化，［6，7］因此可以通過測定體內(nèi)Kupffer 細(xì)胞的水平來預(yù)防肝纖維化。

3.3 抑制HSC 活化

正常肝臟的中ECM 的生成與降解是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，肝纖維化是ECM 的生成與降解的平衡被打破的必然后果。纖維組織的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，而非一個(gè)靜止的過程。Imai 等［26］實(shí)驗(yàn)表明，補(bǔ)充VitA 能夠使活化的HSC 失活，并誘導(dǎo)活化的HSC 凋亡，使EMC 的降解加快，從而抑制其合成膠原纖維的能力，在肝損傷持續(xù)存在的情況下也有此效果。Friedman［27］等 研 究 報(bào) 道，在 肝 纖 維 化 恢 復(fù) 期，Kupffer 細(xì)胞及活化的HSC 可增強(qiáng)TNF 相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)及其它凋亡刺激因子表達(dá)，促進(jìn)HSC 的凋亡。

綜上所述，形成肝纖維化是一個(gè)有許多因素參與復(fù)雜的病理過程，正因?yàn)槿绱?，給肝纖維化的治療提供了很多的途徑。Kupffer 細(xì)胞與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系，但是該機(jī)制至今尚未完全闡明，有待于進(jìn)一步的研究，以獲得更好的方法用于肝纖維化臨床治療。盡管上個(gè)世紀(jì)在該領(lǐng)域已取得很大的突破，但仍有許多問題有待解決。當(dāng)前的研究已經(jīng)從傳統(tǒng)的藥物水平的治療發(fā)展到了基因水平的治療，為攻克肝纖維化治療的難題帶來了更多的希望。

［1］葉維法. 當(dāng)代肝膽疾病治療學(xué)［M］. 四川:四川科技出版社，2000:319.

［2］Gao B，Jeong WI，Tian Z.Liver:An orgen with predominant innate immunity［J］.Hepatology，2008，47(2):729－736.

［3］ Kolios G，Valatas V，Kouroumalis E.Role of Kupffer cells in the pathogenesis of liver disease［J］.World J Gastroenterol，2006，12(46):7413－7420.

［4］Chin D，Boyle GM，Parsons PG，et al.What is transforming growth factor－beta(TGF－beta)［J］.Br J Plast Surg，2004，57(3):215－221.

［5］Nieto N.Oxidative－stress and IL－6 mediate the fibrogenic effects of Kupffer cells on stellate cells［J］.Hepatology，2006，44(6):1487－1501.

［6］Solis－Herruzo JA，Torre P，Munoz－Yague MT，et al. Hepatic stellate cells(HSC):architects of hepatic fibrosis［J］.Rev Esp Enferm Dig，2003，95:438－439.

［7］Safadi R，F(xiàn)riedman SL.Hepatic fibrosis－role of hepatic stellate cell activation［J］.Med Gen Med，2002，(4):27－30.

［8］吳俊燏，劉耕陶.Kupffer 細(xì)胞在肝纖維化形成與轉(zhuǎn)歸中的作用［J］. 藥學(xué)學(xué)報(bào)，2008，43(9):884－889.

［9］ Wang R，Shi QM.Cross－talk between Kupffer Cells HSC in the Pathogenesis of Liver Fibrosis［J］.Hepatology，2011，53(2):209－218.

［10］汪睿，史清明. 肝纖維化病程中Kupffer 細(xì)胞與HSC 的相互關(guān)系［J］. 安徽衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院報(bào)，2009，8(6):39－40.

［11］Arthur MJ.Degradation of matrix proteins in liver fibrosis［J］.Pathol Res Pract，1994，190(9－10):825－833.

［12］Morris SM Jr.Arginine:master and commander in innate immune responses［J］.Sci Signal，2010，135(3):27.

［13］Wahl SM，Hunt DA，Wong HL，et al.Transforming growth factor－beta is a potent immunosuppressive agent that inhibits IL－1－dependent lymphocyte proliferation［J］.J Immunol，1988，140(9):3026－3032.

［14］Lebman DA，Edmiston JS.The role of TGF－beta in growth，differentiation，and maturation of B lymphocytes［J］.Microbes Infect，1999，15(1):1297－1304.

［15］Villalta SA，Rinaldi C，Deng B，et al.Interleukin－10 reduces the pathology of mdx muscular dystrophly by deactivating M1 macrophages amd modulating macrophage phenotype［J］.Hum Mol Genet，2011，20(4):790－805.

［16］谷莉莉，李海.Kupffer 細(xì)胞在肝纖維化發(fā)生過程中的雙向調(diào)節(jié)作用［J］. 臨床肝膽病雜志，2012，28(9):714－716.

［17］黃艷，黃成，李俊. 肝纖維化病程中Kupffer 細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子對肝星狀細(xì)胞活化增值、凋亡的調(diào)控［J］. 中國藥理學(xué)通報(bào)，2010，26(1):9－13.

［18］Pinzani M，Marra F.Cytokine receptors and signling in hepatic stellate cells［J］.Semin Liver Dis，2001，21:397－416.

［19］Popv Y，Sverdlov DY，Bhaskar KR，et al.Macrophage－mediated phagocytosis of apoptotic cholangiocytes contributes to reversal of experimental biliary fibrosis［J］.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2010，298(3):323－334.

［20］Duffield JS，F(xiàn)orbes SJ，Constandinou CM，et al.Selective depletion of macrophages reveals distinct，opposing rouls during liver injury and repair［J］.J Clin Invest，2005，115(1):56－65.

［21］Fischer R，Cariers A，Reinerhr R，et al.Caspase 9－dependent killing of hepatic stellate cells by activated Kupffer cells［J］.Gastroenterology，2002，123(3):845－861.

［22］Friedman SL.Mac the knife Macrophages the double－edged sword of hepatic fibrosis［J］.J Clin Invest，2005，115(1):29－32.

［23］紀(jì)小龍，劉小兵. 肝臟研究與臨床中的一個(gè)新領(lǐng)域:陷窩細(xì)胞［J］. 世界華人消化雜志，1999，7(4):343－347.

［24］聶青和. 實(shí)用傳染病學(xué)［M］. 第三版. 北京:人民衛(wèi)生出版社，2004:1439－1452.

［25］聶青和，周永興，謝玉梅. 肝硬化病人血清、肝組織中金屬蛋白酶組織抑制因子的表達(dá)及意義［J］. 中華醫(yī)學(xué)雜志，2001，81(13):805－807.

［26］Imai K，Sato M，Kojima N，et al.Storage of lipid droplets in and production of extracellular matrix by hepatic stellate cells(vitaminA－storing cells)in Long－Evans cinnamonlike colored(LEC)rats［J］.Anat Rec，2000，258(4):338－348.

［27］Scott L.Friedman.Mac the knife Macrophages the doubleedged sword of hepatic fibrosis［J］.The Journal of Clinical Investigation，2005，115(1):25－32.