非酒精性脂肪性肝炎肝臟巨噬細胞極化的影響因素

劉百怡 饒慧瑛

非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的一個炎癥階段，常伴有代謝紊亂，如肥胖、2型糖尿病、胰島素抵抗以及血脂異常[1]。NASH以肝臟炎癥和肝細胞損傷為特征，可進一步發(fā)展為肝纖維化、肝硬化和肝癌。NAFLD是世界范圍內(nèi)最常見的慢性肝病病因，其全球患病率約25%，NASH在普通人群中的患病率為1.5%～6.5%。研究估計，2016年至2030年，中國、法國、德國、意大利、日本、西班牙、英國和美國NASH患者數(shù)量在NAFLD患者中的占比將高達56%，將會加重醫(yī)療負擔[2- 3]。巨噬細胞是機體固有免疫系統(tǒng)的關鍵，參與多種炎癥反應和免疫調節(jié)。肝臟巨噬細胞約占肝臟細胞總數(shù)的15%，包括肝臟固有巨噬細胞(庫普弗細胞)和單核細胞來源的巨噬細胞，參與肝臟免疫穩(wěn)態(tài)的調節(jié)以及多種肝臟疾病(如NAFLD、慢性病毒性肝炎、肝癌)的發(fā)展[4-5]。肝臟巨噬細胞具有異質性和可塑性特點，在NAFLD發(fā)生和發(fā)展過程中呈現(xiàn)動態(tài)性變化。受不同因素的影響，巨噬細胞可以通過調節(jié)基因和蛋白的表達而呈現(xiàn)出不同的表型。然而，肝臟巨噬細胞在NASH中動態(tài)變化的潛在機制仍未完全明確。本文旨在更深入地了解巨噬細胞激活在NASH中的作用以及NASH的發(fā)病機制。

一、肝臟巨噬細胞的分布情況

肝臟巨噬細胞由不同的細胞亞群組成。其中，庫普弗細胞來源于卵黃囊紅系-髓系祖細胞，隨后聚集和遷移到肝臟并進一步分化為成熟的肝臟固有巨噬細胞[6]。單核細胞來源的巨噬細胞源于骨髓造血干細胞，隨血液循環(huán)募集到肝臟[7]。在健康人群中，庫普弗細胞是肝內(nèi)主要的免疫細胞。在健康的嚙齒動物肝臟中，庫普弗細胞占肝臟所有非實質細胞的20%～35%[8]。庫普弗細胞大部分存在于肝血竇內(nèi)，具有自我更新能力，可抵御外來危險入侵。受肝臟微環(huán)境的影響，巨噬細胞通?？蓸O化為兩種亞型，包括“促炎”的M1型巨噬細胞和參與“免疫調節(jié)”的M2型巨噬細胞[9]。在NAFLD肝臟中，庫普弗細胞被脂多糖(LPS)或過量的游離脂肪酸(FFA)激活，釋放大量促炎性細胞因子(TNF-α、TNF-β、NF-κB等)，并通過旁分泌的作用促進肝細胞內(nèi)脂質堆積以及氧化應激反應，推動肝臟的組織學由單純性脂肪變性向NASH甚至纖維化進展。在這個過程中，M1型巨噬細胞數(shù)量明顯增加，M2型巨噬細胞數(shù)量顯著減少。M1/M2比例之間存在動態(tài)平衡，M1/M2比例失衡可能是NAFLD發(fā)病的關鍵。

二、NASH肝臟巨噬細胞向M1型極化的機制

經(jīng)典的M1型巨噬細胞主要由脂多糖(LPS)或Th1細胞因子(如干擾素γ)激活，引起促炎反應和殺菌作用。影響肝臟巨噬細胞向M1型極化的因素有很多，包括細菌、microRNA、細胞因子、熱休克蛋白等。

有研究發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌 NF73-1易位到肝臟，通過TLR2/NLRP3途徑導致肝臟M1型巨噬細胞增加，并進一步激活肝細胞mTOR-S6K1-SREBP-1/PPAR-α信號通路，引起小鼠肝細胞由甘油三酯氧化向甘油三酯合成的代謝轉變。肝細胞內(nèi)脂質堆積和炎癥反應促使肝臟由單純性脂肪變性發(fā)展為NASH[10]。腸道菌群通過移位到肝臟而對巨噬細胞極化產(chǎn)生影響，提示肝-腸軸可能在NASH發(fā)病機制中發(fā)揮作用。

microRNA是短鏈非編碼RNA，參與轉錄后基因表達的調控。microRNA還可以參與肝臟的穩(wěn)態(tài)調節(jié)，例如miR-552-3p通過調節(jié)膽汁酸受體(FXR)和肝臟X受體(LXR)的轉錄活性以改善肝臟糖脂代謝紊亂[11]。此外，有研究團隊在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，肝細胞膽固醇負荷使溶酶體功能受損，誘導肝細胞釋放外泌體，外泌體以microRNA-122-5依賴的方式影響巨噬細胞向M1型極化并誘導炎癥發(fā)生[12]。

P38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)參與經(jīng)典的MAPK信號通路，是重要的炎癥因子，包括p38α(p38)、p38β1、p38β2、p38γ、p38δ五個異構體，與細胞炎癥、凋亡和生長相關。在高脂飲食(HFD)喂養(yǎng)的小鼠肝臟中，巨噬細胞p38α通過誘導促炎細胞因子(TNF-α、CXCL10和IL-6)的分泌介導巨噬細胞向M1型極化。向p38α缺失的巨噬細胞與正常肝臟細胞共培養(yǎng)體系中加入TNF-α、CXCL10和IL-6，可以誘導肝臟細胞脂質積累和炎癥反應。p38抑制劑可抑制HFD誘導的非酒精性脂肪性肝炎[13]。

熱休克蛋白12A(HSPA12A)是HSP70家族的一個成員。有研究驗證了HSPA12A 的表達與肝細胞癌患者的生存期縮短有關，提示HSPA12A可能參與了肝臟穩(wěn)態(tài)的調節(jié)。在NAFLD小鼠模型中，肝臟巨噬細胞內(nèi)的HSPA12A通過基因表達上調和核移位與丙酮酸激酶M2(PKM2)形成復合物，介導巨噬細胞向M1型極化，進一步通過旁分泌作用調節(jié)肝細胞脂肪變性和損傷[14]。在體內(nèi)和體外實驗中，骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)9可以增強NF-κB的核移位，誘導巨噬細胞向M1型極化，并促進LPS介導的巨噬細胞NF-κB通路的激活，進而引起肝細胞損傷并促進NASH發(fā)展[15]。

除了有機影響因素外，無機物同樣可以引起巨噬細胞向M1型極化。Handa等[16]證實，無論是在NAFLD患者還是小鼠肝臟中，肝網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)細胞(RES)中的鐵超載會使M1型巨噬細胞的生物標記物(CCL2、CD14、iNOS、IL-1β、IL-6、TNF-α)表達水平升高。這提示鐵超載會增加M1巨噬細胞的數(shù)量，破壞了M1/M2巨噬細胞極化之間的平衡，導致促炎型巨噬細胞加速肝臟炎癥和纖維化的形成。另外，有研究發(fā)現(xiàn)在小鼠肝臟中，M2型巨噬細胞分泌的IL-10可以促進M1型巨噬細胞凋亡，從而抵抗NASH[17]。

三、NASH肝臟巨噬細胞向M2型極化的機制

M2型巨噬細胞在肝臟微環(huán)境免疫調節(jié)中發(fā)揮重要作用，可以促進肝臟組織修復以及參與結構重建。在NAFLD中，M2型巨噬細胞起到對肝臟的保護作用，該亞型的細胞增多可以改善NASH。

Han等[18]發(fā)現(xiàn)在HFD喂養(yǎng)的小鼠肝臟中，維甲酸相關孤兒受體α(RORα)可以通過誘導klf4(kruppel-like factor 4)增強庫普弗細胞向M2極化，在肝細胞中發(fā)揮抗脂肪生成和抗氧化作用，從而改善小鼠NASH進展。膜聯(lián)蛋白A5作為細胞凋亡、組織修復、抗磷脂綜合征和炎癥反應的參與者，可以直接與PKM2相互作用，促進巨噬細胞表型由促炎的M1型向抗炎的M2型轉變，降低M1型巨噬細胞的糖酵解反應，同時增強氧化磷酸化反應，從而改善HFD誘導小鼠的NASH肝臟表現(xiàn)[19]。氧化物酶體增殖激活受體γ(PPAR-γ)是一種配體激活的核受體，通過調節(jié)脂肪細胞基因表達和胰島素細胞間信號轉導來調控脂肪細胞的分化和糖脂代謝。已有研究發(fā)現(xiàn)，PPAR-γ活化在巨噬細胞極化過程中發(fā)揮重要作用。在NAFLD小鼠模型中，PPAR-γ上調使脂質誘導的巨噬細胞極化從M1型向M2型轉變。提示調控PPAR-γ活性可能會平衡脂質誘導的M1/M2巨噬細胞極化，從而阻止NAFLD的發(fā)展[20]。

在脂肪組織中，IL-25通過誘導巨噬細胞向M2型極化來促進巨噬細胞脂質代謝[21]。該結果也在HFD誘導的小鼠肝臟中得到證實。IL-25可以激活肝臟巨噬細胞和肝細胞中的IL-13/STAT6軸。在肝臟巨噬細胞中，IL-25/IL-13/STAT6軸誘導M2a型巨噬細胞的產(chǎn)生；在肝細胞中，IL-25可以恢復IL-25/IL-13/STAT6/IL-25正反饋回路，從而對肝臟脂肪變性起到保護作用[22]。另外，番紅素通過提高信號傳導及轉錄激活因子(STAT6)和蛋白激酶B(Akt)的磷酸化水平來促進IL-4誘導的M2極化，進而加速脂肪組織細胞內(nèi)脂肪的分解反應[23]。

雖然目前仍沒有治療NAFLD的特效藥，但是已有研究發(fā)現(xiàn)可以改善NAFLD的藥物。國內(nèi)的研究團隊對NAFLD小鼠模型進行為期4周的利拉魯肽腹腔注射，發(fā)現(xiàn)小鼠的體質量下降，肝臟炎癥、ALT、AST、總膽固醇和甘油三酯水平均得到顯著改善，M2/M1 庫普弗細胞的比率升高。體外實驗進一步驗證得出，利拉魯肽通過cAMP-PKA-STAT3信號通路調節(jié)庫普弗細胞向M2型極化，從而減輕HFD引起的肝臟脂肪變性和炎癥[24]。另一研究團隊發(fā)現(xiàn)，對HFD誘導的小鼠模型進行吡非尼酮治療，可以降低脂肪生成和脂肪酸合成相關基因(Srebp1c、Chrebp、Fasn、Scd1)的表達并增加脂肪酸氧化相關基因(Acc、Ppara、Cpt1a、Lcad)的表達來減弱肝臟脂質過度積累和過氧化。此外，吡非尼酮還減少了肝臟巨噬細胞的數(shù)量，特別是“促炎”的M1型巨噬細胞，增加了“抗炎”的M2型巨噬細胞的數(shù)量，從而改善了NASH小鼠的胰島素抵抗、肝臟炎癥和纖維化。這提示吡非尼酮可能是治療NASH的潛在候選藥物[25]。

四、 小結

肝臟巨噬細胞參與NAFLD的發(fā)生和發(fā)展，巨噬細胞極化在NAFLD的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用。其中，M1型巨噬細胞增加是導致NASH進展的關鍵因素，M2型巨噬細胞增加會改善NASH，M1/M2之間的平衡可能是NAFLD發(fā)病機制和治療策略的切入點。因此，需要更深入地研究巨噬細胞的極化機制以及M1/M2在NAFLD各階段的動態(tài)變化，這能幫助我們進一步了解NAFLD的發(fā)病機制，為臨床治療提供更新型、更有效的策略。