Kupffer细胞与肝癌的发生、发展、转移关系的研究进展

向明祥综述，刘作金审校

（重庆医科大学附属第二医院肝胆外科，重庆400010）

Kupffer细胞与肝癌的发生、发展、转移关系的研究进展

向明祥综述，刘作金△审校

（重庆医科大学附属第二医院肝胆外科，重庆400010）

枯否细胞；肝肿瘤；肿瘤转移；综述

Kupffer细胞是存在于肝脏组织中一种特殊的巨噬细胞，也是肝细胞生长微环境中的重要成员。近年来，越来越多的相关研究表明Kupffer细胞在肝脏慢性炎性反应、脂肪性肝病、肝纤维化（hepatic fibrosis）及肝癌的发生中起重要作用。我国是乙型肝炎病毒感染及肝癌的高发国家。本文通过近年来国内外相关文献对Kupffer细胞在肝癌发生、发展、转移中的相关作用的最新研究成果进行综述，以期对肝癌的治疗及进一步研究提出一些启示。

1　肝癌的微环境

肝癌是我国乃至全世界发病率最高的消化系恶性肿瘤之一。肝细胞癌（HCC）最为常见，约占原发性肝癌的90%，常见的相关危险因素包括性别、肝炎病毒、肝硬化、黄曲霉毒素、过量酒精消耗、肥胖和糖尿病［1］。HCC多继发于肝硬化，肝脏慢性疾病及肝纤维化在HCC发生、发展及疾病预后中起重要作用［2］。

肿瘤生长的微环境是保障肿瘤细胞特性的必要条件。在肝癌的发生、生长和侵袭过程中，肝癌细胞所处的微环境能促进或限制其生长，引导肿瘤的转归及治疗效果［3］。肝癌细胞所在的微环境十分庞大，含有细胞［肿瘤实质细胞、炎症细胞，肝星形细胞（HSC）等］、细胞外基质（extracellular matrix，ECM）、细胞因子［表皮细胞生长因子（EGF）、血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial cell growth factor，VEGF）、转化因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）等］及其他化学成分，这些成分的共同作用结果的净效益主导了肝癌的最终转归方向及治疗效果［4］。

2　肿瘤相关巨噬细胞（TAM）

最近越来越多的研究发现，巨噬细胞在肿瘤的发生、侵袭转移过程中起重要作用。TAM成为很多学者研究的对象，TAM相关的作用机制也逐渐被发现。巨噬细胞是人体固有免疫系统的重要组成部分，能吞噬特定的病原体，辅助病原体及免疫复合物的提呈，也能分泌多种细胞因子，在炎症、防御、修复、代谢等生理过程中发挥重要作用，同时也是机体维持自身稳定的关键因素。巨噬细胞通过JAK/STAT、PI3K/Akt、C-Jun氨基末端激酶（C-Jun N-terminal kinase，JNK）、Notch及B7-H3/ STAT3等信号通路激活极化成为M1、M2型巨噬细胞［5］。M1型巨噬细胞主要产生促炎性细胞因子［白介素-1（IL-1）、IL-6、肿瘤坏死因子α（TNF-α）等］参与机体炎性反应，组成机体固有免疫系统的第一道防线，并能吞噬、消灭外来病原体和激活T细胞的适应性免疫反应。M2型巨噬细胞能释放VEGF、血小板源生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）、TGF-β和IL-10等在血管生成、抗炎因子分泌及促进组织修复和伤口愈合方面起到重要作用［6］。

Kupffer细胞是位于肝窦状隙内的特殊巨噬细胞，占单核-巨噬细胞系总数的80%～90%。Kupffer细胞表面有特殊的功能表型，又处于肝脏血流入肝的位置，能够抵御经门静脉入肝的细菌及病毒，其分泌的细胞因子又可避免过度炎性-免疫反应以维持肝脏内环境稳态［7］。作为肝癌微环境中的特殊成分，Kupffer细胞在肝癌的发生、侵袭、转归中起着重要作用，M2型的Kupffer细胞是肝脏内的TAM。

3　Kupffer细胞与肝纤维化

肝纤维化是继发于肝脏对各种慢性刺激损伤和炎症后的一种病理过程，具有修复和损伤的双重性并有可能发展为肝硬化和肝癌。与肝纤维化密切相关的Toll样受体4（Toll-like receptor-4，TLR-4）、髓样分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）、TGF-β1和核因子κB（NF-κB）有促进肝癌发生作用［8］。肝纤维化的发生有多条信号系统，目前已知的有TGF-β1/Smad、MAPK、PI-3K/Akt、JAK/STAT、Rho-ROCK整合素等信号系统。

目前，已经证实HSC在肝纤维化过程中起重要作用，既往也有研究提示Kupffer细胞在肝纤维化的形成及消散中起重要作用，这2种双重作用的效应决定了肝纤维化的最终转归。Kupffer细胞表面的膜受体如Toll样受体、NOD样受体、清道夫受体、识别补体及Fc段受体等，通过不同信号途径激活下游分子，从而影响到肝纤维化过程［9］。被激活的Kupffer细胞极化成M1、M2型。M1型kupffer细胞分泌的促炎性细胞因子（IL-1、IL-6、IL-23等）能促进炎症细胞局部聚集，促进局部炎症反应，促进肝纤维化。M2型分泌的TGF-β1能有效激活HSC并维持其活性。激活的HSC增殖转化为肌成纤维样母细胞，继而合成ECM，同时合成、释放大量基质金属蛋白酶抑制因子（TIMPs），使间质胶原酶活性下降，ECM降解减少，导致大量ECM堆积，形成肝纤维化甚至肝硬化［10］。

4　Kupffer细胞的抗肿瘤作用

Kupffer细胞的抗肿瘤作用与巨噬细胞的经典作用有很多相似之处，即有吞噬作用、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用、抗体呈递、分泌相关细胞因子改变肝癌微环境，达到抗肿瘤的作用［11］。位于肝脏组织中的Kupffer细胞被来自肠道的细菌内毒素脂多糖等物质激活极化［7］，活化的M1型Kupffer细胞通过其吞噬作用将肿瘤细胞吞噬，肿瘤细胞与Kupffer细胞内的溶解细胞酶结合后被杀死。Timmers等［12］将标记有荧光素的肿瘤细胞注入血液循环，通过追踪被标记的肿瘤细胞发现其很快出现在Kupffer细胞中，并且在这些Kupffer细胞中的溶酶体中发现大量标记物，进一步说明Kupffer细胞对肿瘤细胞的吞噬作用。转移性肝癌常来源于胃肠道肿瘤，Miyagawa等［13］通过抑制Kupffer细胞的功能对比发现，Kupffer细胞被抑制后吞噬肿瘤细胞能力明显下降。由此可见，Kupffer细胞在抑制转移性肝癌的作用中占据重要地位。

在人体免疫过程中，巨噬细胞本身就可作为抗原呈递细胞。在人体抗肿瘤过程中，Kupffer细胞与肿瘤细胞结合后通过特殊细胞表型向T细胞及T细胞辅助克隆系提呈，这个过程使得肿瘤细胞能更有效地被识别、杀灭［14］。活化的巨噬细胞分泌大量的细胞因子，M1型巨噬细胞产生大量炎性因子，杀死入侵的生物体并激活适应性免疫。同时这些炎性因子又可诱导巨噬细胞凋亡或向M2型巨噬细胞极化，缓解炎症作用，避免炎症作用对机体的过度损伤。M1型巨噬细胞通过分泌活性氧和氮中间体来杀死肿瘤细胞，其分泌的TNF-α和IL-1β能招募细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic lymphocyte，CTL）来攻击肿瘤细胞；TNF对血管内皮细胞有直接杀伤作用，可造成局部单核巨噬细胞系统激活，增强NK细胞的细胞毒作用，对肿瘤细胞的杀伤增强［11］。

5　Kupffer细胞对肝癌发生的促进作用

肝癌的发生常与肝脏组织的炎性反应及病毒感染有一定的相关性，“炎性反应-组织修复”的恶性循环在肝癌生长中起到重要作用［15］。在炎性反应过程中，被激活的炎症细胞也改变了肝癌生长的微环境，一方面正常的肝细胞被破坏，另一方面为肿瘤生长提供了更多的血供。Kupffer细胞是肝脏组织内炎性反应的关键介质［16］。被病毒感染的肝脏组织中，Kupffer细胞可作为抗原提呈细胞辅助抗感染，能通过分泌促炎介质等破坏正常的肝脏细胞，为肝纤维化、慢性肝炎等慢性肝脏疾病及肝脏肿瘤生长提供环境［17］。

肿瘤组织代谢较正常组织迅速，需要丰富的血供来维持。在肝癌生长的微环境中，激活的M2型Kupffer细胞分泌促血管生长因子如VEGF、PDGF、TGF-β、成纤维细胞生长因子（FGF）和血管生成趋化因子，促进肿瘤周围异常血管增生［18］。另外，其分泌大量基质金属蛋白酶2（MMP2）和MMP9，可溶解ECM并破坏基底膜的完整性，辅助肿瘤细胞破坏周围组织及周围组织的重塑［19］。正常的ECM处于分泌与分解的平衡中，肝纤维化时这种平衡被破坏，ECM堆积向肝纤维化或肝癌转化。M2型Kupffer细胞高表达的TGF-β1激活HSC后ECM大量堆积，造成的局部缺氧、炎症微环境又降低了肝癌细胞被机体识别杀灭的概率。

6　Kupffer细胞促进肝癌转移作用

肿瘤向周围浸润及远处转移常伴肿瘤细胞增殖、异常血管增生、肿瘤细胞迁徙、周围血管基底膜及ECM的破坏和肿瘤细胞在其他器官的定植［16］。肿瘤细胞的快速生长造成的局部缺氧状态，可促进局部炎症反应，致巨噬细胞增加，使局部血管生成增强。

在肝细胞生长的微环境中，正常的HSC生产分泌的ECM蛋白能够浸润细胞周围基质，在肝细胞周围形成纤维网络，限制正常细胞的活动。慢性肝脏疾病、肝癌中，活化的Kupffer细胞产生促血管生成因子增强肝癌组织的侵袭；另一方面通过细胞旁分泌细胞因子激活HSC［20］，使HSC分泌ECM异常，促进肿瘤的发生、侵袭和转移［21］。活化的Kupffer细胞释放相关蛋白的水解酶，其中MMPs是其中具有代表性的酶，是降解ECM的主要酶类。正是MMPs使得肿瘤生长的原有屏障及肝组织降解，组织的基底膜被破坏，同时降解血管外基质，局部血管形成异常分支，进一步增强肿瘤的外渗和转移［22］。

上皮间质化（epithelialmesenchymal transitions，EMT）在肝脏损伤及肿瘤发生时的病理学反应，是肝癌获得迁移和侵袭能力的重要改变［23］。肝癌微环境中产生的特殊信号与癌细胞表面的相应受体结合，信息传递至细胞内后导致胞内基因突变。这种基因突变导致细胞表型重排变性，即细胞表面极性改变或消失，细胞间连接崩解，细胞外间质改变，使得肿瘤细胞的活动性增强，为肿瘤转移创造条件［16］。研究表明，EMT可发生在各种肿瘤细胞的发生及转归中，并由各种信号分子及通路介导，生长因子、转录因子和局部微环境都可以是EMT发生的条件［24］。巨噬细胞参与炎性反应时释放的TNF-α与相应受体结合后，激活NF-кB及Akt信号通路来抑制GSK-3的表达，引起转录因子Snail的上调。Snail是锌指蛋白的转录因子，可以抑制钙黏附蛋白E的表达，是诱发EMT的重要介质。也有研究发现，部分肝细胞肝癌组织中的Snail表达过度且相应癌组织分化程度较其他程度低［25］。Tang等［26］发现，IL-6可激活胞质内Jak激酶，诱导Snail使钙黏附蛋白E表达下降，对肝癌细胞的EMT起重要作用。

7　小结

慢性肝脏损伤、酒精性肝病等因素均能导致肝纤维化，并进一步形成肝硬化并向肝癌转变。Kupffer细胞作为单核-巨噬细胞系统的成员，在慢性肝脏疾病中参与炎性反应的发生及炎症修复中均扮演了重要角色。近几年关于Kupffer细胞与肝癌的研究已涉及肝癌发生、发展、转移、转归的整个过程，相关机制也越来越清晰，但仍有许多有待攻克的难题。目前肝癌的治疗方式仍以手术为中心的综合治疗为主，尽管现在的联合肝离段联合门静脉结扎的二步肝切除术的推出能扩大肝癌的整体切除率，但仍有很多患者无法行手术治疗。对于手术不能切除的肝癌，包括多发的转移灶，基因治疗成了与时俱进的产物，但肝癌的整体治疗预后并不理想。Kupffer细胞在肝癌微环境中的作用，需要更多的实验研究来证实，并最终运用到临床，使肝癌的预防、治疗均有更多、更优的选择。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.18.017

A

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（2016-03-11

2016-04-18）