巨噬細(xì)胞在代謝相關(guān)脂肪性肝病中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

譚利婷 曾勝瀾 陳瑋鈺 曹楊港 胡錦 隆曉榮 陶然 毛德文

1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生學(xué)院，廣西南寧 530000；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝病科，廣西南寧 530023

代謝相關(guān)脂肪性肝?。╩etabolic associated fatty liver disease，MAFLD），以前稱為非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD），以脂肪沉積在肝內(nèi)為主要臨床表現(xiàn)，它是一系列肝臟疾病從簡(jiǎn)單的脂肪變性到脂肪性肝炎，進(jìn)展為肝纖維化甚至可能導(dǎo)致肝硬化及肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）[1-2]。MAFLD 正逐漸成為世界范圍內(nèi)主要的慢性肝病之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球約25%的人患有MAFLD[3]。目前，MAFLD 發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，可能與免疫細(xì)胞損傷、肝毒性脂質(zhì)的積累等多種因素有關(guān)[4]。

近年來(lái)，在MAFLD 發(fā)病機(jī)制中，巨噬細(xì)胞引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。巨噬細(xì)胞是固有免疫細(xì)胞，其主要存在于肝臟中，肝內(nèi)巨噬細(xì)胞以Kupffer 細(xì)胞（Kupffer cell，KC）為主，占總數(shù)的80%～90%[5]。肝巨噬細(xì)胞受到病原體相關(guān)分子模式（pathogen associated molecular pattern，PAMP）、模式識(shí)別受體和損傷相關(guān)分子模式（damage associated molecular pattern，DAMP）及游離脂肪酸（free fatty acid，F(xiàn)FA）等刺激，從而激活肝臟炎癥通路，并且肝臟過(guò)度的脂質(zhì)積累會(huì)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，諸多因素促進(jìn)MAFLD 向不同階段發(fā)展[6]。研究表明，巨噬細(xì)胞是MAFLD 發(fā)生和進(jìn)展的主要參與者[4]，其可能成為治療MAFLD 的潛在治療靶點(diǎn)。本文就巨噬細(xì)胞在MAFLD 中的作用機(jī)制研究進(jìn)行綜述。

1 巨噬細(xì)胞

肝臟是人體重要的免疫器官，巨噬細(xì)胞在肝臟中的占比最大，其在肝臟免疫穩(wěn)態(tài)和諸多肝病的發(fā)展中起重要作用。肝巨噬細(xì)胞主要有兩種類型：KC 和單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞（monocyte-derived macrophage，MoMF）。巨噬細(xì)胞具有不同的功能表型，其主要分化為M1 表型和M2 表型，巨噬細(xì)胞的功能表型直接參與了MAFLD 的進(jìn)程。

1.1 巨噬細(xì)胞類型

1.1.1 KC KC 來(lái)源于胚胎發(fā)育早期卵黃囊中產(chǎn)生的紅骨髓祖細(xì)胞，其遷移至肝臟并駐留在肝竇中，成為肝臟固有巨噬細(xì)胞。KC 主要標(biāo)志物包括CD68、CD163、F4/80，清道夫受體CD163 是MAFLD 纖維化的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[7-8]。KC 可表達(dá)高水平的Toll 樣受體（toll-like receptor，TLR），TLR 是腸道源性PAMP 的第一個(gè)識(shí)別點(diǎn)，通過(guò)肝門(mén)靜脈或局部DAMP 到達(dá)肝臟[9]。KC 是TLR 依賴性炎癥反應(yīng)的主要介質(zhì)，通過(guò)高表達(dá)TLR 等受體，識(shí)別內(nèi)源性及外源性信號(hào)。Wan等[10]研究表明，M1 表型極化可產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α（tumor necrosisfactor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、IL-12 和活性氧（reactive oxygen species，ROS），促進(jìn)肝臟的炎癥形成。人體內(nèi)脂質(zhì)、脂質(zhì)代謝物和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）等因素會(huì)激活KC。KC 一旦被激活，就會(huì)增加炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)，加劇肝細(xì)胞的壞死性炎癥程度，并改變與纖維化和氧化損傷相關(guān)的基因表達(dá)，從而促進(jìn)MAFLD 的進(jìn)展[11]?？梢?jiàn)，MAFLD 的發(fā)生發(fā)展與KC 的激活及其獨(dú)特的極化作用密切相關(guān)。

1.1.2 MoMF MoMF 來(lái)源于骨髓造血干細(xì)胞，通過(guò)血液循環(huán)移植到肝臟。MoMF 主要標(biāo)志物為CCR2、S100A9，CCR2 在MoMF 中高度表達(dá)[8,12]。MoMF 在健康肝臟中占比較少，但其在肝損傷的情況下會(huì)迅速招募[13]。募集的單核細(xì)胞分化為促炎性巨噬細(xì)胞表型，F(xiàn)FA、LPS 分別與巨噬細(xì)胞表面的TLR4 結(jié)合使巨噬細(xì)胞極化，激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB（nuclearfactor-κB，NF-κB）和C-Jun 氨基末端激酶（C-Jun nterminal kinase，C-JNK）炎癥信號(hào)通路，誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的分泌，如TNF-α、IL-1β、IL-6 和ROS 等，刺激炎癥細(xì)胞向靶器官浸潤(rùn)從而導(dǎo)致肝組織炎癥損傷，導(dǎo)致持續(xù)的炎癥反應(yīng)[14-16]。單核細(xì)胞實(shí)質(zhì)上傾向于促炎性MoMF極化，從循環(huán)中遷移并在隨后的激活之前在肝臟中積累[17]。從血液中募集的單核細(xì)胞可以填充肝巨噬細(xì)胞池，并且能與應(yīng)激后激活的KC 一起產(chǎn)生多種炎癥因子，在肝臟的炎癥損傷和修復(fù)的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

1.2 巨噬細(xì)胞功能表型

巨噬細(xì)胞根據(jù)不同的微環(huán)境信號(hào)，顯示不同的功能表型，其被分為經(jīng)典激活的M1 表型和替代激活的M2 表型巨噬細(xì)胞。M1 表型巨噬細(xì)胞是促炎細(xì)胞，具有高抗原呈遞能力，與炎癥介質(zhì)的釋放、病原微生物的清除及免疫刺激等相關(guān)，其可誘導(dǎo)大量細(xì)胞因子的釋放，如TNF、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、IL-1β 和ROS[18]，同時(shí)激活Th1細(xì)胞反應(yīng)。M2 表型巨噬細(xì)胞分泌抗炎細(xì)胞因子，顯示出抗炎和基質(zhì)降解活性，例如精氨酸酶1 表達(dá)、IL-4和IL-10 分泌及高水平的吞噬作用[19-20]，M2 表型與炎癥的消退、肝膽再生、修復(fù)和組織重建等相關(guān)。肝臟損傷、腫瘤、缺氧、感染等因素會(huì)影響肝臟巨噬細(xì)胞M1表型和M2 表型之間的平衡而影響MAFLD 進(jìn)程。

2 巨噬細(xì)胞與MAFLD 的不同階段

2.1 肝脂肪變性

肝脂肪變性主要是由于脂質(zhì)在體內(nèi)代謝失衡引起的，肝脂肪變性是MAFLD 極其明顯的病理標(biāo)志，是一種異質(zhì)性疾病，包括胰島素抵抗、線粒體功能障礙和過(guò)多的脂質(zhì)積累[21]。M1 表型巨噬細(xì)胞響應(yīng)TLR刺激，TLR 介導(dǎo)的脂肪酸基團(tuán)識(shí)別是炎癥和先天免疫中脂質(zhì)調(diào)節(jié)的主要機(jī)制。在KC 外基質(zhì)中，F(xiàn)FA 與TLR 的結(jié)合能夠激活C-JNK 和NF-κB 通路[22]。激活的NF-κB 上調(diào)黏附分子和單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）的水平，從而招募CD11b+巨噬細(xì)胞并促進(jìn)脂質(zhì)合成，從而增加激活蛋白1 和促炎細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄[23]，從而使肝脂肪變性。KC 中積累的過(guò)量FFA 會(huì)損害線粒體功能，加重脂質(zhì)的積累。上述表明KC 充當(dāng)FFA 超載，肝臟中過(guò)度累積的FFA 可抑制KC 吞噬活性，促進(jìn)脂肪變性。

2.2 肝臟炎癥

肝臟脂質(zhì)代謝發(fā)生改變，導(dǎo)致有毒脂質(zhì)中間體的形成，進(jìn)而可能導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷和炎癥。在肝臟中，脂毒物質(zhì)的積累，尤其是棕櫚酸酯（palmitic，PA），促使MAFLD 的發(fā)生和進(jìn)展。Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn)，在飲食誘導(dǎo)的脂肪性肝炎小鼠模型中，PA 會(huì)損害巨噬細(xì)胞的自噬通量。PA 對(duì)巨噬細(xì)胞的脂毒性在研究中得到證實(shí)，即蛋氨酸-膽堿缺乏癥（methionine-choline deficiency，MCD）-飲食模式。研究發(fā)現(xiàn)從MCD 飲食喂養(yǎng)的動(dòng)物中分離出的F4/80 巨噬細(xì)胞顯示出核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3（NOD-like receptor protein 3，NLRP3）蛋白質(zhì)水平上調(diào)，PA 對(duì)巨噬細(xì)胞的體外刺激增加了他們的線粒體通透性，導(dǎo)致線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）的釋放，并通過(guò)蛋白質(zhì)增加了NLRP3 炎癥小體的活性與mtDNA 形成復(fù)合物，從而促進(jìn)肝臟炎癥反應(yīng)[25]。

此外，腸道菌群失調(diào)是導(dǎo)致MAFLD 發(fā)生和進(jìn)展的一個(gè)重要因素，高脂飲食或營(yíng)養(yǎng)不良可能會(huì)觸發(fā)腸道菌群質(zhì)和量變化，從而增加腸道通透性和細(xì)菌產(chǎn)物通過(guò)門(mén)靜脈到達(dá)肝臟的轉(zhuǎn)運(yùn)，腸道微生物群代謝輸出的改變會(huì)影響巨噬細(xì)胞的極化[26]。腸道細(xì)菌、相關(guān)抗原和FFA 通過(guò)門(mén)靜脈向肝臟的運(yùn)輸會(huì)在肝細(xì)胞中產(chǎn)生脂毒性，由于PAMP 的識(shí)別會(huì)發(fā)生炎癥，并最終導(dǎo)致免疫細(xì)胞募集[27]。TLR 主要在巨噬細(xì)胞上表達(dá)，TLR可被DAMP 激活，其中TLR4 對(duì)腸道細(xì)菌產(chǎn)物L(fēng)PS 有反應(yīng)，是KC 激活的關(guān)鍵。LPS 能通過(guò)TLR4 激活肝臟固有巨噬細(xì)胞，肝臟炎癥的發(fā)生與LPS-TLR4 信號(hào)傳導(dǎo)息息相關(guān)。LPS 通過(guò)TLR4 信號(hào)通路與KC 表面的CD14 結(jié)合，隨后招募T 淋巴細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞和其他白細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞因子和趨化因子的釋放，如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12 和γ 干擾素（Interferon-γ，IFN-γ）[6]。以上結(jié)果表明，腸道通透性改變會(huì)導(dǎo)致包括LPS 在內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)物的循環(huán)水平增加，增高的內(nèi)毒素水平通過(guò)TLR4 活化KC，誘導(dǎo)TNF 等表達(dá)，引起肝臟損傷。

2.3 肝纖維化和肝硬化

肝纖維化是MAFLD 的終末病理表現(xiàn)之一，是目前慢性肝臟疾病發(fā)展為肝硬化的必經(jīng)階段。巨噬細(xì)胞在肝臟纖維化病理?yè)p傷過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。肝巨噬細(xì)胞M1 表型和浸潤(rùn)性單核細(xì)胞分泌促炎癥細(xì)胞因子和促纖維化因子，例如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor beta，TGF-β）、TNF-α、IL-1b、IL-6，他們充當(dāng)肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cell，HSC）和成肌纖維細(xì)胞的激活劑，誘導(dǎo)HSC 活化[28]，從而增強(qiáng)HSC 的促纖維化過(guò)程。脂質(zhì)過(guò)氧化物水解載脂蛋白B100，加重炎癥壞死，激活KC，并誘導(dǎo)TGF-β1。隨后TGF-β 信號(hào)通過(guò)細(xì)胞表面的TGF-β1 受體，促進(jìn)細(xì)胞核內(nèi)Smad 蛋白的磷酸化，導(dǎo)致HSC 向肌纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，加重肝功能損害[29-30]。肝纖維化的另一特征是細(xì)胞外基質(zhì)蛋白（例如膠原蛋白）的積累。當(dāng)TGF-β 由KC分泌時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有助于肝纖維化的細(xì)胞因子和趨化因子。HSC 中Ⅰ型膠原的表達(dá)在轉(zhuǎn)錄后受到多種刺激和途徑的調(diào)控，包括TGF-β，可刺激其他基質(zhì)成分，例如細(xì)胞纖維連接蛋白和蛋白聚糖[31]。這些因素，包括ROS 的產(chǎn)生，炎癥細(xì)胞因子和脂質(zhì)過(guò)氧化，可激活HSC，使其分化為可靠的成纖維細(xì)胞，并有助于肝纖維化。可見(jiàn)，活化的KC 產(chǎn)生TGF-β、TNF-α 等因子，激活HSC，促進(jìn)肝纖維化乃至肝硬化的進(jìn)展。

2.4 肝癌

MAFLD 極大地增加發(fā)生HCC 的風(fēng)險(xiǎn)，在HCC 發(fā)病過(guò)程中，巨噬細(xì)胞起關(guān)鍵作用。巨噬細(xì)胞首先通過(guò)誘導(dǎo)具有氧化應(yīng)激的慢性低度炎性環(huán)境，促進(jìn)HCC 的發(fā)展，從而誘發(fā)DNA 損傷和肝細(xì)胞死亡[32]。浸潤(rùn)的單核細(xì)胞對(duì)來(lái)自腫瘤微環(huán)境的刺激作出反應(yīng)，并分化為與腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞（tumor associated macrophages，TAM）。TAM 分泌炎癥細(xì)胞因子，例如TGF-β、TNF-α和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，這些因子參與血管生成并有助于腫瘤的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移[33]。M1 表型巨噬細(xì)胞具有促炎作用，誘導(dǎo)TGF-β 的釋放，促進(jìn)腫瘤的形成。在早期HCC 發(fā)展過(guò)程中，M1 表型巨噬細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的纖維炎癥為腫瘤的發(fā)生提供了一個(gè)微環(huán)境；而在晚期HCC 中，巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)換為免疫抑制性TAM 支持腫瘤進(jìn)展和惡性腫瘤，腫瘤細(xì)胞和微環(huán)境之間的串?dāng)_在腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起重要作用[34]。由此可知，巨噬細(xì)胞可引起肝細(xì)胞的嚴(yán)重?fù)p害，參與了MAFLD 的肝癌發(fā)展階段。

3 MAFLD 巨噬細(xì)胞相關(guān)臨床診治的前景

巨噬細(xì)胞具有可塑性和表型異質(zhì)性，巨噬細(xì)胞的M1 表型和M2 表型極化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，可以在生理和病理?xiàng)l件下逆轉(zhuǎn)。一項(xiàng)小鼠實(shí)驗(yàn)表明，M2 表型巨噬細(xì)胞通過(guò)分泌精氨酸酶和抗炎因子IL-10 及旁分泌方式誘導(dǎo)M1 表型巨噬細(xì)胞凋亡；此外，M2 表型巨噬細(xì)胞降低了M1 表型巨噬細(xì)胞的促炎作用，減輕了炎癥反應(yīng)和細(xì)胞損傷[10]。因此，M1 表型和M2 表型巨噬細(xì)胞可能是MAFLD潛在的治療靶點(diǎn)之一。他們可以促進(jìn)炎癥，導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷并激活肝星狀細(xì)胞，導(dǎo)致纖維化、血管生成和腫瘤發(fā)展，然而他們也刺激纖維化消退并限制MAFLD 進(jìn)展。肝損傷中參與MoMF 募集的分子是MCP-1。研究發(fā)現(xiàn)，在飲食誘導(dǎo)的脂肪性肝炎動(dòng)物模型中，阻斷MCP-1-CCR2 通路已被證明是抑制MoMF 浸潤(rùn)和改善脂肪性肝炎和纖維化的有效策略[35-37]。因此，抑制單核細(xì)胞浸潤(rùn)或影響其極化，可成為MAFLD 的一種治療方法。MAFLD 的進(jìn)展與腸道微生物群的變化、細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)和腸道通透性增加有關(guān)。益生元可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群和TLR4 依賴性巨噬細(xì)胞的活化，逆轉(zhuǎn)腸道菌群的不利生長(zhǎng)，減少炎癥因子及脂肪生成，可預(yù)防肝脂肪變性的發(fā)生，并改善脂肪性肝炎和纖維化，從而緩解MAFLD 進(jìn)程[27,38]。益生元對(duì)于MAFLD 的治療具有廣泛的發(fā)展前景。

4 結(jié)語(yǔ)

巨噬細(xì)胞在MAFLD 發(fā)病的不同階段有不同作用，不同的巨噬細(xì)胞類型和功能表型也有顯著差異。近年來(lái)，諸多研究為理解巨噬細(xì)胞在MAFLD 發(fā)病機(jī)制中的作用提供了新的視角。盡管多年來(lái)取得了重大進(jìn)展，但對(duì)于巨噬細(xì)胞與MAFLD 之間的潛在相互作用尚有待進(jìn)一步研究，其還存在作用機(jī)制不明確，治療策略存在不確定性等問(wèn)題。巨噬細(xì)胞具有高度的可塑性，是潛在的治療靶點(diǎn)，然而M1 表型促炎，M2 表型抗炎，他們的異質(zhì)性也帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。巨噬細(xì)胞與腸道來(lái)源的LPS 之間的關(guān)系，與PAMP、FFA、PA、DAMP、TLR 等之間的相互作用仍需進(jìn)一步探究。徹底闡明巨噬細(xì)胞在MAFLD 中的作用機(jī)制將有利于MAFLD 的診斷和治療。