剖析肝纖維化中的肝臟樹突狀細(xì)胞的作用論文
肝臟纖維化是組織器官損傷后引發(fā)的一個(gè)多細(xì)胞參與的損傷修復(fù)過程，主要表現(xiàn)為肝臟內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix，ECM)的過度沉積。肝纖維化(hepaticfibrosis)常繼發(fā)于各種慢性炎癥損傷，其發(fā)生發(fā)展過程主要依賴于多種類型細(xì)胞及細(xì)胞因子的聯(lián)合作用，例如肝細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞(hepaticstellatecells，HSCs)、肝樹突狀細(xì)胞(dendriticcells，DCs)、自然殺傷(naturalkiller，NK)細(xì)胞以及內(nèi)皮細(xì)胞等，但其具體機(jī)制至今尚未明確。目前，很多學(xué)者認(rèn)為肝纖維化的主要發(fā)病機(jī)制是在肝臟持續(xù)損傷過程中，HSCs大量活化增殖，并轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞(MFB)，從而分泌大量膠原并合成ECM，促使其生成與降解失衡，最終導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生。近年來大量研究表明，免疫系統(tǒng)的激活與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其中尤以DCs在肝纖維化中的作用最為明顯。研究發(fā)現(xiàn)，肝DCs作為免疫反應(yīng)的重要媒介，在介導(dǎo)肝纖維化發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，尤其在肝纖維化發(fā)展的中期，DCs通過介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，釋放大量炎癥介質(zhì)，激活HSCs，進(jìn)而促進(jìn)ECM的生成，從而加劇肝纖維化的損傷。令人欣喜的是，研究還發(fā)現(xiàn)，肝纖維化的發(fā)展過程是可逆的，但臨床上對該病尚缺乏行之有效的治療手段。本文對DCs在肝纖維化中的作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，著重探討DCs介導(dǎo)肝纖維化發(fā)生發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制，為臨床針對DCs開展肝纖維化的研究提供重要參考。
1 DCs的生理功能及其在肝臟中的作用
DCs起源于骨髓，是體內(nèi)數(shù)量極少且具有異質(zhì)性的細(xì)胞群體，廣泛分布在多數(shù)淋巴和非淋巴組織器官。體內(nèi)的DCs按其成熟程度可分為成熟和未成熟兩類，且具有不同的生物學(xué)特征。機(jī)體在正常狀態(tài)下，DCs處于未成熟狀態(tài)，此時(shí)細(xì)胞具有較強(qiáng)的抗原內(nèi)吞加工處理能力，參與誘導(dǎo)免疫耐受;當(dāng)DCs捕獲抗原后，經(jīng)淋巴管遷移至次級淋巴組織，并在此過程中自發(fā)成熟，將抗原提呈給T細(xì)胞，激活T細(xì)胞免疫應(yīng)答。因此，DCs是連接初始免疫應(yīng)答和獲得性免疫應(yīng)答的重要橋梁。研究表明，DCs在肝臟內(nèi)的分布較少，占肝內(nèi)細(xì)胞總數(shù)較低，且人體肝活檢免疫組化結(jié)果顯示，DCs主要分布在肝門靜脈管道的周圍，少量分布在肝實(shí)質(zhì)區(qū)。DCs由血液經(jīng)肝竇遷移入淋巴結(jié)，因此肝竇可以作為肝DCs的重要富集區(qū)。在穩(wěn)定條件下，肝DCs根據(jù)不同的功能和形態(tài)可分為兩種細(xì)胞類型：漿細(xì)胞樣DCs(pDCs)和傳統(tǒng)DCs(cDCs)。小鼠早期過繼轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)表明，肝DCs主要起源于骨髓共同淋巴系前體細(xì)胞(CLP)和共同髓系前體細(xì)胞(CMP)。最近的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)MS樣酪氨酸激酶3(FMSliketyrosinekinase3，F(xiàn)lt3)配體可以促進(jìn)DCs的發(fā)育，小鼠敲除Flt3后，肝臟DCs的數(shù)量明顯降低，因此，F(xiàn)lt3可作為DCs發(fā)育過程中譜系限制性前體的標(biāo)志物。DCs作為體內(nèi)抗原呈遞能力最強(qiáng)的專職抗原提呈細(xì)胞，能夠介導(dǎo)肝臟免疫系統(tǒng)的激活和炎癥反應(yīng)的發(fā)生，從而影響肝臟正常的生理功能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DCs在肝臟的免疫耐受及肝穩(wěn)態(tài)的維持過程中的也發(fā)揮著重要作用。
2 DCs在肝纖維化的作用
2.1 DCs的促肝纖維化作用
在肝纖維化病程中期，大量的成熟的DCs會聚集到肝臟損傷部位并分泌大量的炎性介質(zhì)，促進(jìn)肝臟炎癥和纖維化的發(fā)生。Bleier等首次報(bào)道了DCs的動力學(xué)特征和功能變化對膽管結(jié)扎(bileductligation，BDL)肝纖維化的影響。結(jié)果表明，對小鼠實(shí)施BDL2周后，肝內(nèi)DCs數(shù)量擴(kuò)增至原來的15倍，且髓系DC亞群占DCs總數(shù)的比例從原來的20%增加至80%;體外進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)誘導(dǎo)后DCs可分泌大量的炎性因子，進(jìn)而激活T細(xì)胞，活化的T細(xì)胞浸潤并且進(jìn)行性損害肝實(shí)質(zhì)，促進(jìn)肝纖維化的發(fā)展。Connolly等在瘦素/硫代乙酰胺造肝纖維化小鼠模型中同樣也發(fā)現(xiàn)，肝內(nèi)DCs數(shù)量明顯增加，且體外分離孵育24h后，產(chǎn)生的炎性因子是正常小鼠中分離的DCs的2倍;從正常小鼠和纖維化小鼠肝臟分離非實(shí)質(zhì)細(xì)胞(nonparenchymalcell，NPC)，在無外源性刺激物L(fēng)PS作用下孵育24h，纖維化小鼠NPC中促肝纖維化的細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)量比正常組增加了近100倍;而纖維化小鼠肝臟NPC除去DCs后，其相應(yīng)的細(xì)胞因子和趨化因子表達(dá)量沒有明顯增加。這一結(jié)果證實(shí)DCs對肝纖維化時(shí)炎癥環(huán)境的重要調(diào)控作用，清除DCs能明顯降低肝臟纖維化環(huán)境中促纖維化的細(xì)胞因子和趨化因子大量增加的趨勢。進(jìn)一步將分離的DCs與HSCs共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)DCs可以誘導(dǎo)HSCs的增殖與活化。以上研究表明，在肝損傷纖維化炎癥反應(yīng)中，清除DCs可起到抗肝纖維化的作用。
2.2 DCs的抗肝纖維化作用
有趣的是，最新研究發(fā)現(xiàn)，在肝纖維化的早期和肝纖維化消退期，DCs又具有抗纖維化的作用。Blois等運(yùn)用硫代乙酰胺/四氯化碳造模小鼠肝纖維化，在纖維化早期，條件性地單次注射DT耗竭DCs。結(jié)果發(fā)現(xiàn)DCs的耗竭會加速膠原的沉積，促進(jìn)血管生成從而加劇肝纖維化。Henning等在非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholicsteatohepatitis，NASH)早期運(yùn)用CD11c.DTR小鼠模型也得到類似結(jié)果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)耗竭DCs后，肝細(xì)胞損傷速度加快，誘導(dǎo)肝纖維化的發(fā)生。同時(shí)，在乙型病毒性肝炎(HBV)導(dǎo)致的肝纖維化早期，體外擴(kuò)增DCs并回輸至HBV患者體內(nèi)，也同樣發(fā)現(xiàn)DCs可促進(jìn)病毒的清除，加速肝纖維化的逆轉(zhuǎn)。在肝臟損傷停止后的肝纖維化消退期，研究者采用DT條件性剔除小鼠CD11c+細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)肝纖維化的逆轉(zhuǎn)受到明顯的抑制，活化HSCs清除率降低。但是之后在CD11cDTR小鼠模型中鑒別出中性粒細(xì)胞，這暴露出了之前研究存在的局限性，因?yàn)橹行粤＜?xì)胞同樣能生成活性氧和金屬蛋白酶進(jìn)而影響纖維化。為了進(jìn)一步確證DCs逆轉(zhuǎn)肝纖維化作用，Jiao等用FMS樣酪氨酸激酶3配體(Flt3L)誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)DCs擴(kuò)增，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DCs的擴(kuò)增能加速肝纖維化的逆轉(zhuǎn)。那么DCs介導(dǎo)調(diào)控肝纖維化發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制究竟是什么呢?
3 DCs介導(dǎo)調(diào)控肝纖維化發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制
針對DCs在肝纖維化過程中的雙向調(diào)控作用，同時(shí)也為了更好地靶向調(diào)控DCs治療肝纖維化，近年來科研人員將更多的時(shí)間與精力投入在其調(diào)控肝纖維化的內(nèi)在機(jī)制研究上，并獲得了許多重要的發(fā)現(xiàn)�？偨Y(jié)起來主要有以下幾種內(nèi)在機(jī)制：
3.1 DCs促肝纖維化的分子機(jī)制 在慢性肝損傷過程中，研究者發(fā)現(xiàn)成熟的DCs可分泌大量的IL6和TNFα，一方面IL6激活T細(xì)胞，促進(jìn)免疫反應(yīng)，進(jìn)一步介導(dǎo)肝細(xì)胞損傷;另一方面，大量的TNFα和IL6還可促進(jìn)纖維母細(xì)胞的增殖，合成大量的ECM，并且能誘導(dǎo)單核細(xì)胞高表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制因子1(tissueinhibitorofmetalloproteinase，TIMP1)mRNA，TIMP1可抑制分解ECM的MMP9的活性。研究還發(fā)現(xiàn)肝臟髓系DCs大量募集的原因是由于GR1+細(xì)胞分泌了單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocytechemotacticprotein1，MCP1)，作為一個(gè)促纖維化的趨化因子，它能夠介導(dǎo)肝臟炎癥反應(yīng)，進(jìn)而誘導(dǎo)肝纖維化。此外，研究表明DCs可直接附著于成纖維細(xì)胞表面，注射DT誘導(dǎo)DCs耗竭，可破壞成纖維細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，同時(shí)抑制成纖維細(xì)胞的增殖[23]，進(jìn)而減少胞外ECM的沉積。值得一提的是DCs還可表達(dá)轉(zhuǎn)化生長因子β(transforminggrowthfactor，TGFβ)，TGFβ家族可與TβR受體結(jié)合，通過Ras/ERK和STATs途徑發(fā)生磷酸化，激活HSCs胞質(zhì)內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子Smad蛋白，進(jìn)而誘導(dǎo)HSCs活化并向MFB轉(zhuǎn)變，促進(jìn)ECM的沉積，參與肝纖維化的形成。同時(shí)，肝DCs細(xì)胞能表達(dá)一系列toll樣受體(tolllikereceptor，TLRs)，而TLRs與肝纖維化的發(fā)病機(jī)制直接相關(guān)。肝受到損傷后，肝內(nèi)的LPS增加，DCs表面的TLRs，尤其是TLR4表達(dá)增加。DCs能通過其表面的LPS/TLR4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)產(chǎn)生的TNFα增強(qiáng)HSCs以及T細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)肝纖維化。
3.2 DCs抗肝纖維化的分子機(jī)制
Blois等研究發(fā)現(xiàn)纖維化發(fā)生早期，DCs可分泌較多的可溶性血管內(nèi)皮生長因子受體1(solublefmsliketyrosinekinase，F(xiàn)lt1)，而sFlt1是一抗血管生成的強(qiáng)力因子，可與血管內(nèi)皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)特異性結(jié)合，從而抑制VEGF誘導(dǎo)的血管生成。研究還發(fā)現(xiàn)，在非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholicsteatohepatitis，NASH)導(dǎo)致的.肝纖維化初期，壞死的肝細(xì)胞釋放的內(nèi)容物因子可作用于DCs表面TLR9，進(jìn)而分泌大量的IL10，IL10是一種抑制炎性單核細(xì)胞活性的免疫調(diào)節(jié)因子，可降低肝臟中TNFα、IL6以及活性氧類(ROS)的釋放，從而減輕肝臟損傷程度，抑制肝纖維化的發(fā)展。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，DCs不僅可誘導(dǎo)增強(qiáng)T細(xì)胞的抗病毒作用，促進(jìn)病毒的清除，還能分泌大量的INFγ，引起HSCs的凋亡和細(xì)胞周期的阻滯，從而抑制肝纖維化。肝纖維化的實(shí)質(zhì)是HSC大量活化增殖，促使肝內(nèi)ECM生成與降解的失衡，過度產(chǎn)生的ECM在病變肝組織中沉積。研究者發(fā)現(xiàn)，在肝臟損傷停止后的肝纖維化消退期，DCs可分泌大量的MMP9，催化降解肝內(nèi)過度沉積的ECM，而當(dāng)小鼠缺失MMP9基因時(shí)，遷移的DCs則不能有效促進(jìn)ECM的降解。此外研究還發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞作為一種自身免疫淋巴細(xì)胞，可被DCs激活，進(jìn)而特異性識別活化的HSCs，并對HSCs產(chǎn)生明顯的殺傷作用，從而抑制肝纖維化的發(fā)生。以上的研究結(jié)果表明，在肝臟損傷停止后，體內(nèi)誘導(dǎo)DCs的擴(kuò)增可能是治療肝纖維化的新策略。
4 小結(jié)
近年來DCs在肝纖維化中的作用逐漸受到重視，DCs與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系，并且在肝纖維化的不同階段顯示出不同的作用，表現(xiàn)為雙向調(diào)控作用(Fig1)。因此，針對肝纖維化不同時(shí)期來調(diào)節(jié)DCs的功能，可能成為免疫學(xué)角度治療肝臟纖維化的新靶標(biāo)。然而，有關(guān)DCs在肝損傷纖維化模型中作用的研究還存在許多不足，例如大部分研究主要集中在DCs對纖維化后期肝臟炎癥微環(huán)境的調(diào)控，沒有揭示DCs對纖維化的直接作用。其次，由于DCs缺乏明確的表面標(biāo)志物，研究者在實(shí)驗(yàn)中主要將CD11c+細(xì)胞默認(rèn)為DCs，沒有特異性區(qū)分炎癥情況下同樣會表達(dá)該標(biāo)志物的其他細(xì)胞，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果還存在一定的爭議。
此外，研究中實(shí)驗(yàn)方法往往采用較為單一的肝損傷纖維化模型(膽汁淤積或毒素)，而未在其他模型中進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。圍繞這些新的問題，運(yùn)用優(yōu)良的基因模型、分選流式細(xì)胞儀和形態(tài)特征對DCs標(biāo)準(zhǔn)化的鑒別，將有利于更全面的認(rèn)識DCs在肝纖維化中的作用。
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