Kupffer細胞在梗阻性黃疸致肝損害作用中的研究進展

陳飛 鄔善敏

·綜 述·

Kupffer細胞在梗阻性黃疸致肝損害作用中的研究進展

陳飛 鄔善敏

在梗阻性黃疸(obstructivejaundice,OJ)的病理過程中，肝臟是最容易受到損害的器官。梗阻性黃疸致肝損害的機制是復雜多樣的。Kupffer細胞作為肝臟內(nèi)的巨噬細胞，參與了梗阻性黃疸致肝損害的諸多環(huán)節(jié)。梗阻性黃疸致肝損害的首要病理因素是內(nèi)毒素血癥(Endotoxemia)的形成。當入血的內(nèi)毒素濃度達到一定程度后就可激活Kupffer細胞，被激活的Kupffer細胞不僅可產(chǎn)生大量的炎性因子導致肝損害，而且還加劇內(nèi)毒素血癥的形成、參與肝臟炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激等病理過程來損害肝細胞。

Kupffer細胞；梗阻性黃疸；肝損害；炎性反應(yīng)；氧化應(yīng)激

Kupffer細胞是定居于肝竇的巨噬細胞，它是人體內(nèi)最大的固有巨噬細胞群，約占固有巨噬細胞總數(shù)的80%～90%，占肝臟細胞總數(shù)的15%，占肝竇細胞總數(shù)的30%[1]。Kupffer細胞的形狀有別于其他細胞為不規(guī)則形，胞內(nèi)含有豐富的溶酶體和吞飲小泡，而像線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)這樣的細胞器則明顯要比一般細胞少。在正常的生理狀態(tài)下，Kupffer細胞具有吞噬外源性物質(zhì)、分泌炎性因子、參與免疫調(diào)節(jié)與監(jiān)視等功能，并且在肝細胞受損和修復中扮演重要角色[2]。在病理狀態(tài)下，Kupffer細胞的上述功能受損或缺失與肝臟相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在梗阻性黃疸合并內(nèi)毒素血癥時，Kupffer細胞受到內(nèi)毒素的刺激時會被激活而發(fā)生細胞形狀和體積改變，同時能夠合成并釋放多種細胞因子如腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor，TNF-α)、白細胞介素(interleukin，IL)、氧自由基(oxygen free radical，OFR)、一氧化氮(nitric oxide，NO)等多種炎性因子介導肝損害[3]。由于Kupffer細胞在機體整體的單核巨噬細胞系統(tǒng)中和肝臟細胞中的數(shù)量優(yōu)勢決定其是肝內(nèi)主要的內(nèi)毒素反應(yīng)細胞和炎癥細胞因子的主要來源，而且內(nèi)毒素為Kupffer細胞最強的刺激因子。以上眾多因素決定Kupffer細胞在梗阻性黃疸肝臟損害發(fā)揮著舉足輕重的作用。在此，本文主要將Kupffer細胞在梗阻性黃疸所致肝損害的相關(guān)研究做一綜述。

一、梗阻性黃疸致內(nèi)毒素血癥形成及Kupffer細胞被激活的機制

梗阻性黃疸導致肝損害最重要的病理基礎(chǔ)是內(nèi)毒素血癥的形成，而且腸源性內(nèi)毒素是梗阻性黃疸形成內(nèi)毒素血癥的主要來源[4]。內(nèi)毒素是革蘭陰性細菌細胞壁上的一種脂多糖(lipopolysaccbaride，LPS)，可以在細菌生長時釋放或死亡時裂解出來。現(xiàn)研究表明梗阻性黃疸導致內(nèi)毒素血癥形成的主要原因集中在以下幾個方面：①膽鹽缺乏。由于膽道受原發(fā)病的影響導致完全或不全性梗阻均會影響膽汁排入腸道，所以膽鹽對腸道內(nèi)菌群的抑制作用大大減弱，導致腸道內(nèi)菌群比例失調(diào)，腸道內(nèi)革蘭陰性桿菌繁殖過多而釋放出大量內(nèi)毒素[5]。②腸道黏膜屏障受損。在梗阻性黃疸時，小腸的機械屏障及黏膜上皮細胞均受到損害，從而使腸黏膜水腫，腸上皮細胞壞死，細胞間緊密連接斷裂，導致內(nèi)毒素、細菌易位進入血液或者從腸腔滲透到周圍組織導致內(nèi)毒素血癥[6]。③腸道免疫屏障功能受損。腸道分泌型IgA缺乏，所以腸黏膜免疫功能下降，使腸道內(nèi)細菌及內(nèi)毒素進入血液[7]。④Kupffer細胞免疫、吞噬功能受損。Kupffer細胞在梗阻性黃疸致內(nèi)毒素血癥形成的機制中也起到一定的作用。首先，在梗阻性黃疸時，內(nèi)毒素入肝后使Kupffer細胞的免疫、吞噬功能受到影響，不能及時阻止內(nèi)毒素的入侵和對侵入的內(nèi)毒素迅速清除。再者，入侵的內(nèi)毒素又可激活Kupffer細胞，使Kupffer細胞自身又分泌內(nèi)毒素[8]。所以，Kupffer細胞促使了梗阻性黃疸內(nèi)毒素血癥的形成。

在梗阻性黃疸致內(nèi)毒素血癥之后，內(nèi)毒素經(jīng)血液循環(huán)入肝后接觸Kupffer細胞并將其激活。內(nèi)毒素是激活Kupffer細胞的首要因素。而被激活后的Kupffer細胞產(chǎn)生的各種炎性因子又可進一步參與Kupffer細胞的激活，關(guān)于激活Kupffer細胞的具體機制將在下文各部分詳細闡述。激活的Kupffer細胞產(chǎn)生一系列的病理生理反應(yīng)，如釋放TNF-α、IL、OFR、NO等炎性介質(zhì)導致肝損害，其中Kupffer細胞活化釋放的TNF-α是介導肝損傷的主要炎性介質(zhì)。內(nèi)毒素聯(lián)合Kupffer細胞產(chǎn)生的炎性介質(zhì)進入體循環(huán)后可引起機體發(fā)熱、中性粒細胞增多，嚴重者可導致全身炎癥反應(yīng)綜合征[9]。

二、Kupffer細胞分泌TNF-α、IL-6

梗阻性黃疸時，內(nèi)毒素與Kupffer細胞接觸后刺激它產(chǎn)生多種炎性因子，介導炎性反應(yīng)引起機體損傷[10]。關(guān)于梗阻性黃疸時TNF-α、IL-6等炎性因子的來源，現(xiàn)階段的主流觀點是由被激活的單核巨噬細胞系統(tǒng)產(chǎn)生。由于Kupffer細胞占肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的90%左右，故Kupffer細胞在梗阻性黃疸時產(chǎn)生的TNF-α、IL-6占有重要的地位。而且，相關(guān)研究顯示，梗阻性黃疸時，分離肝臟Kupffer細胞檢測其表達的TNF-α、IL-6，PCR檢測TNF-α、IL-6mRNA的表達均顯著升高，而且具有統(tǒng)計學意義。故Kupffer細胞在梗阻性黃疸時被激活，并且在介導肝臟炎性反應(yīng)中發(fā)揮著巨大作用。Yang 等[11]研究示：在梗阻性黃疸時，Kupffer細胞表達大量的TNF-α來介導肝損害，而且隨著TNF-α逐步升高，肝細胞凋亡也隨之增加。李端陽等[12]也提出TNF-α、IL-6在肝內(nèi)可激活中性粒細胞，使其向肝竇內(nèi)皮黏附并穿過，而導致肝細胞受損。也可以激活凝血酶原，導致血栓形成阻塞肝內(nèi)毛細血管，從而造成肝臟微循環(huán)障礙，使肝細胞損害。張金敏等[13]在研究梗阻性黃疸時發(fā)現(xiàn)：TNF-α、IL-6不僅可以直接導致肝損害，也可通過激活肝內(nèi)的磷脂酶，將磷脂分解為花生四烯酸，產(chǎn)生白三烯和超氧自由基而導致肝損害。

三、Kupffer細胞分泌氧自由基、一氧化氮

梗阻性黃疸時，激活的Kupffer細胞可釋放大量的氧自由基來介導肝損害。產(chǎn)生大量氧自由基的主要原因是細胞膜上的還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase)活性增高導致的。造成肝損害的機制主要是：①氧自由基損傷肝細胞蛋白質(zhì)和核酸等大分子物質(zhì)而導致肝損害；②氧自由基損傷肝細胞細胞器如溶酶體、微粒體和線粒體，使肝細胞正常的生理功能受損而導致肝損害；③氧自由基破壞肝竇內(nèi)皮細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能導致肝損害；④氧自由基使肝臟微循環(huán)障礙，主要是氧自由基使血小板和粒細胞在肝臟微血管中黏附和聚集從而更進一步的造成肝功能損害。Paumgartner[14]的研究顯示：梗阻性黃疸時，更進一步證明了Kupffer細胞分泌的活性氧通過脂質(zhì)氧化改變生物膜的離子通道，使大量的Ca2+內(nèi)流來使線粒體及溶酶體破壞而導致能量代謝障礙，DNA損害，阻礙肝細胞再生。

Liao等[15]的相關(guān)研究示：內(nèi)毒素誘導Kupffer細胞產(chǎn)生誘生型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)轉(zhuǎn)錄，表達生成大量的一氧化氮，并因代謝紊亂而引起一氧化氮大量積聚，使血管舒張作用增強。血管過度擴張不僅喪失了改善肝微循環(huán)的功能，反而使門體靜脈分流加劇，減少肝臟對抗原物質(zhì)的接觸和攝取，導致肝損害。

四、Kupffer細胞脂多糖受體CD14、Toll樣受體4及核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB間的信號轉(zhuǎn)導

肝臟中脂多糖受體CD14主要表達于Kupffer細胞表面。CD14是內(nèi)毒素或內(nèi)毒素結(jié)合蛋白(lipopolysaccharide binding protein，LBP)的受體，它是以糖基磷脂酰肌醇(glycosyl phosphatidyl inositol，GPI)錨定的膜蛋白形式存在[16]。脂多糖受體CD14是機體免疫反應(yīng)過程中的關(guān)鍵因素之一，CD14可識別血中的內(nèi)毒素并與其結(jié)合引發(fā)免疫細胞的一系列信號轉(zhuǎn)導過程，激活NF-κB等轉(zhuǎn)錄因子，進而誘導眾多炎癥相關(guān)特異基因表達TNF-α、IL-6等炎性細胞因子[17]。Toll樣受體4(Toll-like receptor 4)的配體是內(nèi)毒素[18]。內(nèi)毒素與Kupffer細胞表面的Toll樣受體4結(jié)合后可將信號經(jīng)絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinase，MAPK)傳導途徑激活核因子NF-κB及其下游靶基因，從而誘導Kupffer細胞產(chǎn)生相關(guān)的炎性因子[19]。在梗阻性黃疸發(fā)生的早期，內(nèi)毒素在血液中的濃度較低，進入肝臟與內(nèi)毒素結(jié)合蛋白結(jié)合形成復合物，并與效應(yīng)細胞膜上的膜型CD14相結(jié)合激活Kupffer細胞，表達少量炎癥因子。當內(nèi)毒素濃度升高，炎癥細胞因子水平表達升高，在Toll樣受體4的參與下完成信號傳導，使NF-κB表達增加，再次誘導炎癥因子的釋放，形成惡性循環(huán)，致肝損傷加重[20]?？傊瑑?nèi)毒素可介導Kupffer細胞形成LPS、LBP，在Kupffer細胞表面CD14、Toll樣受體4的參與下提高轉(zhuǎn)錄因子NF-κB轉(zhuǎn)錄水平和MAPK磷酸化的水平，進一步產(chǎn)生生物學效應(yīng)，最終造成對肝臟及周圍臟器的損害。

五、抑制Kupffer細胞功能減輕梗阻性黃疸致肝損害的相關(guān)研究

綜合以上研究可知，梗阻性黃疸導致肝損害的主要原因是Kupffer細胞被激活。所以對肝臟相關(guān)的疾病，有不少研究圍繞抑制Kupffer細胞功能展開。特別是在非酒精性脂肪肝、肝臟纖維化、肝缺血再灌注損傷、肝腫瘤的研究中，抑制Kupffer細胞的功能或者利用RNA干擾技術(shù)沉默TNF-α的表達均表現(xiàn)出對肝臟功能的保護作用。在梗阻性黃疸的研究中，氯化釓(gadolinium chloride ，GdCl3)常常作為Kupffer細胞抑制劑來進行相關(guān)的研究。Zandieh等[21]研究表明氯化釓抑制Kupffer細胞時可減輕梗阻性黃疸時淤膽性肝炎的肝細胞損害。Abrahám等[22]在研究梗阻性黃疸合并內(nèi)毒素血癥時，可造成DNA損害和脂質(zhì)體過氧化來對肝細胞產(chǎn)生損害，而應(yīng)用GdCl3抑制Kupffer細胞的功能，可明顯通過調(diào)節(jié)肝細胞炎性反應(yīng)及氧化應(yīng)激來保護肝細胞。Jones等[23]利用GdCl3抑制Kupffer細胞的研究表明，可降低炎性因子TNF-α及IL-6的表達來減輕梗阻性黃疸合并內(nèi)毒素血癥時的肝損害。以上均顯示出圍繞干預Kupffer細胞可通過不同的途徑減輕梗阻性黃疸時的肝損害。但是，針對抑制Kupffer細胞的安全性頗具有爭議。主要原因是抑制Kupffer細胞不僅抑制了其產(chǎn)生炎性因子的功能，也抑制了吞噬、免疫功能。Traeger等[24]在研究抑制Kupffer細胞可減少TNF-α水平，但并未降低敗血癥的死亡率。這也充分體現(xiàn)了在梗阻性黃疸時，仍然存在諸多關(guān)于Kupffer細胞的問題有待解決。

六、總結(jié)及展望

總之，Kupffer細胞在梗阻性黃疸導致的炎性反應(yīng)中起到了重要的作用。隨著梗阻性黃疸病程延長或未及時解除梗阻，可導致血液里內(nèi)毒素達到大量激活Kupffer細胞的濃度。隨后，激活的Kupffer細胞產(chǎn)生大量的TNF-α、IL-6、OFR、NO等炎性因子，而這些炎性因子又可結(jié)合Kupffer細胞表面的Toll樣受體4、脂多糖受體CD14，同時也參與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子NF-kB通路。從而上述的炎性因子及Kupffer細胞表面的受體形成互相介導激活、互相調(diào)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)，使肝臟炎性反應(yīng)及氧化應(yīng)激進一步加強，從而導致肝損害，也可進一步波及導致全身炎癥反應(yīng)及多器官功能損害。目前，針對抑制Kupffer功能在梗阻性黃疸的研究中顯示可明顯的從肝細胞炎性因子及降低氧化應(yīng)激水平來保護肝臟，為我們今后的研究方向打下基礎(chǔ)。但同樣有許多有待我們繼續(xù)深入研究的問題，如Kupffer細胞對肝臟相關(guān)疾病往往具有雙面性，再者，Kupffer細胞作為全身免疫系統(tǒng)的一個重要部分，研究Kupffer細胞對梗阻性黃疸的影響時應(yīng)更具有整體觀。我相信，隨著Kupffer細胞在梗阻性黃疸中的相關(guān)研究不斷深入，會有更多更加詳細的研究成果呈現(xiàn)出來。

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Research progress of the role of Kupffer cells in obstructive jaundice-induced liver injury

ChenFei,WuShanmin.

DepartmentofHepatobiliarySurgery,RenminHospitalofWuhanUniversity,Wuhan430060,China

WuShanmin,Email:15327278328@163.com

In the pathological process of obstructive jaundice, the liver is one of the most vulnerable organs. The mechanism of obstructive jaundice-induced liver injury is complicated. As macrophages in the liver, Kupffer cells involve in a lot of links of obstructive jaundice-induced liver injury. The major pathologic factor of obstructive jaundice-induced liver injury is the endotoxemia. A certain concentration of the blood endotoxin can activate Kupffer cells, which not only can produce large amounts of inflammatory factors causing liver damage, but also intensifies the formation of endotoxemia, participating in liver inflammatory reaction, oxidative stress and other pathological processes to damage the liver cells.

Kupffer cells; Obstructive jaundice; Liver injury; Inflammatory response; Oxidative stress

430060 武漢，武漢大學人民醫(yī)院肝膽腔鏡外科

鄔善敏，Email:15327278328@163.com

R657.4+

A[DOI] 10.3969/j.issn.1003-5591.2016.05.022

2016-04-19)