Kupffer 细胞与肝纤维化关系的研究进展

马龙俊

(宜春学院 化学与生物工程学院，江西 宜春 336000)

肝纤维化(Hepatic fibrosis，HF)是病毒性肝炎，血吸虫病以及乙醇性肝炎的共同病理学基础，是发展成为肝硬化的必经阶段，并且与肝癌的发生率高低有一定的关系。肝纤维化在转变为肝硬化之前可以发生逆转，因此人们十分重视肝纤维化的研究，特别是基础性的研究已经取得较大的进展，现今已可从基因水平认识肝纤维化并对其进行治疗。［1］

Kupffer 细胞位于肝血窦，是体内定居于组织内的巨噬细胞中最大的细胞群体。研究表明Kupffer 细胞对肝纤维化具有调节作用。［2］Kupffer 细胞分泌促纤维化因子，如转化生长因子(TGF)－β1、血小板衍生生长因子(PDGF)。该类因子能促进肝星状纤维细胞(hepatic stellate cells，HSC)活化为肌成纤维细胞，合成胶原和金属蛋白酶抑制因子(TIMP)－1，使细胞外基质(extracellular matrix，ECM)在肝脏中沉积，从而形成肝纤维化。［3－5］

1 肝纤维化形成的主要细胞种类

1.1 肝星状纤维细胞

HSC 在肝纤维化的形成发展过程中发挥着重要作用。致病因素出现时，静止期的HSC 被激活，增殖转化成为肌成纤维样母细胞，继而合成ECM;同时合成、释放大量的基质金属蛋白酶抑制因子(TIMPs)，使间质胶原酶等蛋白酶的活性下降，ECM 降解减少，最终导致ECM 大量聚积，形成肝纤维化甚至肝硬化。［6，7］

1.2 Kupffer 细胞

Kupffer 细胞作为驻留型巨噬细胞，在肝脏内至关重要，是肝纤维化发展形成中肝脏炎症反应的效应细胞，是肝脏中多种细胞因子来源于此。在肝脏慢性纤维化疾病的不同时期，Kupffer 细胞对HSC 的作用是不相同的，Kupffer 细胞通过分泌一系列细胞因子促进HSC 活化进而参与肝纤维化的发生与发展。［8，9］

1.3 窦内皮细胞(sinusoid endothelial cell，SEC)

SEC 是肝窦壁的主要细胞，呈现扁平或者细长的形状，细胞核呈为月牙形状。他的结构上的最大的特点是有大量的筛状孔洞。SEC 活化后能够分泌血小板衍生生长因子(DPGF)，纤维细胞生长因子2 (FGF－2)，白细胞介素(IL－1、IL－6)以及一些活性氧中间产物，使HSC 增殖;产生纤溶酶原激活物抑制因子(plasminogen activator inhibitor，PAI)使ECM 的降解减少，降低肝纤维化的发生率。

1.4 肝细胞(hepatocyte cell，HC)

在肝纤维化形的成过程中HC 可以合成四种类型的胶原，分别为:Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ型胶原，但是它合成胶原的量远远少于HSC 合成胶原的量。

1.5 陷窝(pit)细胞

是肝脏中具有自然杀伤活性的大颗粒淋巴细胞，它在肝纤维化形成过程中的作用至今还未阐述明确。通过现有的实验研究，pit 细胞在患有病毒性肝炎的大鼠体内明显增多，由此推测pit 细胞可能与其他非实质细胞相互协助从而促进肝纤维化的形成。

2 Kupffer 细胞与肝纤维化

2.1 不同类型的Kupffer 细胞与肝纤维化的关系

Kupffer 细胞表面包含各种各样的吞噬受体，这些受体可分为两大类:膜表面受体、细胞内受体。膜表面受体由Toll 样受体(TLR)、NOD 样受体，清道夫受体、识别补体和Fc 段的受体等受体组成。每一种受体又可以分为很多不同的亚体，依赖于不同的信号途径，下游分子能够被不同的受体激活，从而使Kupffer 细胞对纤维化的调节功能受到影响。［10］Kupffer 细胞按照功能不同可分为防御型Kupffer 细胞、损伤修复型Kupffer 细胞以及调节型Kupffer 细胞。

2.1.1 防御型Kupffer 细胞

能被干扰素－(IFN－γ)或外来病原激活，产生3种促炎症因子，分别为IL－1、IL－6 和IL－23。促炎症因子能使T 细胞分化为Th17 细胞，发生多型核细胞炎症浸润，从而导致细胞的凋亡或坏死。防御性Kupffer 细胞能够分泌某些金属蛋白酶(MMPs)，如MMP－9 和MMP－1，在肝脏形成纤维化时参与细胞外基质的降解。［11］

2.1.2 损伤修复型Kupffer 细胞

该型Kupffer 细胞能在IL－4 的诱导作用下合成ECM，［12］能产生多种几丁质酶样物质，如:几丁质酶样蛋白、酸性哺乳动物几丁质酶。几丁质酶样物质促进ECM 糖化和交联，使ECM 的各种成分组合起来，从而使肝脏炎症的扩散得到抑制，使损伤后的组织得到修复，但这种交联产生的纤维隔，在一定程度上使肝脏纤维化加重。该类型Kupffer 细胞高表达TGF－β1，促进HSC 成熟，诱导胶原和TIMP－1 的表达。［13，14］减少由损伤修复型Kupffer 细胞产生的TGF－β1能够使肝脏纤维化的进程得到延缓，该现象间接证明了由Kupffer 细胞产生的TGF－β1对肝脏纤维化具有促进作用。证据表明，在肝纤维化进展进程中，损伤修复型Kupffer 细胞是比较重要的一型细胞。

2.1.3 调节型Kupffer 细胞

被激活后除了高表达TGF－β1外，还高表达IL－10。尽管调节型Kupffer 细胞有TGF－β1表达，但因IL－10 存在，到现阶段没有研究表明有明确的促进纤维化作用。［15］

但是，在受到环境刺激时，Kupffer 细胞可能会发生不同类型之间的转换，新形成的中间型Kupffer 细胞不仅保持着原来表型的标志和功能，而且还具有新的功能，所以在肝纤维化的发生发展过程中，可以看到一些能够同时分泌促炎和抑炎细胞因子的Kupffer 细胞，这些细胞因子共同作用于肝纤维化的进程。［16］

2.2 Kupffer 细胞的促进HSC 活化作用

HSC 的激活可以分为两个不同的阶段:启动阶段、持续激活阶段。HSC 的活化是Kupffer 细胞、肝窦内皮细胞、肝细胞等旁分泌作用的结果;持续激活阶段是HSC 的自分泌与旁分泌共同作用的结果。在激活HSC 活化的过程中，Kupffer 细胞的旁分泌起重要作用。［17］如:TGF－β 通过多种细胞内信号传导通路(MAPK 的ERK 信号、Smad 蛋白及ROS 信号传导等通路)诱导HSC 胶原的形成。［18］在肝脏中，PDGF 是活化HSC 的一种重要的有丝分裂原，主要由肝脏Kupffer 细胞分泌。活化HSC 的自分泌循环由PDGF 和TGF－β 构成，是HSC 进行持续激活的重要机制。［19］

2.3 Kupffer 细胞的抑制HSC 活化促进其凋亡、促进ECM降解的作用

在肝纤维化的发生发展进程中，Kupffer 细胞已受到广泛的关注。Kupffer 细胞促进HSC 活化作用以及诱导肝纤维化的形成已经得到公认。近年来，有关Kupffer 细胞具有灭活HSC，从而使ECM 降解加快，抑制肝纤维化形成的作用也得到实验证明。Duffield 等［20］以转基因鼠研究表明，在肝纤维化的进展期阻断Kupffer 细胞，可减少成纤维细胞和疤痕组织，使肝纤维化的进展得到抑制;与此相反，在肝纤维化的恢复期阻断Kupffer 细胞，则可抑制ECM 的降解，促进肝纤维化的形成，同时，对HSC 的活性以及数量却未见明显影响。Fischer 等［21］研究报道，Kupffer 细胞可通过Casepase－9 途径诱导活化的HSC 凋亡。Duffield 与Friedman 等［22］的研究结果相一致，即:在肝纤维化的形成以及恢复阶段，Kupffer 细胞发挥了“双刃剑”的作用:Kupffer细胞在肝纤维化进展期促进HSC 的活化，而肝纤维化恢复期可促进活化的HSC 凋亡，使ECM 的降解加快。

2.4 Kupffer 细胞与陷窝细胞的关系

陷窝细胞和Kupffer 细胞同时作用于肿瘤细胞时，其杀伤速率远远比任何一种细胞单独作用高，有实验结果显示陷窝细胞的功能及更新依赖于正常Kupffer 细胞的存在。Kupffer 细胞是肝纤维化形成的重要效应细胞，因此，陷窝细胞也在一定程度上影响着肝纤维化的发展形成。［23］

3 与Kupffer 细胞相关的肝纤维化治疗

在中国，病毒性肝炎所导致的各种慢性肝病严重影响了人们的身体健康以及生产生活，如果能有效地阻断或逆转肝纤维化，可以很好地改善患者的生活质量。临床治疗上，对于各种原因引起的肝纤维化，在控制原发病的基础上都需要进行抗纤维化的治疗。［24］

3.1 抑制ECM 生成

Kupffer 细胞能促进HSC 合成胶原及TIMP－1，使ECM在肝脏沉积，从而形成肝纤维化。由此尽量减少诱发Kupffer 细胞增活的因素，如限制暴饮暴食，从而抑制EMC的生成，可降低肝纤维化的发生率。

3.2 促进纤维降解

在正常情况下，纤维的生成与降解处于一个动态平衡。TIMPs 的生成增加是纤维增生的因素之一。［25］HSC 在肝纤维化的形成发展过程中起主导作用。Kupffer 细胞能够促进HSC的活化，从而合成ECM，促进ECM 的分泌上调;与此同时合成、释放大量的TIMPs，降低间质胶原酶等蛋白酶的活性，减少ECM 的降解，导致ECM 的积聚，发生肝纤维化甚至肝硬化，［6，7］因此可以通过测定体内Kupffer 细胞的水平来预防肝纤维化。

3.3 抑制HSC 活化

正常肝脏的中ECM 的生成与降解是一个动态平衡，肝纤维化是ECM 的生成与降解的平衡被打破的必然后果。纤维组织的形成是一个动态的过程，而非一个静止的过程。Imai 等［26］实验表明，补充VitA 能够使活化的HSC 失活，并诱导活化的HSC 凋亡，使EMC 的降解加快，从而抑制其合成胶原纤维的能力，在肝损伤持续存在的情况下也有此效果。Friedman［27］等 研 究 报 道，在 肝 纤 维 化 恢 复 期，Kupffer 细胞及活化的HSC 可增强TNF 相关凋亡诱导配体(TRAIL)及其它凋亡刺激因子表达，促进HSC 的凋亡。

综上所述，形成肝纤维化是一个有许多因素参与复杂的病理过程，正因为如此，给肝纤维化的治疗提供了很多的途径。Kupffer 细胞与肝纤维化的发生发展有着密切的关系，但是该机制至今尚未完全阐明，有待于进一步的研究，以获得更好的方法用于肝纤维化临床治疗。尽管上个世纪在该领域已取得很大的突破，但仍有许多问题有待解决。当前的研究已经从传统的药物水平的治疗发展到了基因水平的治疗，为攻克肝纤维化治疗的难题带来了更多的希望。

［1］叶维法. 当代肝胆疾病治疗学［M］. 四川:四川科技出版社，2000:319.

［2］Gao B，Jeong WI，Tian Z.Liver:An orgen with predominant innate immunity［J］.Hepatology，2008，47(2):729－736.

［3］ Kolios G，Valatas V，Kouroumalis E.Role of Kupffer cells in the pathogenesis of liver disease［J］.World J Gastroenterol，2006，12(46):7413－7420.

［4］Chin D，Boyle GM，Parsons PG，et al.What is transforming growth factor－beta(TGF－beta)［J］.Br J Plast Surg，2004，57(3):215－221.

［5］Nieto N.Oxidative－stress and IL－6 mediate the fibrogenic effects of Kupffer cells on stellate cells［J］.Hepatology，2006，44(6):1487－1501.

［6］Solis－Herruzo JA，Torre P，Munoz－Yague MT，et al. Hepatic stellate cells(HSC):architects of hepatic fibrosis［J］.Rev Esp Enferm Dig，2003，95:438－439.

［7］Safadi R，Friedman SL.Hepatic fibrosis－role of hepatic stellate cell activation［J］.Med Gen Med，2002，(4):27－30.

［8］吴俊燏，刘耕陶.Kupffer 细胞在肝纤维化形成与转归中的作用［J］. 药学学报，2008，43(9):884－889.

［9］ Wang R，Shi QM.Cross－talk between Kupffer Cells HSC in the Pathogenesis of Liver Fibrosis［J］.Hepatology，2011，53(2):209－218.

［10］汪睿，史清明. 肝纤维化病程中Kupffer 细胞与HSC 的相互关系［J］. 安徽卫生职业技术学院报，2009，8(6):39－40.

［11］Arthur MJ.Degradation of matrix proteins in liver fibrosis［J］.Pathol Res Pract，1994，190(9－10):825－833.

［12］Morris SM Jr.Arginine:master and commander in innate immune responses［J］.Sci Signal，2010，135(3):27.

［13］Wahl SM，Hunt DA，Wong HL，et al.Transforming growth factor－beta is a potent immunosuppressive agent that inhibits IL－1－dependent lymphocyte proliferation［J］.J Immunol，1988，140(9):3026－3032.

［14］Lebman DA，Edmiston JS.The role of TGF－beta in growth，differentiation，and maturation of B lymphocytes［J］.Microbes Infect，1999，15(1):1297－1304.

［15］Villalta SA，Rinaldi C，Deng B，et al.Interleukin－10 reduces the pathology of mdx muscular dystrophly by deactivating M1 macrophages amd modulating macrophage phenotype［J］.Hum Mol Genet，2011，20(4):790－805.

［16］谷莉莉，李海.Kupffer 细胞在肝纤维化发生过程中的双向调节作用［J］. 临床肝胆病杂志，2012，28(9):714－716.

［17］黄艳，黄成，李俊. 肝纤维化病程中Kupffer 细胞分泌的细胞因子对肝星状细胞活化增值、凋亡的调控［J］. 中国药理学通报，2010，26(1):9－13.

［18］Pinzani M，Marra F.Cytokine receptors and signling in hepatic stellate cells［J］.Semin Liver Dis，2001，21:397－416.

［19］Popv Y，Sverdlov DY，Bhaskar KR，et al.Macrophage－mediated phagocytosis of apoptotic cholangiocytes contributes to reversal of experimental biliary fibrosis［J］.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2010，298(3):323－334.

［20］Duffield JS，Forbes SJ，Constandinou CM，et al.Selective depletion of macrophages reveals distinct，opposing rouls during liver injury and repair［J］.J Clin Invest，2005，115(1):56－65.

［21］Fischer R，Cariers A，Reinerhr R，et al.Caspase 9－dependent killing of hepatic stellate cells by activated Kupffer cells［J］.Gastroenterology，2002，123(3):845－861.

［22］Friedman SL.Mac the knife Macrophages the double－edged sword of hepatic fibrosis［J］.J Clin Invest，2005，115(1):29－32.

［23］纪小龙，刘小兵. 肝脏研究与临床中的一个新领域:陷窝细胞［J］. 世界华人消化杂志，1999，7(4):343－347.

［24］聂青和. 实用传染病学［M］. 第三版. 北京:人民卫生出版社，2004:1439－1452.

［25］聂青和，周永兴，谢玉梅. 肝硬化病人血清、肝组织中金属蛋白酶组织抑制因子的表达及意义［J］. 中华医学杂志，2001，81(13):805－807.

［26］Imai K，Sato M，Kojima N，et al.Storage of lipid droplets in and production of extracellular matrix by hepatic stellate cells(vitaminA－storing cells)in Long－Evans cinnamonlike colored(LEC)rats［J］.Anat Rec，2000，258(4):338－348.

［27］Scott L.Friedman.Mac the knife Macrophages the doubleedged sword of hepatic fibrosis［J］.The Journal of Clinical Investigation，2005，115(1):25－32.