肝竇內皮細胞是腸-肝免疫軸的協調器

李晶 劉秀萍 徐延勇

肝臟是碳水化合物、脂質和蛋白質的中心代謝器官，主要由肝細胞、內皮細胞、庫普弗細胞及星形細胞等組成。肝臟內皮細胞作為肝臟中比例最高的非實質細胞，在小鼠和人體肝臟中均具有高度異質性，主要排列分布在肝竇上，又稱肝竇內皮細胞(LSECs)。LSECs主要通過毛細血管化、內吞及清道夫功能、自噬、旁分泌效應、機械轉導和抗炎等功能參與調控肝臟生理與病理過程，是近年來肝臟相關性疾病機制研究的熱點[1-2]。

目前研究認為， LSECs可通過控制血液中代謝終產物清除、免疫調節等生理過程，參與肝臟再生、肝細胞脂肪性變、肝纖維化等重要的生理-病理生理過程。更重要的是，LSECs 在肝-腸軸相關疾病發生、發展進程中，尤其是自身免疫性疾病如潰瘍性結腸炎，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成功繪制了肝內白細胞分布，并通過靶向干預關鍵信號通路和特定細胞類型RNA，在分子、細胞及小鼠模型整體水平揭示其功能機制，并證實其與細菌和瘧疾感染相關，探討了血液免疫細胞經腸道-門靜脈流入肝臟，并在肝內形成保護性免疫的可能性。研究發現LSECs可通過感知細菌，激活髓樣分化因子88(MyD88)信號通路，影響庫普弗細胞和淋巴細胞的局部定位，調節細胞外基質沉積和趨化因子表達，進而參與招募和維持門靜脈周圍區域白細胞定植過程。與肝內免疫細胞的隨機分布相比，這種共生菌相關的免疫分區可以更有效抗感染。該發現為肝臟調節感染和免疫局部反應提供了重要的理論與實驗依據。

肝內免疫細胞分布呈區域性，門靜脈周圍尤為重要。既往研究表明，免疫細胞可通過趨化因子梯度募集并定植在門靜脈周圍區域[5, 8]。如門靜脈束內存在大量白細胞、庫普弗細胞、淋巴細胞和樹突狀細胞。駐留免疫細胞集中在門靜脈周圍，不受發育調控，而是由共生細菌在LSECs中誘導持續myd88依賴性信號傳導引起。門靜脈周圍的庫普弗細胞分布也與細菌產物通過門靜脈血進入肝臟的水平相一致，從而對腸道內未被檢測到的病原體提供相應的免疫保護。LSECs在門靜脈周圍分布密集，最大限度地暴露并結合門靜脈血中的抗原成分，通過表達一系列清道夫和Toll樣受體(TLR)，對細菌和微生物產物作出快速反應，進而直接或通過分泌炎癥介質和調節細胞外基質等途徑清除細菌和微生物產物。

LSECs在炎性肝病發生、發展進程中發揮重要作用。如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，NASH的肝臟內皮細胞表現出與抗原呈遞和趨化因子合成釋放相關的基因表達量增加，而與血管發育和體內穩態有關的基因顯著下調[9]。門靜脈束內或周圍區域，趨化因子可通過結合趨化因子(C-X-C基序)受體3(CXCR3)調控該區域白細胞募集和定位。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胞和淋巴細胞的分區定位中起關鍵作用[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胞外基質中糖胺聚糖(GAG)表達變化影響。如透明質酸和硫酸乙酰肝素等表達可以增加陽離子趨化因子(包括CXCL9)的結合能力。趨化因子與細胞外基質的結合能力在其募集淋巴細胞過程中起至關重要的作用[10]。這種結合可將趨化因子遞呈給局部白細胞，建立梯度并引導細胞遷移，亦可防止趨化因子的擴散和降解。據此，調節細胞外基質含量的相關酶類，以改變趨化因子水平，對局部免疫的形成起關鍵作用。由于趨化因子梯度可驅動炎癥和纖維化，因此，它們亦是破壞趨化因子梯度的潛在靶點。調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包括：(1)靶向調控細胞外糖蛋白結構的酶；(2)阻斷趨化因子-GAG結合的微生物產物；(3)合成與GAG強結合但與GPCR弱結合的趨化因子模擬物；(4)改變GAG與靶向趨化因子的結合能力等。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。研究者還進一步證實區域性功能結構可分別通過庫普弗細胞和分化簇8 T細胞依賴機制，預防李斯特菌和瘧疾的系統性感染。這種區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，防止損傷擴散到腺泡區和中央靜脈周圍代謝關鍵的肝臟細胞。區域性屏障的病理損傷則可能導致免疫細胞分布的改變，解釋了肝臟炎癥的一些組織學特征，如面間和小葉性肝炎以及靜脈周圍炎癥等[2, 8]。

此外，肝病進程中往往伴隨微生物組及免疫調控的改變。腸道菌群改變與多種免疫介導的炎性肝病密切相關，這其中包括酒精性脂肪性肝炎、NASH、原發性硬化性膽管炎和肝癌等[2, 11]。如增加含TLR-4激動劑的微生物產物暴露，是導致MyD88信號通路失調、誘發病理性肝臟炎癥的關鍵因素，但這些通路如何驅動疾病進程還需進一步闡明。理解肝臟保護性區域免疫損傷是否會觸發或加劇疾病進程對探討肝臟疾病機制至關重要，并可能提供潛在的治療策略。如肝內髓細胞和淋巴細胞在門靜脈束周圍富集，該免疫分帶限制了門靜脈周圍區域的炎癥反應，助于理解炎癥損傷在肝臟疾病中的分布，有利于探尋導致持續性肝臟炎癥和纖維化的驅動因素，靶向肝臟炎性疾病。提示在某些肝臟疾病中，微生物種群失調可能是驅動因素之一，微生物組的變化可能是致病性觸發因素，而非肝臟疾病的結果。肝竇內皮細胞在感知共生菌、發揮抗原呈遞功能，誘導免疫細胞遷移定植，形成肝臟區域免疫保護區的關鍵橋梁作用。靶向干預研究肝竇內皮細胞是目前的研究熱點，也可能是干預炎性肝病進程的重要策略。

總之，作為肝常駐抗原提呈細胞，LSECs可攝取門靜脈血中的抗原物質，參與肝臟，乃至全身的特異性免疫調節。LSECs在免疫細胞招募定植中，將各種免疫趨化細胞置于腸-肝免疫軸的中心，是肝區域免疫保護形成的關鍵。LSECs缺乏特異性免疫表型，成為其研究的重大挑戰，但解析LSECs功能，利于闡明肝臟免疫網絡及其在炎性肝臟疾病進程中的作用，是未來肝臟疾病研究的重點之一。