肝竇內(nèi)皮細(xì)胞是腸-肝免疫軸的協(xié)調(diào)器

李晶 劉秀萍 徐延勇

肝臟是碳水化合物、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的中心代謝器官，主要由肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、庫普弗細(xì)胞及星形細(xì)胞等組成。肝臟內(nèi)皮細(xì)胞作為肝臟中比例最高的非實(shí)質(zhì)細(xì)胞，在小鼠和人體肝臟中均具有高度異質(zhì)性，主要排列分布在肝竇上，又稱肝竇內(nèi)皮細(xì)胞(LSECs)。LSECs主要通過毛細(xì)血管化、內(nèi)吞及清道夫功能、自噬、旁分泌效應(yīng)、機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)和抗炎等功能參與調(diào)控肝臟生理與病理過程，是近年來肝臟相關(guān)性疾病機(jī)制研究的熱點(diǎn)[1-2]。

目前研究認(rèn)為， LSECs可通過控制血液中代謝終產(chǎn)物清除、免疫調(diào)節(jié)等生理過程，參與肝臟再生、肝細(xì)胞脂肪性變、肝纖維化等重要的生理-病理生理過程。更重要的是，LSECs 在肝-腸軸相關(guān)疾病發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程中，尤其是自身免疫性疾病如潰瘍性結(jié)腸炎，也具有極其重要的病理生理意義[3-7]。Gola等[6]利用共聚焦成像技術(shù)成功繪制了肝內(nèi)白細(xì)胞分布，并通過靶向干預(yù)關(guān)鍵信號通路和特定細(xì)胞類型RNA，在分子、細(xì)胞及小鼠模型整體水平揭示其功能機(jī)制，并證實(shí)其與細(xì)菌和瘧疾感染相關(guān)，探討了血液免疫細(xì)胞經(jīng)腸道-門靜脈流入肝臟，并在肝內(nèi)形成保護(hù)性免疫的可能性。研究發(fā)現(xiàn)LSECs可通過感知細(xì)菌，激活髓樣分化因子88(MyD88)信號通路，影響庫普弗細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的局部定位，調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)沉積和趨化因子表達(dá)，進(jìn)而參與招募和維持門靜脈周圍區(qū)域白細(xì)胞定植過程。與肝內(nèi)免疫細(xì)胞的隨機(jī)分布相比，這種共生菌相關(guān)的免疫分區(qū)可以更有效抗感染。該發(fā)現(xiàn)為肝臟調(diào)節(jié)感染和免疫局部反應(yīng)提供了重要的理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

肝內(nèi)免疫細(xì)胞分布呈區(qū)域性，門靜脈周圍尤為重要。既往研究表明，免疫細(xì)胞可通過趨化因子梯度募集并定植在門靜脈周圍區(qū)域[5, 8]。如門靜脈束內(nèi)存在大量白細(xì)胞、庫普弗細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞。駐留免疫細(xì)胞集中在門靜脈周圍，不受發(fā)育調(diào)控，而是由共生細(xì)菌在LSECs中誘導(dǎo)持續(xù)myd88依賴性信號傳導(dǎo)引起。門靜脈周圍的庫普弗細(xì)胞分布也與細(xì)菌產(chǎn)物通過門靜脈血進(jìn)入肝臟的水平相一致，從而對腸道內(nèi)未被檢測到的病原體提供相應(yīng)的免疫保護(hù)。LSECs在門靜脈周圍分布密集，最大限度地暴露并結(jié)合門靜脈血中的抗原成分，通過表達(dá)一系列清道夫和Toll樣受體(TLR)，對細(xì)菌和微生物產(chǎn)物作出快速反應(yīng)，進(jìn)而直接或通過分泌炎癥介質(zhì)和調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)等途徑清除細(xì)菌和微生物產(chǎn)物。

LSECs在炎性肝病發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，NASH的肝臟內(nèi)皮細(xì)胞表現(xiàn)出與抗原呈遞和趨化因子合成釋放相關(guān)的基因表達(dá)量增加，而與血管發(fā)育和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)有關(guān)的基因顯著下調(diào)[9]。門靜脈束內(nèi)或周圍區(qū)域，趨化因子可通過結(jié)合趨化因子(C-X-C基序)受體3(CXCR3)調(diào)控該區(qū)域白細(xì)胞募集和定位。如CXCR3的配體，趨化因子(C-X-C基序)配體9(CXCL9)在門靜脈周圍庫普弗細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的分區(qū)定位中起關(guān)鍵作用[4]。值得注意的是，趨化因子分泌量增加并非形成門靜脈周圍區(qū)域趨化因子梯度的決定性因素。趨化因子梯度的形成主要受細(xì)胞外基質(zhì)中糖胺聚糖(GAG)表達(dá)變化影響。如透明質(zhì)酸和硫酸乙酰肝素等表達(dá)可以增加陽離子趨化因子(包括CXCL9)的結(jié)合能力。趨化因子與細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)合能力在其募集淋巴細(xì)胞過程中起至關(guān)重要的作用[10]。這種結(jié)合可將趨化因子遞呈給局部白細(xì)胞，建立梯度并引導(dǎo)細(xì)胞遷移，亦可防止趨化因子的擴(kuò)散和降解。據(jù)此，調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)含量的相關(guān)酶類，以改變趨化因子水平，對局部免疫的形成起關(guān)鍵作用。由于趨化因子梯度可驅(qū)動炎癥和纖維化，因此，它們亦是破壞趨化因子梯度的潛在靶點(diǎn)。調(diào)控趨化因子水平治療可能比抑制其分泌或阻斷同源G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)的藥物治療具有更好的選擇性和有效性。替代療法的藥物研發(fā)包括：(1)靶向調(diào)控細(xì)胞外糖蛋白結(jié)構(gòu)的酶；(2)阻斷趨化因子-GAG結(jié)合的微生物產(chǎn)物；(3)合成與GAG強(qiáng)結(jié)合但與GPCR弱結(jié)合的趨化因子模擬物；(4)改變GAG與靶向趨化因子的結(jié)合能力等。取代糖萼的趨化因子、破壞趨化因子梯度、改變肝臟局部病理生理過程。研究者還進(jìn)一步證實(shí)區(qū)域性功能結(jié)構(gòu)可分別通過庫普弗細(xì)胞和分化簇8 T細(xì)胞依賴機(jī)制，預(yù)防李斯特菌和瘧疾的系統(tǒng)性感染。這種區(qū)域性屏障不僅可以清除病原體，還可以限制門靜脈周圍的有害炎癥反應(yīng)，防止損傷擴(kuò)散到腺泡區(qū)和中央靜脈周圍代謝關(guān)鍵的肝臟細(xì)胞。區(qū)域性屏障的病理損傷則可能導(dǎo)致免疫細(xì)胞分布的改變，解釋了肝臟炎癥的一些組織學(xué)特征，如面間和小葉性肝炎以及靜脈周圍炎癥等[2, 8]。

此外，肝病進(jìn)程中往往伴隨微生物組及免疫調(diào)控的改變。腸道菌群改變與多種免疫介導(dǎo)的炎性肝病密切相關(guān)，這其中包括酒精性脂肪性肝炎、NASH、原發(fā)性硬化性膽管炎和肝癌等[2, 11]。如增加含TLR-4激動劑的微生物產(chǎn)物暴露，是導(dǎo)致MyD88信號通路失調(diào)、誘發(fā)病理性肝臟炎癥的關(guān)鍵因素，但這些通路如何驅(qū)動疾病進(jìn)程還需進(jìn)一步闡明。理解肝臟保護(hù)性區(qū)域免疫損傷是否會觸發(fā)或加劇疾病進(jìn)程對探討肝臟疾病機(jī)制至關(guān)重要，并可能提供潛在的治療策略。如肝內(nèi)髓細(xì)胞和淋巴細(xì)胞在門靜脈束周圍富集，該免疫分帶限制了門靜脈周圍區(qū)域的炎癥反應(yīng)，助于理解炎癥損傷在肝臟疾病中的分布，有利于探尋導(dǎo)致持續(xù)性肝臟炎癥和纖維化的驅(qū)動因素，靶向肝臟炎性疾病。提示在某些肝臟疾病中，微生物種群失調(diào)可能是驅(qū)動因素之一，微生物組的變化可能是致病性觸發(fā)因素，而非肝臟疾病的結(jié)果。肝竇內(nèi)皮細(xì)胞在感知共生菌、發(fā)揮抗原呈遞功能，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞遷移定植，形成肝臟區(qū)域免疫保護(hù)區(qū)的關(guān)鍵橋梁作用。靶向干預(yù)研究肝竇內(nèi)皮細(xì)胞是目前的研究熱點(diǎn)，也可能是干預(yù)炎性肝病進(jìn)程的重要策略。

總之，作為肝常駐抗原提呈細(xì)胞，LSECs可攝取門靜脈血中的抗原物質(zhì)，參與肝臟，乃至全身的特異性免疫調(diào)節(jié)。LSECs在免疫細(xì)胞招募定植中，將各種免疫趨化細(xì)胞置于腸-肝免疫軸的中心，是肝區(qū)域免疫保護(hù)形成的關(guān)鍵。LSECs缺乏特異性免疫表型，成為其研究的重大挑戰(zhàn)，但解析LSECs功能，利于闡明肝臟免疫網(wǎng)絡(luò)及其在炎性肝臟疾病進(jìn)程中的作用，是未來肝臟疾病研究的重點(diǎn)之一。