肝巨噬細胞與慢性肝臟疾病的研究進展

林云霞，何曉彬

肝臟是多功能器官,在機體的代謝、生物合成、分泌及解毒等方面處于核心地位。在不同的微環境中，如炎癥、腫瘤、感染，巨噬細胞表現出多樣性表型它可以跨越從抗炎到促炎癥表型的光譜。在不同細胞因子作用下極化成M1 型巨噬細胞和M2 型巨噬細胞。M1 型巨噬細胞又稱經典活化巨噬細胞(CAMs)，M2 型巨噬細胞又稱替代活化巨噬細胞 (AAMs)。通常CAMs在清除病原體、促進炎癥反應并引起肝臟損傷、殺腫瘤方面起作用。而AAMs在吞噬寄生蟲、抑制炎癥和肝臟損傷修復、促進腫瘤生成中起作用。本文主要了解肝巨噬細胞在慢性肝臟疾病中的發生發展，為認識及治療肝病開辟新的視野。

1肝巨噬細胞極化通路

巨噬細胞極化是調節炎癥反應的重要機制。相關研究表明，參與巨噬細胞極化存在以下三種信號通路：

1.1JAK/STAT信號通路JAK/STAT信號通路與各種細胞因子誘導的各種生物應答有關，并受各種內外環境的刺激因素調節，從而影響巨噬細胞的極化[1]。研究者[2]提出干擾素-γ(IFN-γ)能通過誘導JAK-STAT1途徑誘導巨噬細胞向M1極化，而IFN-α/β與IFN-γ有完全不同的作用，它能抑制STAT1 磷酸化，抑制M1極化。Fang等[3]提出轉錄因子EB(TFEB)能調節巨噬細胞腫瘤微環境中的極化，減少了MHC-II和共刺激分子CD80的表達，TFEB下調通過增強STAT3激活導致巨噬細胞M2極化。同樣IL-4、EPO、鞘氨醇1-磷酸等物質可通過JAK/STAT6通路向M2細胞極化[4-5]。

1.2PI3K/Akt信號通路 研究表明Akt1和Akt2分別作用于M2和M1極化。Ren等[6]提出睪酮在Akt磷酸化中起雙重作用，它抑制Akt2并增強Akt1磷酸化，它通過G蛋白偶聯受體和Akt信號傳導途徑誘導巨噬細胞向M2極化。此外，細菌、LPS、DSS分別誘導的感染、內毒素性休克、結腸炎均可激活PI3K，分別調節Akt1與Akt2的活化[7]。

1.3JNK信號通路JNK信號通路屬于絲裂原激活蛋白激酶(MAPKs)超家族。MAPKs是細胞活動的關鍵調節劑，它有利于炎癥的發生[8]。有研究[9]表明在胰島素抵抗的發病機制中，miR-27a是通過JNK/NF-κB通路調節巨噬細胞極化，促進M1巨噬細胞極化。另外有研究證實犬尾桿菌可以通過上調JNK的活性來促進M2極化表型[10]。

2肝巨噬細胞與非酒精性脂肪肝病

非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是胰島素抵抗和慢性系統性炎癥，它是最常見的慢性肝臟疾病。從簡單脂肪變性開始，可進展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，肝硬化和肝癌[11]。炎癥巨噬細胞可以通過幾種機制促進NAFLD的疾病進展，包括影響肝細胞脂肪變性，吸引炎癥淋巴細胞，刺激血管生成或促進肝纖維化[12-13]。

盡管肝巨噬細胞在肝細胞損傷后被激活，但它們也作用于肝細胞并直接影響疾病進展。在NAFLD的發病中，已經證明在CAMs的信號傳導中，微小RNAmiR-155與小鼠脂肪性肝炎有關，它能誘導參與脂質代謝的基因表達，M1巨噬細胞也可直接促成肝脂肪變性[14]。He等[15]提出異丙內酯能通過抑制LPS誘導的CAMs激活的NF-κB通路。類似地，由炎性介質激活JNK-AP-1信號傳導導致JNK的磷酸化和活化，最終刺激炎癥靶基因的轉錄,促進NAFLD。而甲基苯丙胺(一種強力上癮的精神興奮藥)通過促進CAMs的極化和炎癥反應導致脂肪變性[16]。最近Johnson等人[17]提出炎癥小體(NLRP3)在NAFLD發病機制中扮演重要中的角色，脂肪酸代謝能通過NLRP3炎癥小體在肝巨噬細胞的極化發揮重要作用。總之，炎癥相關信號可以促進CAMs釋放炎性因子，從而增加脂質代謝及胰島素抵抗。

此外,2型免疫在炎癥和脂肪代謝的發病機理中起著至關重要的作用[18]。細胞因子如IL-33和IL-25通過Th2細胞間接誘導AAMs。IL-33參與多種肝臟疾病的發生過程，包括病毒性肝炎、肝臟纖維化、脂肪肝、肝癌，與ST2L(IL-33受體的亞基)結合，誘導下游IL-4/IL-13啟動2型免疫[19]。同時有文章指出IL-33抑制小鼠結腸炎和通過增強AAMs極化來促進糖尿病小鼠的傷口愈合[20]。Song等[21]也發現IL-25與肥胖和脂質代謝相關，可將巨噬細胞分化為M2表型，釋放游離脂肪酸，從而促進脂肪動員，減輕肝臟脂質積累及NAFLD患者的體重。

3肝巨噬細胞與肝纖維化

肝纖維化的特征在于活化的肌成纖維細胞的損傷和細胞外基質(ECM)的沉積，最終導致瘢痕形成和器官衰竭。纖維化的病理生理主要是慢性肝損傷，包括慢性酒精消耗，化學誘導的肝細胞損傷和病毒感染。在慢性肝損傷中，肝纖維化被認為是一個動態及可逆的過程,包括以下兩個：⑴ECM降解及纖維化瘢痕的恢復；⑵肝祖細胞活化的肝細胞群的再生。

肝巨噬細胞在慢性肝損傷中起重要作用，它是肝纖維化發病的中心環節[22]。然而，巨噬細胞具有基因和功能異質性。M0和M1骨髓源性巨噬細胞(BMDM)均顯著改善肝纖維化，調節微環境。M2巨噬細胞對肝纖維化無效[23]。M1表型的特征是表達促炎細胞因子、腫瘤壞死因子、基質金屬蛋白酶，致使抗纖維化活性。相比之下，M2巨噬細胞表達高水平的抗炎細胞因子，促進組織重塑。

目前，有幾種可能的方法可將巨噬細胞的關鍵功能運用于抗纖維化治療中。例如，通過使用目標納米粒子來調節巨噬細胞的極化或功能。有文章顯示[24]，在肝纖維化模型小鼠中，脂質體遞送的納米粒子能顯示出一些抗纖維化功效，但是該方法運用于臨床之前仍需優化靶向特異性。另一種方法是抗炎巨噬細胞的過繼轉移抑制纖維化小鼠模型。此外，Ewelina等[25]研究發現血管內皮生長因子(VEGF)能重塑竇狀脈管系統，消除了小鼠肝纖維化。骨髓細胞中失活的缺氧誘導因子(HIF)可使VEGF表達增加，加速基質降解并降低了CCl4攻擊后的肌成纖維細胞數。因此，在巨噬細胞中促進HIF-VEGF信號軸代表了治療肝纖維化的有希望的治療途徑。

4肝巨噬細胞與肝細胞癌

肝細胞癌是全球癌癥死亡的主要原因之一。許多癌癥(包括HCC)是從慢性炎癥部位的出現。炎癥能促進腫瘤生長和發展[26]。腫瘤微環境主要由炎癥細胞形成，有利于腫瘤的生長和發展，它包含多種浸潤性免疫細胞，包括成纖維細胞，脂肪細胞，內皮細胞，平滑肌細胞和影響腫瘤進展的炎性細胞[27]。其中，腫瘤相關巨噬細胞激活與腫瘤的進展密切相關。它在腫瘤進展中發揮雙重作用：M1樣巨噬細胞發揮抗腫瘤作用，M2樣巨噬細胞促進腫瘤的進展。

已經提出TAMs通過幾種機制促進腫瘤的進展，包括抑制免疫激活，促進細胞外基質重塑，促進血管和腫瘤生長以及增強腫瘤細胞的侵襲和轉移[28]。關于HCC，有學者指出TAMs通過“骨髓”促進腫瘤生長和轉移形成來源抑制細胞(MDSC)，從而抑制T細胞應答并提供細胞因子和生長因子，促進腫瘤細胞增殖。同時，我們發現TAMs分泌IL-8，增加細胞存活和轉移能力。進一步研究表明IL-8增加miR-17簇的表達，包括miR-18a和miR-19a。它可以促進HCC轉移和細胞生長，并與HCC患者的轉移和長期存活能力相關[29]。此外，血管緊張素II亞型受體1a(AT1a)也參與HCC轉移，它的形成與轉移區膠原沉積相關，依賴于AT1a信號傳導。

TAMs分泌各種細胞因子和趨化因子，如IL-1β，IL-6，集落刺激因子-1(CSF-1)以及作為趨化因子配體18(CCL18)，VEGF，轉化生長因子-β(TGF-β)和促血管生成生長因子，其促進腫瘤生長[30]。已經證明在HCC中TGF-β誘導的上皮-間質轉化(EMT)對于癌細胞傳播至關重要[31]。而來自AAMs的CCL18促進HCC進展，因此，靶向CCL18可能為臨床治療HCC提供有益的效果。研究證明CSF-1及其受體CSF-1R也調節巨噬細胞的分化和功能，促進腫瘤的生長[32]。令人驚訝的是，巨噬細胞也參與腫瘤監測。在沒有慢性肝損傷的情況下，致癌基因誘導的衰老肝細胞分泌CCL2，其吸引單核細胞衍生的巨噬細胞。CCR2巨噬細胞與T細胞共同清除衰老肝細胞，從而防止HCC發展[33]。

研究證明，TAMs是癌癥免疫治療的靶點。目前，將治療藥物遞送到促腫瘤的M2樣TAMs中是有挑戰性的。而將TAMs作為抗癌藥物的載體運用于癌癥治療是最有前途的策略之一。據報道，巨噬細胞可以內化金納米殼，并將其遞送到腫瘤的低氧區，誘導巨噬細胞周圍的癌細胞死亡[34]。Yuan等[35]開發了M2型TAMs雙靶向納米顆粒(M2NPs)，其結構和功能受到與M2pep(M2巨噬細胞結合肽)連接的α-肽的控制，通過在M2NPs上加載抗刺激因子-1受體(抗CSF-1R)小干擾RNA(siRNA)來特異性阻斷M2樣TAMs的生存信號。同時,研究證明小分子治療劑可以成為癌癥免疫治療的有力工具。化合物9#，一種新的JAK2抑制劑，可以抑制巨噬細胞中的JAK2-STAT3信號傳導，并將巨噬細胞引導至促炎癥(M1樣)表型，還能有效增加CD4 +和CD8 +T淋巴細胞和抗腫瘤活性，從而有效抑制腫瘤生長。

5小 結

過去幾十年的深入研究徹底改變了我們對肝巨噬細胞的看法,它是肝臟結構的“關鍵”。肝巨噬細胞在諸多方面與肝臟疾病有著緊密的聯系。因此，肝巨噬細胞具有維持人體體內平衡和識別損傷的核心作用。隨著科學的進步和研究的深入，人們對肝巨噬細胞的理解與認識將會更明白，以至于我們能尋找更有效的疾病治療靶點及治療藥物，采取更好的治療方法阻止肝臟病變，改善患者的癥狀及增加生存時間。