肝巨噬細(xì)胞與慢性肝臟疾病的研究進(jìn)展

林云霞，何曉彬

肝臟是多功能器官,在機(jī)體的代謝、生物合成、分泌及解毒等方面處于核心地位。在不同的微環(huán)境中，如炎癥、腫瘤、感染，巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出多樣性表型它可以跨越從抗炎到促炎癥表型的光譜。在不同細(xì)胞因子作用下極化成M1 型巨噬細(xì)胞和M2 型巨噬細(xì)胞。M1 型巨噬細(xì)胞又稱經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞(CAMs)，M2 型巨噬細(xì)胞又稱替代活化巨噬細(xì)胞 (AAMs)。通常CAMs在清除病原體、促進(jìn)炎癥反應(yīng)并引起肝臟損傷、殺腫瘤方面起作用。而AAMs在吞噬寄生蟲(chóng)、抑制炎癥和肝臟損傷修復(fù)、促進(jìn)腫瘤生成中起作用。本文主要了解肝巨噬細(xì)胞在慢性肝臟疾病中的發(fā)生發(fā)展，為認(rèn)識(shí)及治療肝病開(kāi)辟新的視野。

1肝巨噬細(xì)胞極化通路

巨噬細(xì)胞極化是調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的重要機(jī)制。相關(guān)研究表明，參與巨噬細(xì)胞極化存在以下三種信號(hào)通路：

1.1JAK/STAT信號(hào)通路JAK/STAT信號(hào)通路與各種細(xì)胞因子誘導(dǎo)的各種生物應(yīng)答有關(guān)，并受各種內(nèi)外環(huán)境的刺激因素調(diào)節(jié)，從而影響巨噬細(xì)胞的極化[1]。研究者[2]提出干擾素-γ(IFN-γ)能通過(guò)誘導(dǎo)JAK-STAT1途徑誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1極化，而IFN-α/β與IFN-γ有完全不同的作用，它能抑制STAT1 磷酸化，抑制M1極化。Fang等[3]提出轉(zhuǎn)錄因子EB(TFEB)能調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞腫瘤微環(huán)境中的極化，減少了MHC-II和共刺激分子CD80的表達(dá)，TFEB下調(diào)通過(guò)增強(qiáng)STAT3激活導(dǎo)致巨噬細(xì)胞M2極化。同樣IL-4、EPO、鞘氨醇1-磷酸等物質(zhì)可通過(guò)JAK/STAT6通路向M2細(xì)胞極化[4-5]。

1.2PI3K/Akt信號(hào)通路 研究表明Akt1和Akt2分別作用于M2和M1極化。Ren等[6]提出睪酮在Akt磷酸化中起雙重作用，它抑制Akt2并增強(qiáng)Akt1磷酸化，它通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體和Akt信號(hào)傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2極化。此外，細(xì)菌、LPS、DSS分別誘導(dǎo)的感染、內(nèi)毒素性休克、結(jié)腸炎均可激活PI3K，分別調(diào)節(jié)Akt1與Akt2的活化[7]。

1.3JNK信號(hào)通路JNK信號(hào)通路屬于絲裂原激活蛋白激酶(MAPKs)超家族。MAPKs是細(xì)胞活動(dòng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，它有利于炎癥的發(fā)生[8]。有研究[9]表明在胰島素抵抗的發(fā)病機(jī)制中，miR-27a是通過(guò)JNK/NF-κB通路調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化，促進(jìn)M1巨噬細(xì)胞極化。另外有研究證實(shí)犬尾桿菌可以通過(guò)上調(diào)JNK的活性來(lái)促進(jìn)M2極化表型[10]。

2肝巨噬細(xì)胞與非酒精性脂肪肝病

非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是胰島素抵抗和慢性系統(tǒng)性炎癥，它是最常見(jiàn)的慢性肝臟疾病。從簡(jiǎn)單脂肪變性開(kāi)始，可進(jìn)展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，肝硬化和肝癌[11]。炎癥巨噬細(xì)胞可以通過(guò)幾種機(jī)制促進(jìn)NAFLD的疾病進(jìn)展，包括影響肝細(xì)胞脂肪變性，吸引炎癥淋巴細(xì)胞，刺激血管生成或促進(jìn)肝纖維化[12-13]。

盡管肝巨噬細(xì)胞在肝細(xì)胞損傷后被激活，但它們也作用于肝細(xì)胞并直接影響疾病進(jìn)展。在NAFLD的發(fā)病中，已經(jīng)證明在CAMs的信號(hào)傳導(dǎo)中，微小RNAmiR-155與小鼠脂肪性肝炎有關(guān)，它能誘導(dǎo)參與脂質(zhì)代謝的基因表達(dá)，M1巨噬細(xì)胞也可直接促成肝脂肪變性[14]。He等[15]提出異丙內(nèi)酯能通過(guò)抑制LPS誘導(dǎo)的CAMs激活的NF-κB通路。類似地，由炎性介質(zhì)激活JNK-AP-1信號(hào)傳導(dǎo)導(dǎo)致JNK的磷酸化和活化，最終刺激炎癥靶基因的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)NAFLD。而甲基苯丙胺(一種強(qiáng)力上癮的精神興奮藥)通過(guò)促進(jìn)CAMs的極化和炎癥反應(yīng)導(dǎo)致脂肪變性[16]。最近Johnson等人[17]提出炎癥小體(NLRP3)在NAFLD發(fā)病機(jī)制中扮演重要中的角色，脂肪酸代謝能通過(guò)NLRP3炎癥小體在肝巨噬細(xì)胞的極化發(fā)揮重要作用?？傊?，炎癥相關(guān)信號(hào)可以促進(jìn)CAMs釋放炎性因子，從而增加脂質(zhì)代謝及胰島素抵抗。

此外,2型免疫在炎癥和脂肪代謝的發(fā)病機(jī)理中起著至關(guān)重要的作用[18]。細(xì)胞因子如IL-33和IL-25通過(guò)Th2細(xì)胞間接誘導(dǎo)AAMs。IL-33參與多種肝臟疾病的發(fā)生過(guò)程，包括病毒性肝炎、肝臟纖維化、脂肪肝、肝癌，與ST2L(IL-33受體的亞基)結(jié)合，誘導(dǎo)下游IL-4/IL-13啟動(dòng)2型免疫[19]。同時(shí)有文章指出IL-33抑制小鼠結(jié)腸炎和通過(guò)增強(qiáng)AAMs極化來(lái)促進(jìn)糖尿病小鼠的傷口愈合[20]。Song等[21]也發(fā)現(xiàn)IL-25與肥胖和脂質(zhì)代謝相關(guān)，可將巨噬細(xì)胞分化為M2表型，釋放游離脂肪酸，從而促進(jìn)脂肪動(dòng)員，減輕肝臟脂質(zhì)積累及NAFLD患者的體重。

3肝巨噬細(xì)胞與肝纖維化

肝纖維化的特征在于活化的肌成纖維細(xì)胞的損傷和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的沉積，最終導(dǎo)致瘢痕形成和器官衰竭。纖維化的病理生理主要是慢性肝損傷，包括慢性酒精消耗，化學(xué)誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷和病毒感染。在慢性肝損傷中，肝纖維化被認(rèn)為是一個(gè)動(dòng)態(tài)及可逆的過(guò)程,包括以下兩個(gè)：⑴ECM降解及纖維化瘢痕的恢復(fù)；⑵肝祖細(xì)胞活化的肝細(xì)胞群的再生。

肝巨噬細(xì)胞在慢性肝損傷中起重要作用，它是肝纖維化發(fā)病的中心環(huán)節(jié)[22]。然而，巨噬細(xì)胞具有基因和功能異質(zhì)性。M0和M1骨髓源性巨噬細(xì)胞(BMDM)均顯著改善肝纖維化，調(diào)節(jié)微環(huán)境。M2巨噬細(xì)胞對(duì)肝纖維化無(wú)效[23]。M1表型的特征是表達(dá)促炎細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子、基質(zhì)金屬蛋白酶，致使抗纖維化活性。相比之下，M2巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平的抗炎細(xì)胞因子，促進(jìn)組織重塑。

目前，有幾種可能的方法可將巨噬細(xì)胞的關(guān)鍵功能運(yùn)用于抗纖維化治療中。例如，通過(guò)使用目標(biāo)納米粒子來(lái)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化或功能。有文章顯示[24]，在肝纖維化模型小鼠中，脂質(zhì)體遞送的納米粒子能顯示出一些抗纖維化功效，但是該方法運(yùn)用于臨床之前仍需優(yōu)化靶向特異性。另一種方法是抗炎巨噬細(xì)胞的過(guò)繼轉(zhuǎn)移抑制纖維化小鼠模型。此外，Ewelina等[25]研究發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)能重塑竇狀脈管系統(tǒng)，消除了小鼠肝纖維化。骨髓細(xì)胞中失活的缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)可使VEGF表達(dá)增加，加速基質(zhì)降解并降低了CCl4攻擊后的肌成纖維細(xì)胞數(shù)。因此，在巨噬細(xì)胞中促進(jìn)HIF-VEGF信號(hào)軸代表了治療肝纖維化的有希望的治療途徑。

4肝巨噬細(xì)胞與肝細(xì)胞癌

肝細(xì)胞癌是全球癌癥死亡的主要原因之一。許多癌癥(包括HCC)是從慢性炎癥部位的出現(xiàn)。炎癥能促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和發(fā)展[26]。腫瘤微環(huán)境主要由炎癥細(xì)胞形成，有利于腫瘤的生長(zhǎng)和發(fā)展，它包含多種浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞，包括成纖維細(xì)胞，脂肪細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞，平滑肌細(xì)胞和影響腫瘤進(jìn)展的炎性細(xì)胞[27]。其中，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞激活與腫瘤的進(jìn)展密切相關(guān)。它在腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮雙重作用：M1樣巨噬細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用，M2樣巨噬細(xì)胞促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。

已經(jīng)提出TAMs通過(guò)幾種機(jī)制促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展，包括抑制免疫激活，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)重塑，促進(jìn)血管和腫瘤生長(zhǎng)以及增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[28]。關(guān)于HCC，有學(xué)者指出TAMs通過(guò)“骨髓”促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移形成來(lái)源抑制細(xì)胞(MDSC)，從而抑制T細(xì)胞應(yīng)答并提供細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)TAMs分泌IL-8，增加細(xì)胞存活和轉(zhuǎn)移能力。進(jìn)一步研究表明IL-8增加miR-17簇的表達(dá)，包括miR-18a和miR-19a。它可以促進(jìn)HCC轉(zhuǎn)移和細(xì)胞生長(zhǎng)，并與HCC患者的轉(zhuǎn)移和長(zhǎng)期存活能力相關(guān)[29]。此外，血管緊張素II亞型受體1a(AT1a)也參與HCC轉(zhuǎn)移，它的形成與轉(zhuǎn)移區(qū)膠原沉積相關(guān)，依賴于AT1a信號(hào)傳導(dǎo)。

TAMs分泌各種細(xì)胞因子和趨化因子，如IL-1β，IL-6，集落刺激因子-1(CSF-1)以及作為趨化因子配體18(CCL18)，VEGF，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)和促血管生成生長(zhǎng)因子，其促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)[30]。已經(jīng)證明在HCC中TGF-β誘導(dǎo)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)對(duì)于癌細(xì)胞傳播至關(guān)重要[31]。而來(lái)自AAMs的CCL18促進(jìn)HCC進(jìn)展，因此，靶向CCL18可能為臨床治療HCC提供有益的效果。研究證明CSF-1及其受體CSF-1R也調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的分化和功能，促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)[32]。令人驚訝的是，巨噬細(xì)胞也參與腫瘤監(jiān)測(cè)。在沒(méi)有慢性肝損傷的情況下，致癌基因誘導(dǎo)的衰老肝細(xì)胞分泌CCL2，其吸引單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞。CCR2巨噬細(xì)胞與T細(xì)胞共同清除衰老肝細(xì)胞，從而防止HCC發(fā)展[33]。

研究證明，TAMs是癌癥免疫治療的靶點(diǎn)。目前，將治療藥物遞送到促腫瘤的M2樣TAMs中是有挑戰(zhàn)性的。而將TAMs作為抗癌藥物的載體運(yùn)用于癌癥治療是最有前途的策略之一。據(jù)報(bào)道，巨噬細(xì)胞可以內(nèi)化金納米殼，并將其遞送到腫瘤的低氧區(qū)，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞周圍的癌細(xì)胞死亡[34]。Yuan等[35]開(kāi)發(fā)了M2型TAMs雙靶向納米顆粒(M2NPs)，其結(jié)構(gòu)和功能受到與M2pep(M2巨噬細(xì)胞結(jié)合肽)連接的α-肽的控制，通過(guò)在M2NPs上加載抗刺激因子-1受體(抗CSF-1R)小干擾RNA(siRNA)來(lái)特異性阻斷M2樣TAMs的生存信號(hào)。同時(shí),研究證明小分子治療劑可以成為癌癥免疫治療的有力工具?；衔?#，一種新的JAK2抑制劑，可以抑制巨噬細(xì)胞中的JAK2-STAT3信號(hào)傳導(dǎo)，并將巨噬細(xì)胞引導(dǎo)至促炎癥(M1樣)表型，還能有效增加CD4 +和CD8 +T淋巴細(xì)胞和抗腫瘤活性，從而有效抑制腫瘤生長(zhǎng)。

5小 結(jié)

過(guò)去幾十年的深入研究徹底改變了我們對(duì)肝巨噬細(xì)胞的看法,它是肝臟結(jié)構(gòu)的“關(guān)鍵”。肝巨噬細(xì)胞在諸多方面與肝臟疾病有著緊密的聯(lián)系。因此，肝巨噬細(xì)胞具有維持人體體內(nèi)平衡和識(shí)別損傷的核心作用。隨著科學(xué)的進(jìn)步和研究的深入，人們對(duì)肝巨噬細(xì)胞的理解與認(rèn)識(shí)將會(huì)更明白，以至于我們能尋找更有效的疾病治療靶點(diǎn)及治療藥物，采取更好的治療方法阻止肝臟病變，改善患者的癥狀及增加生存時(shí)間。