巨噬細胞在代謝相關脂肪性肝病中作用機制的研究進展

譚利婷 曾勝瀾 陳瑋鈺 曹楊港 胡錦 隆曉榮 陶然 毛德文

1.廣西中醫藥大學研究生學院，廣西南寧 530000；2.廣西中醫藥大學第一附屬醫院肝病科，廣西南寧 530023

代謝相關脂肪性肝?。╩etabolic associated fatty liver disease，MAFLD），以前稱為非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD），以脂肪沉積在肝內為主要臨床表現，它是一系列肝臟疾病從簡單的脂肪變性到脂肪性肝炎，進展為肝纖維化甚至可能導致肝硬化及肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）[1-2]。MAFLD 正逐漸成為世界范圍內主要的慢性肝病之一，據統計，全球約25%的人患有MAFLD[3]。目前，MAFLD 發病機制尚未完全明確，可能與免疫細胞損傷、肝毒性脂質的積累等多種因素有關[4]。

近年來，在MAFLD 發病機制中，巨噬細胞引起了廣大學者的關注。巨噬細胞是固有免疫細胞，其主要存在于肝臟中，肝內巨噬細胞以Kupffer 細胞（Kupffer cell，KC）為主，占總數的80%～90%[5]。肝巨噬細胞受到病原體相關分子模式（pathogen associated molecular pattern，PAMP）、模式識別受體和損傷相關分子模式（damage associated molecular pattern，DAMP）及游離脂肪酸（free fatty acid，FFA）等刺激，從而激活肝臟炎癥通路，并且肝臟過度的脂質積累會誘導氧化應激，諸多因素促進MAFLD 向不同階段發展[6]。研究表明，巨噬細胞是MAFLD 發生和進展的主要參與者[4]，其可能成為治療MAFLD 的潛在治療靶點。本文就巨噬細胞在MAFLD 中的作用機制研究進行綜述。

1 巨噬細胞

肝臟是人體重要的免疫器官，巨噬細胞在肝臟中的占比最大，其在肝臟免疫穩態和諸多肝病的發展中起重要作用。肝巨噬細胞主要有兩種類型：KC 和單核細胞衍生的巨噬細胞（monocyte-derived macrophage，MoMF）。巨噬細胞具有不同的功能表型，其主要分化為M1 表型和M2 表型，巨噬細胞的功能表型直接參與了MAFLD 的進程。

1.1 巨噬細胞類型

1.1.1 KC KC 來源于胚胎發育早期卵黃囊中產生的紅骨髓祖細胞，其遷移至肝臟并駐留在肝竇中，成為肝臟固有巨噬細胞。KC 主要標志物包括CD68、CD163、F4/80，清道夫受體CD163 是MAFLD 纖維化的獨立預測因子[7-8]。KC 可表達高水平的Toll 樣受體（toll-like receptor，TLR），TLR 是腸道源性PAMP 的第一個識別點，通過肝門靜脈或局部DAMP 到達肝臟[9]。KC 是TLR 依賴性炎癥反應的主要介質，通過高表達TLR 等受體，識別內源性及外源性信號。Wan等[10]研究表明，M1 表型極化可產生腫瘤壞死因子-α（tumor necrosisfactor-α，TNF-α）、白細胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、IL-12 和活性氧（reactive oxygen species，ROS），促進肝臟的炎癥形成。人體內脂質、脂質代謝物和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）等因素會激活KC。KC 一旦被激活，就會增加炎癥細胞因子的表達，加劇肝細胞的壞死性炎癥程度，并改變與纖維化和氧化損傷相關的基因表達，從而促進MAFLD 的進展[11]?？梢?，MAFLD 的發生發展與KC 的激活及其獨特的極化作用密切相關。

1.1.2 MoMF MoMF 來源于骨髓造血干細胞，通過血液循環移植到肝臟。MoMF 主要標志物為CCR2、S100A9，CCR2 在MoMF 中高度表達[8,12]。MoMF 在健康肝臟中占比較少，但其在肝損傷的情況下會迅速招募[13]。募集的單核細胞分化為促炎性巨噬細胞表型，FFA、LPS 分別與巨噬細胞表面的TLR4 結合使巨噬細胞極化，激活核轉錄因子-κB（nuclearfactor-κB，NF-κB）和C-Jun 氨基末端激酶（C-Jun nterminal kinase，C-JNK）炎癥信號通路，誘導促炎細胞因子的分泌，如TNF-α、IL-1β、IL-6 和ROS 等，刺激炎癥細胞向靶器官浸潤從而導致肝組織炎癥損傷，導致持續的炎癥反應[14-16]。單核細胞實質上傾向于促炎性MoMF極化，從循環中遷移并在隨后的激活之前在肝臟中積累[17]。從血液中募集的單核細胞可以填充肝巨噬細胞池，并且能與應激后激活的KC 一起產生多種炎癥因子，在肝臟的炎癥損傷和修復的過程中發揮重要作用。

1.2 巨噬細胞功能表型

巨噬細胞根據不同的微環境信號，顯示不同的功能表型，其被分為經典激活的M1 表型和替代激活的M2 表型巨噬細胞。M1 表型巨噬細胞是促炎細胞，具有高抗原呈遞能力，與炎癥介質的釋放、病原微生物的清除及免疫刺激等相關，其可誘導大量細胞因子的釋放，如TNF、誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、IL-1β 和ROS[18]，同時激活Th1細胞反應。M2 表型巨噬細胞分泌抗炎細胞因子，顯示出抗炎和基質降解活性，例如精氨酸酶1 表達、IL-4和IL-10 分泌及高水平的吞噬作用[19-20]，M2 表型與炎癥的消退、肝膽再生、修復和組織重建等相關。肝臟損傷、腫瘤、缺氧、感染等因素會影響肝臟巨噬細胞M1表型和M2 表型之間的平衡而影響MAFLD 進程。

2 巨噬細胞與MAFLD 的不同階段

2.1 肝脂肪變性

肝脂肪變性主要是由于脂質在體內代謝失衡引起的，肝脂肪變性是MAFLD 極其明顯的病理標志，是一種異質性疾病，包括胰島素抵抗、線粒體功能障礙和過多的脂質積累[21]。M1 表型巨噬細胞響應TLR刺激，TLR 介導的脂肪酸基團識別是炎癥和先天免疫中脂質調節的主要機制。在KC 外基質中，FFA 與TLR 的結合能夠激活C-JNK 和NF-κB 通路[22]。激活的NF-κB 上調黏附分子和單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）的水平，從而招募CD11b+巨噬細胞并促進脂質合成，從而增加激活蛋白1 和促炎細胞因子的轉錄[23]，從而使肝脂肪變性。KC 中積累的過量FFA 會損害線粒體功能，加重脂質的積累。上述表明KC 充當FFA 超載，肝臟中過度累積的FFA 可抑制KC 吞噬活性，促進脂肪變性。

2.2 肝臟炎癥

肝臟脂質代謝發生改變，導致有毒脂質中間體的形成，進而可能導致肝細胞損傷和炎癥。在肝臟中，脂毒物質的積累，尤其是棕櫚酸酯（palmitic，PA），促使MAFLD 的發生和進展。Wang等[24]研究發現，在飲食誘導的脂肪性肝炎小鼠模型中，PA 會損害巨噬細胞的自噬通量。PA 對巨噬細胞的脂毒性在研究中得到證實，即蛋氨酸-膽堿缺乏癥（methionine-choline deficiency，MCD）-飲食模式。研究發現從MCD 飲食喂養的動物中分離出的F4/80 巨噬細胞顯示出核苷酸結合寡聚結構域樣受體蛋白3（NOD-like receptor protein 3，NLRP3）蛋白質水平上調，PA 對巨噬細胞的體外刺激增加了他們的線粒體通透性，導致線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）的釋放，并通過蛋白質增加了NLRP3 炎癥小體的活性與mtDNA 形成復合物，從而促進肝臟炎癥反應[25]。

此外，腸道菌群失調是導致MAFLD 發生和進展的一個重要因素，高脂飲食或營養不良可能會觸發腸道菌群質和量變化，從而增加腸道通透性和細菌產物通過門靜脈到達肝臟的轉運，腸道微生物群代謝輸出的改變會影響巨噬細胞的極化[26]。腸道細菌、相關抗原和FFA 通過門靜脈向肝臟的運輸會在肝細胞中產生脂毒性，由于PAMP 的識別會發生炎癥，并最終導致免疫細胞募集[27]。TLR 主要在巨噬細胞上表達，TLR可被DAMP 激活，其中TLR4 對腸道細菌產物LPS 有反應，是KC 激活的關鍵。LPS 能通過TLR4 激活肝臟固有巨噬細胞，肝臟炎癥的發生與LPS-TLR4 信號傳導息息相關。LPS 通過TLR4 信號通路與KC 表面的CD14 結合，隨后招募T 淋巴細胞、B 淋巴細胞和其他白細胞，導致炎癥細胞因子和趨化因子的釋放，如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12 和γ 干擾素（Interferon-γ，IFN-γ）[6]。以上結果表明，腸道通透性改變會導致包括LPS 在內的細菌產物的循環水平增加，增高的內毒素水平通過TLR4 活化KC，誘導TNF 等表達，引起肝臟損傷。

2.3 肝纖維化和肝硬化

肝纖維化是MAFLD 的終末病理表現之一，是目前慢性肝臟疾病發展為肝硬化的必經階段。巨噬細胞在肝臟纖維化病理損傷過程中發揮重要的作用。肝巨噬細胞M1 表型和浸潤性單核細胞分泌促炎癥細胞因子和促纖維化因子，例如轉化生長因子-β（transforming growth factor beta，TGF-β）、TNF-α、IL-1b、IL-6，他們充當肝星狀細胞（hepatic stellate cell，HSC）和成肌纖維細胞的激活劑，誘導HSC 活化[28]，從而增強HSC 的促纖維化過程。脂質過氧化物水解載脂蛋白B100，加重炎癥壞死，激活KC，并誘導TGF-β1。隨后TGF-β 信號通過細胞表面的TGF-β1 受體，促進細胞核內Smad 蛋白的磷酸化，導致HSC 向肌纖維細胞轉化，加重肝功能損害[29-30]。肝纖維化的另一特征是細胞外基質蛋白（例如膠原蛋白）的積累。當TGF-β 由KC分泌時，會產生有助于肝纖維化的細胞因子和趨化因子。HSC 中Ⅰ型膠原的表達在轉錄后受到多種刺激和途徑的調控，包括TGF-β，可刺激其他基質成分，例如細胞纖維連接蛋白和蛋白聚糖[31]。這些因素，包括ROS 的產生，炎癥細胞因子和脂質過氧化，可激活HSC，使其分化為可靠的成纖維細胞，并有助于肝纖維化?？梢?，活化的KC 產生TGF-β、TNF-α 等因子，激活HSC，促進肝纖維化乃至肝硬化的進展。

2.4 肝癌

MAFLD 極大地增加發生HCC 的風險，在HCC 發病過程中，巨噬細胞起關鍵作用。巨噬細胞首先通過誘導具有氧化應激的慢性低度炎性環境，促進HCC 的發展，從而誘發DNA 損傷和肝細胞死亡[32]。浸潤的單核細胞對來自腫瘤微環境的刺激作出反應，并分化為與腫瘤相關的巨噬細胞（tumor associated macrophages，TAM）。TAM 分泌炎癥細胞因子，例如TGF-β、TNF-α和血管內皮生長因子，這些因子參與血管生成并有助于腫瘤的發生發展和轉移[33]。M1 表型巨噬細胞具有促炎作用，誘導TGF-β 的釋放，促進腫瘤的形成。在早期HCC 發展過程中，M1 表型巨噬細胞驅動的纖維炎癥為腫瘤的發生提供了一個微環境；而在晚期HCC 中，巨噬細胞轉換為免疫抑制性TAM 支持腫瘤進展和惡性腫瘤，腫瘤細胞和微環境之間的串擾在腫瘤的發展和轉移中起重要作用[34]。由此可知，巨噬細胞可引起肝細胞的嚴重損害，參與了MAFLD 的肝癌發展階段。

3 MAFLD 巨噬細胞相關臨床診治的前景

巨噬細胞具有可塑性和表型異質性，巨噬細胞的M1 表型和M2 表型極化是一個動態過程，可以在生理和病理條件下逆轉。一項小鼠實驗表明，M2 表型巨噬細胞通過分泌精氨酸酶和抗炎因子IL-10 及旁分泌方式誘導M1 表型巨噬細胞凋亡；此外，M2 表型巨噬細胞降低了M1 表型巨噬細胞的促炎作用，減輕了炎癥反應和細胞損傷[10]。因此，M1 表型和M2 表型巨噬細胞可能是MAFLD潛在的治療靶點之一。他們可以促進炎癥，導致肝細胞損傷并激活肝星狀細胞，導致纖維化、血管生成和腫瘤發展，然而他們也刺激纖維化消退并限制MAFLD 進展。肝損傷中參與MoMF 募集的分子是MCP-1。研究發現，在飲食誘導的脂肪性肝炎動物模型中，阻斷MCP-1-CCR2 通路已被證明是抑制MoMF 浸潤和改善脂肪性肝炎和纖維化的有效策略[35-37]。因此，抑制單核細胞浸潤或影響其極化，可成為MAFLD 的一種治療方法。MAFLD 的進展與腸道微生物群的變化、細菌過度生長和腸道通透性增加有關。益生元可通過調節腸道菌群和TLR4 依賴性巨噬細胞的活化，逆轉腸道菌群的不利生長，減少炎癥因子及脂肪生成，可預防肝脂肪變性的發生，并改善脂肪性肝炎和纖維化，從而緩解MAFLD 進程[27,38]。益生元對于MAFLD 的治療具有廣泛的發展前景。

4 結語

巨噬細胞在MAFLD 發病的不同階段有不同作用，不同的巨噬細胞類型和功能表型也有顯著差異。近年來，諸多研究為理解巨噬細胞在MAFLD 發病機制中的作用提供了新的視角。盡管多年來取得了重大進展，但對于巨噬細胞與MAFLD 之間的潛在相互作用尚有待進一步研究，其還存在作用機制不明確，治療策略存在不確定性等問題。巨噬細胞具有高度的可塑性，是潛在的治療靶點，然而M1 表型促炎，M2 表型抗炎，他們的異質性也帶來了巨大挑戰。巨噬細胞與腸道來源的LPS 之間的關系，與PAMP、FFA、PA、DAMP、TLR 等之間的相互作用仍需進一步探究。徹底闡明巨噬細胞在MAFLD 中的作用機制將有利于MAFLD 的診斷和治療。