肝窦内皮细胞是肠-肝免疫轴的协调器

李晶 刘秀萍 徐延勇

肝脏是碳水化合物、脂质和蛋白质的中心代谢器官，主要由肝细胞、内皮细胞、库普弗细胞及星形细胞等组成。肝脏内皮细胞作为肝脏中比例最高的非实质细胞，在小鼠和人体肝脏中均具有高度异质性，主要排列分布在肝窦上，又称肝窦内皮细胞(LSECs)。LSECs主要通过毛细血管化、内吞及清道夫功能、自噬、旁分泌效应、机械转导和抗炎等功能参与调控肝脏生理与病理过程，是近年来肝脏相关性疾病机制研究的热点[1-2]。

目前研究认为， LSECs可通过控制血液中代谢终产物清除、免疫调节等生理过程，参与肝脏再生、肝细胞脂肪性变、肝纤维化等重要的生理-病理生理过程。更重要的是，LSECs 在肝-肠轴相关疾病发生、发展进程中，尤其是自身免疫性疾病如溃疡性结肠炎，也具有极其重要的病理生理意义[3-7]。Gola等[6]利用共聚焦成像技术成功绘制了肝内白细胞分布，并通过靶向干预关键信号通路和特定细胞类型RNA，在分子、细胞及小鼠模型整体水平揭示其功能机制，并证实其与细菌和疟疾感染相关，探讨了血液免疫细胞经肠道-门静脉流入肝脏，并在肝内形成保护性免疫的可能性。研究发现LSECs可通过感知细菌，激活髓样分化因子88(MyD88)信号通路，影响库普弗细胞和淋巴细胞的局部定位，调节细胞外基质沉积和趋化因子表达，进而参与招募和维持门静脉周围区域白细胞定植过程。与肝内免疫细胞的随机分布相比，这种共生菌相关的免疫分区可以更有效抗感染。该发现为肝脏调节感染和免疫局部反应提供了重要的理论与实验依据。

肝内免疫细胞分布呈区域性，门静脉周围尤为重要。既往研究表明，免疫细胞可通过趋化因子梯度募集并定植在门静脉周围区域[5, 8]。如门静脉束内存在大量白细胞、库普弗细胞、淋巴细胞和树突状细胞。驻留免疫细胞集中在门静脉周围，不受发育调控，而是由共生细菌在LSECs中诱导持续myd88依赖性信号传导引起。门静脉周围的库普弗细胞分布也与细菌产物通过门静脉血进入肝脏的水平相一致，从而对肠道内未被检测到的病原体提供相应的免疫保护。LSECs在门静脉周围分布密集，最大限度地暴露并结合门静脉血中的抗原成分，通过表达一系列清道夫和Toll样受体(TLR)，对细菌和微生物产物作出快速反应，进而直接或通过分泌炎症介质和调节细胞外基质等途径清除细菌和微生物产物。

LSECs在炎性肝病发生、发展进程中发挥重要作用。如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，NASH的肝脏内皮细胞表现出与抗原呈递和趋化因子合成释放相关的基因表达量增加，而与血管发育和体内稳态有关的基因显著下调[9]。门静脉束内或周围区域，趋化因子可通过结合趋化因子(C-X-C基序)受体3(CXCR3)调控该区域白细胞募集和定位。如CXCR3的配体，趋化因子(C-X-C基序)配体9(CXCL9)在门静脉周围库普弗细胞和淋巴细胞的分区定位中起关键作用[4]。值得注意的是，趋化因子分泌量增加并非形成门静脉周围区域趋化因子梯度的决定性因素。趋化因子梯度的形成主要受细胞外基质中糖胺聚糖(GAG)表达变化影响。如透明质酸和硫酸乙酰肝素等表达可以增加阳离子趋化因子(包括CXCL9)的结合能力。趋化因子与细胞外基质的结合能力在其募集淋巴细胞过程中起至关重要的作用[10]。这种结合可将趋化因子递呈给局部白细胞，建立梯度并引导细胞迁移，亦可防止趋化因子的扩散和降解。据此，调节细胞外基质含量的相关酶类，以改变趋化因子水平，对局部免疫的形成起关键作用。由于趋化因子梯度可驱动炎症和纤维化，因此，它们亦是破坏趋化因子梯度的潜在靶点。调控趋化因子水平治疗可能比抑制其分泌或阻断同源G蛋白偶联受体(GPCR)的药物治疗具有更好的选择性和有效性。替代疗法的药物研发包括：(1)靶向调控细胞外糖蛋白结构的酶；(2)阻断趋化因子-GAG结合的微生物产物；(3)合成与GAG强结合但与GPCR弱结合的趋化因子模拟物；(4)改变GAG与靶向趋化因子的结合能力等。取代糖萼的趋化因子、破坏趋化因子梯度、改变肝脏局部病理生理过程。研究者还进一步证实区域性功能结构可分别通过库普弗细胞和分化簇8 T细胞依赖机制，预防李斯特菌和疟疾的系统性感染。这种区域性屏障不仅可以清除病原体，还可以限制门静脉周围的有害炎症反应，防止损伤扩散到腺泡区和中央静脉周围代谢关键的肝脏细胞。区域性屏障的病理损伤则可能导致免疫细胞分布的改变，解释了肝脏炎症的一些组织学特征，如面间和小叶性肝炎以及静脉周围炎症等[2, 8]。

此外，肝病进程中往往伴随微生物组及免疫调控的改变。肠道菌群改变与多种免疫介导的炎性肝病密切相关，这其中包括酒精性脂肪性肝炎、NASH、原发性硬化性胆管炎和肝癌等[2, 11]。如增加含TLR-4激动剂的微生物产物暴露，是导致MyD88信号通路失调、诱发病理性肝脏炎症的关键因素，但这些通路如何驱动疾病进程还需进一步阐明。理解肝脏保护性区域免疫损伤是否会触发或加剧疾病进程对探讨肝脏疾病机制至关重要，并可能提供潜在的治疗策略。如肝内髓细胞和淋巴细胞在门静脉束周围富集，该免疫分带限制了门静脉周围区域的炎症反应，助于理解炎症损伤在肝脏疾病中的分布，有利于探寻导致持续性肝脏炎症和纤维化的驱动因素，靶向肝脏炎性疾病。提示在某些肝脏疾病中，微生物种群失调可能是驱动因素之一，微生物组的变化可能是致病性触发因素，而非肝脏疾病的结果。肝窦内皮细胞在感知共生菌、发挥抗原呈递功能，诱导免疫细胞迁移定植，形成肝脏区域免疫保护区的关键桥梁作用。靶向干预研究肝窦内皮细胞是目前的研究热点，也可能是干预炎性肝病进程的重要策略。

总之，作为肝常驻抗原提呈细胞，LSECs可摄取门静脉血中的抗原物质，参与肝脏，乃至全身的特异性免疫调节。LSECs在免疫细胞招募定植中，将各种免疫趋化细胞置于肠-肝免疫轴的中心，是肝区域免疫保护形成的关键。LSECs缺乏特异性免疫表型，成为其研究的重大挑战，但解析LSECs功能，利于阐明肝脏免疫网络及其在炎性肝脏疾病进程中的作用，是未来肝脏疾病研究的重点之一。