巨噬細(xì)胞在肝纖維化進(jìn)展和消退中的作用

郭悅承 蔡曉波 陸倫根

肝纖維化是在各種致病因子作用下肝臟的修復(fù)、愈合反應(yīng)，表現(xiàn)為膠原沉積過量和分布異常。作為慢性肝損傷發(fā)病機(jī)制的核心，肝臟巨噬細(xì)胞在肝纖維化發(fā)生、發(fā)展中的作用已成為肝病研究的焦點(diǎn)。肝臟巨噬細(xì)胞是一類具有異質(zhì)性的免疫細(xì)胞群，主要包含肝臟固有巨噬細(xì)胞（庫普弗細(xì)胞）和單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞。庫普弗細(xì)胞可極化為M1 或M2 表型，前者可促進(jìn)肝臟炎性反應(yīng)，而后者則可抑制炎性反應(yīng)并加快組織修復(fù)；循環(huán)單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞通常依據(jù)差異表達(dá)的Ly-6C進(jìn)行亞群分類，Ly-6Chi巨噬細(xì)胞可促進(jìn)炎性反應(yīng)，而Ly-6Clo巨噬細(xì)胞則可在肝損傷機(jī)體中發(fā)揮抗炎作用[1]。

肝臟巨噬細(xì)胞在肝纖維化進(jìn)展和消退方面發(fā)揮著雙重作用。在肝纖維化起始和進(jìn)展階段，巨噬細(xì)胞被活化并上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）、炎性因子及趨化因子的表達(dá)，從而激活肝星狀細(xì)胞（HSC），促進(jìn)了肝臟的炎性反應(yīng)和纖維化[2-3]。然而，在各種外源性刺激下，肝臟巨噬細(xì)胞也可通過降解細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）和釋放抗炎因子抑制肝臟炎性反應(yīng)和纖維化的進(jìn)展[4]。本文就巨噬細(xì)胞參與肝纖維化進(jìn)展和消退的可能機(jī)制作一綜述。

1 巨噬細(xì)胞促進(jìn)肝纖維化進(jìn)展的機(jī)制

1.1 通過TGF-β 和炎性因子促進(jìn)肝纖維化

TGF-β 對于庫普弗細(xì)胞的產(chǎn)生是必不可少的。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用Cre 重組酶技術(shù)和白喉毒素消融小鼠的庫普弗細(xì)胞可誘導(dǎo)單核細(xì)胞快速募集和分化，募集的單核細(xì)胞染色質(zhì)逐步呈現(xiàn)顯著的庫普弗細(xì)胞組蛋白修飾模式；而在肝竇區(qū)域，肝 竇 內(nèi) 皮 細(xì) 胞（LSEC）可 通 過TGF-β/Smad4 和Notch/DLL4 信號通路促進(jìn)巨噬細(xì)胞前體細(xì)胞的增殖和分化，從而誘導(dǎo)庫普弗細(xì)胞的生成[5]。

TGF-β 和炎性因子的相互作用促進(jìn)了HSC 的激活。有研究發(fā)現(xiàn)，肝內(nèi)骨髓來源的單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞可促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化為M1 型，產(chǎn)生一氧化氮合酶（iNOS）和炎性因子如IL-1β、TNF-α 等。這些巨噬細(xì)胞還可在體外以TGF-β 依賴性方式直接激活HSC，從而促進(jìn)膠原沉積[2]。TNF-α 可參與小鼠肝臟膠原的合成，敲除TNF 受體可抑制NFκB、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）等轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄活性，并可緩解四氯化碳（CCl4）誘導(dǎo)的小鼠肝纖維化[6]。此外，在IL-17 的刺激下，庫普弗細(xì)胞會產(chǎn)生IL-6、IL-1、TNF-α 及TGF-β，并可激活HSC中NF-κB p65的核轉(zhuǎn)位和STAT3的磷酸化，從而促進(jìn)肝臟的膠原生成和纖維化；在膽管結(jié)扎（BDL）小鼠模型中，敲除小鼠庫普弗細(xì)胞的IL-17受體可減輕肝細(xì)胞損傷并減少肝臟的膠原沉積[7]。

Toll 樣 受 體（TLR）在TGF-β 和 炎 性 因 子 的促進(jìn)肝纖維化機(jī)制中也發(fā)揮著重要作用。靜止的HSC 表 達(dá) 高 水 平 的BAMBI（TGF-β 假 受 體），可抑制 TGF-β 的受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。在脂多糖（LPS）和TNF-α 的誘導(dǎo)下，TLR4 被激活后可通過髓樣分化因子 88（MyD88）/NF-κB 信號通路促進(jìn)庫普弗細(xì)胞的趨化作用，并可減少HSC 中的BAMBI 數(shù)量，從而增強(qiáng)TGF-β 誘導(dǎo)HSC 活化的能力[8-9]。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，TLR4 和TNF-α 介導(dǎo)BAMBI 數(shù)量減少的機(jī)制是，在LPS 和TNF-α 誘導(dǎo)下， NF-κB p50 同源二聚體與HDAC1 發(fā)生相互作用，從而抑制了BAMBI 啟動子區(qū)域的轉(zhuǎn)錄活性[9]。此外，TLR9 和IL-1β 可通過MyD88 協(xié)同促進(jìn)肝臟脂肪沉積和纖維化，敲除小鼠的TLR9 可顯著抑制庫普弗細(xì)胞分泌IL-1β，并可抑制HSC 的活化；而敲除IL-1β 也可減輕小鼠的肝脂肪變性、肝損傷和肝纖維化[10]。

1.2 趨化因子通過巨噬細(xì)胞促進(jìn)炎性細(xì)胞募集

趨化因子是一類參與調(diào)控細(xì)胞定向遷移的因子，其受體主要表達(dá)于炎性細(xì)胞表面。在肝纖維化進(jìn)程中，肝損傷會觸發(fā)巨噬細(xì)胞向肝臟募集。單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）主要由單核巨噬細(xì)胞分泌。趨化因子受體2（CCR2）是MCP-1 的受體，在庫普弗細(xì)胞和HSC 中均有表達(dá)。庫普弗細(xì)胞中的CCR2 對于庫普弗細(xì)胞浸潤和肝臟早期炎性反應(yīng)的激活至關(guān)重要。HSC 中的CCR2 在肝纖維化進(jìn)展中扮演了重要角色，其可促進(jìn)蛋白激酶B（Akt）和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）的磷酸化，以及還原型輔酶Ⅱ（NADPH）氧化酶依賴性活性氧（ROS） 的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)HSC 的趨化性及纖維化相關(guān)基因（ACTA2、COL1A1、TIMP1）的表達(dá)[11]。敲除CCR2 可顯著緩解CCl4和BDL 小鼠模型誘導(dǎo)的肝纖維化[11-12]。MCP-1 可促進(jìn)單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞募集到肝臟，而應(yīng)用MCP-1 抑制劑可顯著緩解CCl4和蛋氨酸膽堿缺乏（MCD）模型小鼠的肝脂肪變性，并可抑制炎性因子[TNF-α、干擾素-γ（IFN-γ）、IL-6]的產(chǎn)生和巨噬細(xì)胞的浸潤[13]。此外，趨化因子CXCL6 也可通過激活庫普弗細(xì)胞的CXCR（1/2）/EGFR 通路來誘導(dǎo)其分泌TGF-β，進(jìn)而加強(qiáng)HSC 中Smad3 與BRD4 的相互作用并增強(qiáng)BRD4 和C-myc 的轉(zhuǎn)錄活性，從而促進(jìn)小鼠的慢性肝損傷和肝纖維化[14]。

直接靶向趨化因子對肝纖維化的治療效果并不明顯。有研究發(fā)現(xiàn)，MCP-1 抑制劑并不能逆轉(zhuǎn)CCl4誘導(dǎo)的模型小鼠的晚期肝纖維化[11]。有研究顯示，CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化與血管生成密切相關(guān)，肝臟巨噬細(xì)胞iMΦ 亞群可通過MCP-1 顯著促進(jìn)肝纖維化小鼠門靜脈區(qū)的發(fā)芽式血管新生。然而，門靜脈高壓可能是由與肝纖維化進(jìn)展相關(guān)的肝臟膠原沉積和硬度增高所致，而不是由與肝纖維化相關(guān)的病理性血管新生所致。因此，直接靶向抑制MCP-1 雖可抑制與肝纖維化相關(guān)的病理性血管生成，但并不能抑制肝纖維化進(jìn)展[15]。

1.3 巨噬細(xì)胞自噬減少誘發(fā)肝細(xì)胞損傷

慢性肝損傷常伴隨著肝臟巨噬細(xì)胞自噬減少。有研究表明，肝臟慢性炎性反應(yīng)和脂肪沉積可導(dǎo)致肝臟巨噬細(xì)胞的自噬受損，從而促進(jìn)巨噬細(xì)胞的M1 型極化和炎性因子的分泌，并可誘導(dǎo)肝細(xì)胞凋亡[16]。

巨噬細(xì)胞的自噬在不同病因誘導(dǎo)的慢性肝損傷中均起著抗炎、抗纖維化的作用。在LPS 的刺激下，庫普弗細(xì)胞自噬缺陷的小鼠（Atg5fl/flLysMCre＋/-）更易分泌炎性因子IL-1 和生成ROS；在CCl4干預(yù)下，Atg5fl/flLysMCre＋/-小鼠肝臟炎性細(xì)胞募集增多，肝細(xì)胞凋亡增多，并伴隨著肝臟膠原生成增多，纖維化加重[17]。此外，在乙醇的干預(yù)下，抑制巨噬細(xì)胞的自噬也可通過激活炎性小體來加重肝細(xì)胞損傷[18]。另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，Atg5fl/flLysMCre＋/-小鼠更易在外源性毒素誘導(dǎo)下分泌IL-1β 并發(fā)生肝細(xì)胞焦亡，這一過程是由炎性小體介導(dǎo)的，在自噬被抑制時，炎性小體被激活，天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶-1（Caspase-1）裂解IL-1β 前體（pro-IL-1β）增多，進(jìn)而導(dǎo)致IL-1β 水平升高[19]。

1.4 巨噬細(xì)胞參與肝纖維化向肝細(xì)胞癌的進(jìn)展

MCP-1 介導(dǎo)了肝纖維化向肝細(xì)胞癌（HCC）的進(jìn)展。與正常肝細(xì)胞系相比，HCC 細(xì)胞系中MCP-1 蛋白的表達(dá)水平顯著升高，而敲除CCR2 或用CCR2 拮抗劑不僅可顯著抑制肝損傷時單核細(xì)胞的募集并減少腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）的浸潤，還可激活抗腫瘤的CD8＋T 細(xì)胞應(yīng)答，逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境下極化巨噬細(xì)胞對淋巴細(xì)胞的免疫抑制，從而抑制HCC 的生長和復(fù)發(fā)[20]。研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用MCP-1 拮抗劑干預(yù)二乙基亞硝胺（DEN）與CCl4聯(lián)合誘導(dǎo)的肝纖維化-HCC 小鼠模型，可顯著抑制TAM 浸潤及病理性血管生成，并可抑制膠原沉積及縮小腫瘤體積[21]。

TGF-β 和炎性因子也是巨噬細(xì)胞促進(jìn)HCC 發(fā)生的重要途徑。有研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用HCC 條件培養(yǎng)基或TGF-β 干預(yù)均可促進(jìn)巨噬細(xì)胞的極化，這一過程是由巨噬細(xì)胞上高表達(dá)的免疫檢查點(diǎn)——T 細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白-3（TIM-3）介導(dǎo)的。TIM-3可抑制T 細(xì)胞免疫，通過激活NF-κB 信號通路上調(diào)IL-6 的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤生長[22]。在乙醇與DEN 聯(lián)合誘導(dǎo)的HCC 小鼠模型中，敲除IL-17 受體可抑制肝臟巨噬細(xì)胞的活化及HCC 的發(fā)生；敲除IL-17 受體還可通過促進(jìn)肝細(xì)胞中的TNF 受體1（TNFR1）的胞吐作用來減少TNFR1 的數(shù)量，從而抑制肝細(xì)胞中Caspase-2/SP1/SREBP(1/2)/DHCR7 信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)，減少肝臟膽固醇和脂肪酸的生成和累積[23]。

2 巨噬細(xì)胞參與了肝纖維化的消退

巨噬細(xì)胞在肝纖維化的進(jìn)展期和消退期呈現(xiàn)不同的表型。在肝損傷期間，極化的巨噬細(xì)胞可分泌TNF-α、IL-10 和TGF-β 等促纖維化因子[24]。而在肝纖維化消退期，肝臟中Ly-6Clo巨噬細(xì)胞亞群含量較為豐富，其分泌趨化因子和炎性因子顯著減少，并可分泌多種基質(zhì)金屬蛋白酶 (MMP）、生長因子和抗纖維化因子（如MMP9、MMP2、胰島素樣生長因子、CD74 等）[25]。MMP 可由多種細(xì)胞分泌，參與降解ECM 中的多種蛋白成分。

有趣的是，此類具有修復(fù)功能的Ly-6Clo巨噬細(xì)胞是由具有促進(jìn)肝纖維化作用的Ly-6Chi單核細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來。研究顯示，Ly-6Clo巨噬細(xì)胞在體外可吞噬細(xì)胞的凋亡碎片，并可通過激活ERK/p38信號通路誘導(dǎo)ECM 降解；在CCl4誘導(dǎo)的模型小鼠中，應(yīng)用脂質(zhì)體靶向巨噬細(xì)胞可誘導(dǎo)其表型發(fā)生改變，增加修復(fù)性巨噬細(xì)胞的數(shù)量并激活其吞噬功能，從而加速肝纖維化消退[25]。雖然巨噬細(xì)胞耗竭有助于抑制HSC 的活化并可減少膠原蛋白和彈性蛋白的生成，但巨噬細(xì)胞耗竭也會導(dǎo)致ECM降解失敗[24]。

CCR2 也參與了肝纖維化的消退過程。敲除CCR2 的小鼠的肝纖維化消退速度顯著慢于野生型小鼠，并且伴隨著CD11c＋的增加[12]。由于CD11c＋既可作為樹突狀細(xì)胞的標(biāo)志物，也可作為巨噬細(xì)胞的標(biāo)志物，因此CCR2 相關(guān)的肝纖維化消退過程是否由巨噬細(xì)胞介導(dǎo)尚未明確。

3 小結(jié)

肝臟巨噬細(xì)胞在肝纖維化過程中起著雙重作用。在纖維化進(jìn)展過程中，肝臟巨噬細(xì)胞可通過TGF-β、TLR、炎性因子和趨化因子等多種途徑加重肝臟炎性反應(yīng)并激活HSC。而在纖維化消退過程中，肝臟巨噬細(xì)胞分泌的MMP 可促進(jìn)膠原蛋白降解。

由于肝臟巨噬細(xì)胞在肝纖維化中起著雙重作用，故其具有成為抗纖維化靶點(diǎn)的潛力。然而，開發(fā)針對肝臟巨噬細(xì)胞的新療法面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。有研究發(fā)現(xiàn)，人外周血中CD14+CD16+單核細(xì)胞具有較強(qiáng)的吞噬功能，與小鼠的修復(fù)性Ly-6Clo巨噬細(xì)胞相似[25-26]。然而，這類巨噬細(xì)胞可釋放較多的炎性因子（如IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α）和趨化因子（MCP-1、CCL1、CCL5）[27]。目前關(guān)于不同的巨噬細(xì)胞亞群功能的研究多為動物實(shí)驗(yàn)，今后這方面的臨床研究數(shù)據(jù)有待補(bǔ)充。