巨噬细胞在肝纤维化进展和消退中的作用

郭悦承 蔡晓波 陆伦根

肝纤维化是在各种致病因子作用下肝脏的修复、愈合反应，表现为胶原沉积过量和分布异常。作为慢性肝损伤发病机制的核心，肝脏巨噬细胞在肝纤维化发生、发展中的作用已成为肝病研究的焦点。肝脏巨噬细胞是一类具有异质性的免疫细胞群，主要包含肝脏固有巨噬细胞（库普弗细胞）和单核细胞来源的巨噬细胞。库普弗细胞可极化为M1 或M2 表型，前者可促进肝脏炎性反应，而后者则可抑制炎性反应并加快组织修复；循环单核细胞来源的巨噬细胞通常依据差异表达的Ly-6C进行亚群分类，Ly-6Chi巨噬细胞可促进炎性反应，而Ly-6Clo巨噬细胞则可在肝损伤机体中发挥抗炎作用[1]。

肝脏巨噬细胞在肝纤维化进展和消退方面发挥着双重作用。在肝纤维化起始和进展阶段，巨噬细胞被活化并上调转化生长因子-β（TGF-β）、炎性因子及趋化因子的表达，从而激活肝星状细胞（HSC），促进了肝脏的炎性反应和纤维化[2-3]。然而，在各种外源性刺激下，肝脏巨噬细胞也可通过降解细胞外基质（ECM）和释放抗炎因子抑制肝脏炎性反应和纤维化的进展[4]。本文就巨噬细胞参与肝纤维化进展和消退的可能机制作一综述。

1 巨噬细胞促进肝纤维化进展的机制

1.1 通过TGF-β 和炎性因子促进肝纤维化

TGF-β 对于库普弗细胞的产生是必不可少的。近年来的研究发现，应用Cre 重组酶技术和白喉毒素消融小鼠的库普弗细胞可诱导单核细胞快速募集和分化，募集的单核细胞染色质逐步呈现显著的库普弗细胞组蛋白修饰模式；而在肝窦区域，肝 窦 内 皮 细 胞（LSEC）可 通 过TGF-β/Smad4 和Notch/DLL4 信号通路促进巨噬细胞前体细胞的增殖和分化，从而诱导库普弗细胞的生成[5]。

TGF-β 和炎性因子的相互作用促进了HSC 的激活。有研究发现，肝内骨髓来源的单核细胞衍生的巨噬细胞可促进巨噬细胞极化为M1 型，产生一氧化氮合酶（iNOS）和炎性因子如IL-1β、TNF-α 等。这些巨噬细胞还可在体外以TGF-β 依赖性方式直接激活HSC，从而促进胶原沉积[2]。TNF-α 可参与小鼠肝脏胶原的合成，敲除TNF 受体可抑制NFκB、信号转导与转录激活因子3（STAT3）等转录因子的转录活性，并可缓解四氯化碳（CCl4）诱导的小鼠肝纤维化[6]。此外，在IL-17 的刺激下，库普弗细胞会产生IL-6、IL-1、TNF-α 及TGF-β，并可激活HSC中NF-κB p65的核转位和STAT3的磷酸化，从而促进肝脏的胶原生成和纤维化；在胆管结扎（BDL）小鼠模型中，敲除小鼠库普弗细胞的IL-17受体可减轻肝细胞损伤并减少肝脏的胶原沉积[7]。

Toll 样 受 体（TLR）在TGF-β 和 炎 性 因 子 的促进肝纤维化机制中也发挥着重要作用。静止的HSC 表 达 高 水 平 的BAMBI（TGF-β 假 受 体），可抑制 TGF-β 的受体信号转导。在脂多糖（LPS）和TNF-α 的诱导下，TLR4 被激活后可通过髓样分化因子 88（MyD88）/NF-κB 信号通路促进库普弗细胞的趋化作用，并可减少HSC 中的BAMBI 数量，从而增强TGF-β 诱导HSC 活化的能力[8-9]。后续研究发现，TLR4 和TNF-α 介导BAMBI 数量减少的机制是，在LPS 和TNF-α 诱导下， NF-κB p50 同源二聚体与HDAC1 发生相互作用，从而抑制了BAMBI 启动子区域的转录活性[9]。此外，TLR9 和IL-1β 可通过MyD88 协同促进肝脏脂肪沉积和纤维化，敲除小鼠的TLR9 可显著抑制库普弗细胞分泌IL-1β，并可抑制HSC 的活化；而敲除IL-1β 也可减轻小鼠的肝脂肪变性、肝损伤和肝纤维化[10]。

1.2 趋化因子通过巨噬细胞促进炎性细胞募集

趋化因子是一类参与调控细胞定向迁移的因子，其受体主要表达于炎性细胞表面。在肝纤维化进程中，肝损伤会触发巨噬细胞向肝脏募集。单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）主要由单核巨噬细胞分泌。趋化因子受体2（CCR2）是MCP-1 的受体，在库普弗细胞和HSC 中均有表达。库普弗细胞中的CCR2 对于库普弗细胞浸润和肝脏早期炎性反应的激活至关重要。HSC 中的CCR2 在肝纤维化进展中扮演了重要角色，其可促进蛋白激酶B（Akt）和细胞外信号调节蛋白激酶（ERK）的磷酸化，以及还原型辅酶Ⅱ（NADPH）氧化酶依赖性活性氧（ROS） 的产生，从而增强HSC 的趋化性及纤维化相关基因（ACTA2、COL1A1、TIMP1）的表达[11]。敲除CCR2 可显著缓解CCl4和BDL 小鼠模型诱导的肝纤维化[11-12]。MCP-1 可促进单核细胞衍生的巨噬细胞募集到肝脏，而应用MCP-1 抑制剂可显著缓解CCl4和蛋氨酸胆碱缺乏（MCD）模型小鼠的肝脂肪变性，并可抑制炎性因子[TNF-α、干扰素-γ（IFN-γ）、IL-6]的产生和巨噬细胞的浸润[13]。此外，趋化因子CXCL6 也可通过激活库普弗细胞的CXCR（1/2）/EGFR 通路来诱导其分泌TGF-β，进而加强HSC 中Smad3 与BRD4 的相互作用并增强BRD4 和C-myc 的转录活性，从而促进小鼠的慢性肝损伤和肝纤维化[14]。

直接靶向趋化因子对肝纤维化的治疗效果并不明显。有研究发现，MCP-1 抑制剂并不能逆转CCl4诱导的模型小鼠的晚期肝纤维化[11]。有研究显示，CCl4诱导的肝纤维化与血管生成密切相关，肝脏巨噬细胞iMΦ 亚群可通过MCP-1 显著促进肝纤维化小鼠门静脉区的发芽式血管新生。然而，门静脉高压可能是由与肝纤维化进展相关的肝脏胶原沉积和硬度增高所致，而不是由与肝纤维化相关的病理性血管新生所致。因此，直接靶向抑制MCP-1 虽可抑制与肝纤维化相关的病理性血管生成，但并不能抑制肝纤维化进展[15]。

1.3 巨噬细胞自噬减少诱发肝细胞损伤

慢性肝损伤常伴随着肝脏巨噬细胞自噬减少。有研究表明，肝脏慢性炎性反应和脂肪沉积可导致肝脏巨噬细胞的自噬受损，从而促进巨噬细胞的M1 型极化和炎性因子的分泌，并可诱导肝细胞凋亡[16]。

巨噬细胞的自噬在不同病因诱导的慢性肝损伤中均起着抗炎、抗纤维化的作用。在LPS 的刺激下，库普弗细胞自噬缺陷的小鼠（Atg5fl/flLysMCre＋/-）更易分泌炎性因子IL-1 和生成ROS；在CCl4干预下，Atg5fl/flLysMCre＋/-小鼠肝脏炎性细胞募集增多，肝细胞凋亡增多，并伴随着肝脏胶原生成增多，纤维化加重[17]。此外，在乙醇的干预下，抑制巨噬细胞的自噬也可通过激活炎性小体来加重肝细胞损伤[18]。另一项研究也发现，Atg5fl/flLysMCre＋/-小鼠更易在外源性毒素诱导下分泌IL-1β 并发生肝细胞焦亡，这一过程是由炎性小体介导的，在自噬被抑制时，炎性小体被激活，天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-1（Caspase-1）裂解IL-1β 前体（pro-IL-1β）增多，进而导致IL-1β 水平升高[19]。

1.4 巨噬细胞参与肝纤维化向肝细胞癌的进展

MCP-1 介导了肝纤维化向肝细胞癌（HCC）的进展。与正常肝细胞系相比，HCC 细胞系中MCP-1 蛋白的表达水平显著升高，而敲除CCR2 或用CCR2 拮抗剂不仅可显著抑制肝损伤时单核细胞的募集并减少肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的浸润，还可激活抗肿瘤的CD8＋T 细胞应答，逆转肿瘤微环境下极化巨噬细胞对淋巴细胞的免疫抑制，从而抑制HCC 的生长和复发[20]。研究发现，应用MCP-1 拮抗剂干预二乙基亚硝胺（DEN）与CCl4联合诱导的肝纤维化-HCC 小鼠模型，可显著抑制TAM 浸润及病理性血管生成，并可抑制胶原沉积及缩小肿瘤体积[21]。

TGF-β 和炎性因子也是巨噬细胞促进HCC 发生的重要途径。有研究发现，应用HCC 条件培养基或TGF-β 干预均可促进巨噬细胞的极化，这一过程是由巨噬细胞上高表达的免疫检查点——T 细胞免疫球蛋白黏蛋白-3（TIM-3）介导的。TIM-3可抑制T 细胞免疫，通过激活NF-κB 信号通路上调IL-6 的表达，从而促进肿瘤生长[22]。在乙醇与DEN 联合诱导的HCC 小鼠模型中，敲除IL-17 受体可抑制肝脏巨噬细胞的活化及HCC 的发生；敲除IL-17 受体还可通过促进肝细胞中的TNF 受体1（TNFR1）的胞吐作用来减少TNFR1 的数量，从而抑制肝细胞中Caspase-2/SP1/SREBP(1/2)/DHCR7 信号通路的转导，减少肝脏胆固醇和脂肪酸的生成和累积[23]。

2 巨噬细胞参与了肝纤维化的消退

巨噬细胞在肝纤维化的进展期和消退期呈现不同的表型。在肝损伤期间，极化的巨噬细胞可分泌TNF-α、IL-10 和TGF-β 等促纤维化因子[24]。而在肝纤维化消退期，肝脏中Ly-6Clo巨噬细胞亚群含量较为丰富，其分泌趋化因子和炎性因子显著减少，并可分泌多种基质金属蛋白酶 (MMP）、生长因子和抗纤维化因子（如MMP9、MMP2、胰岛素样生长因子、CD74 等）[25]。MMP 可由多种细胞分泌，参与降解ECM 中的多种蛋白成分。

有趣的是，此类具有修复功能的Ly-6Clo巨噬细胞是由具有促进肝纤维化作用的Ly-6Chi单核细胞转化而来。研究显示，Ly-6Clo巨噬细胞在体外可吞噬细胞的凋亡碎片，并可通过激活ERK/p38信号通路诱导ECM 降解；在CCl4诱导的模型小鼠中，应用脂质体靶向巨噬细胞可诱导其表型发生改变，增加修复性巨噬细胞的数量并激活其吞噬功能，从而加速肝纤维化消退[25]。虽然巨噬细胞耗竭有助于抑制HSC 的活化并可减少胶原蛋白和弹性蛋白的生成，但巨噬细胞耗竭也会导致ECM降解失败[24]。

CCR2 也参与了肝纤维化的消退过程。敲除CCR2 的小鼠的肝纤维化消退速度显著慢于野生型小鼠，并且伴随着CD11c＋的增加[12]。由于CD11c＋既可作为树突状细胞的标志物，也可作为巨噬细胞的标志物，因此CCR2 相关的肝纤维化消退过程是否由巨噬细胞介导尚未明确。

3 小结

肝脏巨噬细胞在肝纤维化过程中起着双重作用。在纤维化进展过程中，肝脏巨噬细胞可通过TGF-β、TLR、炎性因子和趋化因子等多种途径加重肝脏炎性反应并激活HSC。而在纤维化消退过程中，肝脏巨噬细胞分泌的MMP 可促进胶原蛋白降解。

由于肝脏巨噬细胞在肝纤维化中起着双重作用，故其具有成为抗纤维化靶点的潜力。然而，开发针对肝脏巨噬细胞的新疗法面临严峻的挑战。有研究发现，人外周血中CD14+CD16+单核细胞具有较强的吞噬功能，与小鼠的修复性Ly-6Clo巨噬细胞相似[25-26]。然而，这类巨噬细胞可释放较多的炎性因子（如IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α）和趋化因子（MCP-1、CCL1、CCL5）[27]。目前关于不同的巨噬细胞亚群功能的研究多为动物实验，今后这方面的临床研究数据有待补充。