肝巨噬細胞的生物學特性及其與肝纖維化發(fā)生、發(fā)展關系的研究進展

甘達凱，朱萱

(南昌大學第一附屬醫(yī)院，南昌330006)

·綜述·

肝巨噬細胞的生物學特性及其與肝纖維化發(fā)生、發(fā)展關系的研究進展

甘達凱，朱萱

(南昌大學第一附屬醫(yī)院，南昌330006)

肝纖維化是由不同病因持續(xù)慢性肝損害所導致的肝臟損傷-愈合的過程，主要表現為大量細胞外基質沉積或瘢痕形成。肝星狀細胞是調控細胞外基質沉積的主要的效應細胞。肝巨噬細胞通過釋放各種促或抗炎癥因子作用于肝星狀細胞，調節(jié)肝纖維化。肝巨噬細胞具有異質性和極化的特性。局部微環(huán)境不同，肝巨噬細胞激活或極化的類型也不同，表型各異的巨噬細胞具有促進或逆轉肝纖維化的作用。

肝巨噬細胞；肝纖維化；肝星狀細胞；炎癥因子；雙向調節(jié)

肝纖維化是各種病因引起肝損傷后細胞外基質(ECM)沉積或瘢痕形成的過程，可繼發(fā)生于病毒性肝炎、非酒精性脂肪肝、酒精性脂肪肝、膽汁性或自身免疫性肝病等多種肝臟疾病[1]；可發(fā)展為肝硬化，甚至肝癌。靜止型肝星狀細胞(HSCs)向增殖型肌纖維母細胞(MFBs)轉化是肝纖維化發(fā)病的中心事件[1]。研究發(fā)現，肝巨噬細胞是肝纖維化過程中的主要調節(jié)細胞，巨噬細胞激活靜息狀態(tài)的肝星狀細胞可促進肝纖維化形成；巨噬細胞使活化的肝星狀細胞凋亡和纖維膠原降解則可逆轉肝纖維化[2]。本研究對肝巨噬細胞的生物學特性及其與肝纖維化發(fā)生、發(fā)展的關系進行綜述。

1 肝巨噬細胞的生物學特性

肝巨噬細胞主要來源于骨髓單核細胞，外周循環(huán)中未成熟的Ly-6Chigh巨噬細胞在巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)的作用下發(fā)展為成熟的Ly-6Clow巨噬細胞，亦有部分來源于定居巨噬細胞(也稱枯否細胞)的自我更新[2]。肝巨噬細胞作為肝臟內重要的天然免疫細胞之一，在肝纖維化發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，被認為是抗纖維化的潛在靶標[3]。肝巨噬細胞具有異質性、極化等特性。

1.1 異質性 巨噬細胞的表型和功能可塑性都很強，環(huán)境不同，表型也不同，且在肝臟疾病發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮的作用不同。研究發(fā)現，肝巨噬細胞在肝纖維化發(fā)生、發(fā)展及逆轉過程中具有雙重作用[4]。肝巨噬細胞主要分為促進纖維化的M1型和抑制肝纖維化的M2型，M2型巨噬細胞又可分為M2a、M2b及M2c三種亞型[2,5]。在IFN-γ、IL-12或脂多糖(LPS)作用下，巨噬細胞極化成為經典的M1型巨噬細胞，釋放促炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6及活性氧族(ROS)等加重炎癥損傷；在IL-4或IL-13作用下，巨噬細胞極化為M2a型巨噬細胞，合成和分泌抗炎細胞因子IL-10，發(fā)揮抗炎作用；在Toll樣受體/白介素1受體(TLR/IL-1R)配體作用下，巨噬細胞向M2b型分化，合成IL-1、IL-6，發(fā)揮免疫調節(jié)作用；在IL-10作用下，巨噬細胞主要表現為M2c型細胞特性，分泌轉化生長因子β(TGF-β)、表皮細胞生長因子(EGF)、成纖維細胞生長因子(FGF)、血管內皮生長因子(VEGF)和血小板衍化生長因子(PDGF)等，以及分泌基質金屬蛋白酶(MMPs)，參與組織重塑及細胞外基質降解。各型巨噬細胞均表達F4/80，其中M1和M2b型巨噬細胞特異性表達CD86，而M2a和M2c型巨噬細胞表達CD206/CD163[6，7]。不同類型巨噬細胞之間存在相互轉化，且同一種巨噬細胞在不同時期的功能也可能不同。研究發(fā)現，瘢痕相關巨噬細胞(SMAs)具有炎癥和組織修復兩種表型，在肝損傷早期，巨噬細胞移動抑制因子(MIF)招募外周SAMs至肝臟，產生各種促炎癥因子，激活HSCs，導致肝纖維化；在肝纖維化形成后，SAMs經歷炎癥表型向組織修復型表型的轉變，并分泌MMP-13，促進纖維化基質降解，逆轉肝纖維化[8]。由上可知，不同表型的肝巨噬細胞通過分泌不同的細胞因子在肝纖維化發(fā)生、發(fā)展及逆轉過程中實現雙向調節(jié)作用。

1.2 極化作用 肝巨噬細胞的極化或激活是其發(fā)揮作用的第一步，巨噬細胞的極化由信號通路分子、轉錄因子、轉錄后調節(jié)及表觀遺傳學調控[4,9]，主要通過以下途徑活化：①當肝臟受到炎癥或機械刺激損傷時，肝細胞釋放損傷相關分子模式分子(DAMPs)，如RNA、DNA或高遷移率族蛋白1(HMBG-1)等激活巨噬細胞[10]。②由病原體相關分子模式(PAMPs)激活。腸道菌群失調、腸道滲透性增加時，細菌或細菌產物(LPS)通過門靜脈循環(huán)進入肝臟，激活Toll樣受體(TLR2、3、4、9)，活化M1型巨噬細胞[11]；或腸道乙醇通過腸肝循環(huán)到達肝臟，激活巨噬細胞。③煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸氧化酶(NOX)活化產生的ROS。肝細胞表面NOX(NOX1、2、4)活化后產生的ROS，可激活枯否細胞，并使其表面NOX2活化產生更多的ROS[12]。④信號通路作用。TLR、JNK、PI3K/Akt、Notch、JAK/STAT、NF-κB等信號通路均能使肝巨噬細胞激活[4]。⑤轉錄因子調控。信號轉導及轉錄激活因子(STAT，其中STAT1/2主要激活M1巨噬細胞，STAT3/6主要激活M2型巨噬細胞)、NF-κB、活化蛋白1(AP1)、干擾素調節(jié)因子(IRFs，其中IRF3、5、8、9活化M1型巨噬細胞，IRF4活化M2型巨噬細胞)、缺氧誘導因子(HIFs，HIF-1α活化M1型巨噬細胞，HIF-2α激活M2型巨噬細胞)、過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs，主要有PPARγ和PPARδ)、糖皮質激素受體(GRs)、Krüppel 樣因子(KLFs，KLF2活化M1型巨噬細胞、KLF4激活M2型巨噬細胞)、原癌基因(c-Myc、c-Myf)等[7,13]。⑥表觀遺傳學修飾。組蛋白去甲基化酶(JMJD3)可促進M2型巨噬細胞激活，組蛋白脫乙酰基酶(HDAC3)則抑制M2型巨噬細胞活化；MicroRNAs(miR-9、21、27、29、33、101、124、125、146、147、155、181、187、203、222、223、342、378、511)在調控巨噬細胞活化中同樣發(fā)揮重要作用[13,14]。⑦炎癥因子作用。TGF-β、IFN-γ激活M1型巨噬細胞，IL-4、IL-13激活M2a巨噬細胞，TLR/IL-1R配體激活M2b型巨噬細胞，IL-10活化M2c型巨噬細胞[13]。⑧病毒感染。如HBV或HCV感染后激活M2型巨噬細胞[15,16]。⑨其他。由肝細胞合成的富含組胺酸糖蛋白(HRG) 可通過調控胎盤生長因子(PGF)而抑制M1型巨噬細胞極化[16]。

2 肝巨噬細胞與肝纖維化發(fā)生、發(fā)展的關系

2.1 促進肝纖維化發(fā)生、發(fā)展 在肝纖維化形成期，肝巨噬細胞具有促纖維化作用，具體作用機制包括：①吞噬壞死肝細胞和碎片，合成和分泌轉化生長因子β1(TGF-β1)、血小板衍生生長因子(PDGF)，促進星狀細胞激活、促進纖維化[16]。②合成和分泌多種趨化因子，包括趨化因子α亞家族(CXCL1、2、8、9、10、11、16)和β亞家族(CCL1、2、3、4、5、7、8、15、20、25)以及δ亞家族(CX3C1)[17,18]。趨化因子配體和一些受體結合，形成受體/配體軸，如CCR2/CCL2軸、CCR9/CCL25軸等，進而募集更多的骨髓來源的經典Ly-6Chigh單核細胞進入肝臟，這些單核細胞發(fā)展成熟為Ly-6Clow巨噬細胞，加重肝臟炎癥[19]。③調節(jié)肝巨噬細胞來源的MMPs合成和分泌，如合成 MMP-9來降解基底膜，促進成纖維細胞和炎癥細胞浸潤，促進TGF-β1釋放，進而促進纖維形成。④釋放炎癥因子，如IL-1、12、15、18、23和TNF-α等。⑤產生ROS或一氧化氮合酶(iNOS)。巨噬細胞表達NOX2產生的ROS，進而產生TGF-β1，促進肝纖維化[12]；M1型巨噬細胞合成iNOS，生成O-2，加重肝纖維化[20]。⑥激活炎癥小體。肝巨噬細胞活化后激活NLRP3炎癥小體，導致促炎癥因子釋放，誘導肝細胞調亡及肝纖維化[21]。以上因素均可激活HSCs，促使其向肌成纖維細胞轉化，導致MMPs及其抑制劑TIMPs表達失調，使ECM合成與降解失衡，促進纖維化的發(fā)生、發(fā)展。

2.2 抑制肝纖維化發(fā)生、發(fā)展 在肝纖維化逆轉期，肝巨噬細胞具有抗肝纖維化作用，作用機制包括：①分泌抗炎因子。肝巨噬細胞通過產生抗炎因子IL-4、10、13等，減輕肝臟炎癥[2]；M2型巨噬細胞可通過分泌IL-6促進肝細胞衰老，衰老的肝細胞具有抗凋亡作用，可減緩酒精性肝臟疾病的發(fā)展[22]；肝巨噬細胞分泌CX3CL1，通過CX3CR1/CX3CL1軸負性調控巨噬細胞浸潤，抑制肝臟炎癥[17]。②分泌MMP1、2、8、9、12、13，降解ECM[2]。③分泌巨噬細胞遷移抑制因子(MIF)，抑制巨噬細胞遷移活化，阻斷非酒精性脂肪肝發(fā)展[23]。④促進活化型HSCs凋亡。肝巨噬細胞通過分泌MMP9或腫瘤壞死因子相關的凋亡誘導配體(TRAIL)加速HSCs凋亡[18]。⑤吞噬作用。肝巨噬細胞可通過吞噬作用，清除促炎癥因子，減輕肝纖維化[18]。⑥表達miRNA let-7c。肝巨噬細胞過表達的miRNA let-7c作用于增強子結合蛋白(C/EBPβ)可以抑制M1型巨噬細胞極化，促進M2型巨噬細胞極化。⑦維持M1/M2型巨噬細胞平衡。M2型巨噬細胞分泌IL-10，激活精氨酸酶1(Arg1)，促進M1型巨噬細胞凋亡[20]。研究發(fā)現，通過脂質體包裹氯膦酸二鈉(Cl2MDP)剔除大鼠肝臟枯否細胞可以減輕肝臟炎癥[4]。通過RNA干擾技術、藥物抑制或基因敲除CCL2(亦稱單核細胞趨化蛋白1，MCP-1)[24]，或抑制趨化因子受體CCR2/CCR9等，減少血管生成，可減輕肝纖維化[19]。采用選擇性γ分泌酶抑制劑Avagacestat阻斷Notch信號通路后，可以阻斷M1型巨噬細胞極化，并上調M2型巨噬細胞表達，減少HSCs活化[25]。

綜上所述，肝巨噬細胞與肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展密切相關，且不同表型的肝巨噬細胞(M1、M2型)在肝纖維化中的作用不同。研究不同類型肝巨噬細胞的功能和作用可為治療肝纖維化提供潛在靶點。限制肝巨噬細胞向M1型轉化，促使巨噬細胞向M2型活化，使活化的M1型巨噬細胞凋亡，維持M1/M2型巨噬細胞平衡均為肝纖維化治療的新方向。

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國家自然科學基金資助項目(81260082)。

朱萱(E-mail： jyyfyzx@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.40.033

R575.2

A

1002-266X(2017)40-0097-03

2017-02-15)