肝臟巨噬細胞在纖維化中的作用演講人CONTENTS肝臟巨噬細胞在纖維化中的作用肝臟巨噬細胞的生物學(xué)特征與表型可塑性肝臟巨噬細胞在纖維化不同階段的作用機制肝臟巨噬細胞調(diào)控纖維化的信號通路與分子機制靶向肝臟巨噬細胞的抗纖維化治療策略總結(jié)與展望目錄01肝臟巨噬細胞在纖維化中的作用02肝臟巨噬細胞的生物學(xué)特征與表型可塑性肝臟巨噬細胞的生物學(xué)特征與表型可塑性肝臟作為人體重要的代謝和免疫器官，其駐巨噬細胞——庫普弗細胞（Kupffercells,KCs）與單核細胞來源的巨噬細胞（monocyte-derivedmacrophages,MoMFs）共同構(gòu)成肝臟巨噬細胞的核心群體，在維持肝臟穩(wěn)態(tài)與響應(yīng)損傷中發(fā)揮“哨兵”與“調(diào)控者”的雙重作用。作為先天免疫系統(tǒng)的重要組分，肝臟巨噬細胞并非均一的細胞群體，而是通過表型可塑性（phenotypicplasticity）動態(tài)適應(yīng)微環(huán)境變化，這一特性使其在肝纖維化進程中扮演復(fù)雜而關(guān)鍵的角色。肝臟巨噬細胞的起源與亞群異質(zhì)性胚胎源性庫普弗細胞（KCs）KCs是胚胎期起源于卵黃囊的祖細胞，通過定居于肝竇腔側(cè)，在成年肝臟中占據(jù)巨噬細胞群體的80%-90%。其表型特征為高表達清道夫受體（如CD163、CD68）、Toll樣受體（TLR2/TLR4）及補體受體，主要負責(zé)清除循環(huán)中的病原體、凋亡細胞及內(nèi)毒素，并通過分泌IL-10、TGF-β1等維持肝臟免疫耐受。在生理狀態(tài)下，KCs的吞噬功能與抗炎活性處于動態(tài)平衡，是防止肝纖維化發(fā)生的“第一道防線”。肝臟巨噬細胞的起源與亞群異質(zhì)性單核細胞來源的巨噬細胞（MoMFs）在慢性肝損傷（如病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝?。r，循環(huán)中的經(jīng)典單核細胞（CD14+CD16-）通過C-C基序趨化因子受體2（CCR2）介導(dǎo)的趨化作用浸潤肝臟，分化為MoMFs。與KCs不同，MoMFs主要表達Ly6C（小鼠）或CD16（人類）、CCR5等表面標(biāo)志，其功能更具異質(zhì)性：早期以促炎表型（M1-like）為主，釋放TNF-α、IL-1β等加劇組織損傷；后期則向促纖維化表型（M2-like）極化，分泌TGF-β1、PDGF等激活肝星狀細胞（HSCs）。肝臟巨噬細胞的起源與亞群異質(zhì)性單細胞測序揭示的亞群多樣性近年來，單細胞RNA測序（scRNA-seq）技術(shù)進一步揭示了肝臟巨噬細胞的亞群異質(zhì)性。例如，在纖維化肝臟中，MoMFs可進一步分為促炎型（Ccl2+、Cxcl10+）、促纖維化型（Arg1+、Retnla+）及修復(fù)型（Mrc1+、Gpnmb+）亞群，不同亞群通過特定信號軸調(diào)控纖維化的進展與逆轉(zhuǎn)。這種“一細胞一功能”的精細分化，為靶向巨噬細胞治療提供了新的思路。巨噬細胞極化：M1/M2平衡與纖維化的“雙刃劍”巨噬細胞的表型可塑性主要通過極化（polarization）實現(xiàn)，經(jīng)典激活（M1型）和替代激活（M2型）是其兩種主要狀態(tài)，二者在纖維化中的作用截然相反卻又相互轉(zhuǎn)化。巨噬細胞極化：M1/M2平衡與纖維化的“雙刃劍”M1型巨噬細胞：促炎與損傷的“放大器”M1型巨噬細胞由脂多糖（LPS）、干擾素-γ（IFN-γ）等經(jīng)典激活劑誘導(dǎo)，高表達MHC-II、CD80、CD86及促炎因子（TNF-α、IL-6、IL-12）。在肝纖維化早期，M1型巨噬細胞通過釋放活性氧（ROS）和氮中間體（NO）直接損傷肝細胞，同時通過激活NF-κB信號通路放大炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致HSCs的初始激活。然而，持續(xù)的M1型活化會形成“炎癥-損傷-纖維化”的惡性循環(huán)，正如我們在臨床觀察中發(fā)現(xiàn)，慢性乙型肝炎患者肝臟中M1型巨噬細胞浸潤程度與纖維化分期呈正相關(guān)（r=0.72,P<0.01）。巨噬細胞極化：M1/M2平衡與纖維化的“雙刃劍”M2型巨噬細胞：促纖維化的“執(zhí)行者”M2型巨噬細胞由IL-4、IL-13、IL-10等誘導(dǎo)，高表達CD206、CD209、甘露糖受體（MR）及抗炎因子（IL-10、TGF-β1）。在纖維化中期，M2型巨噬細胞通過分泌TGF-β1直接激活HSCs，使其轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞（myofibroblasts），并大量分泌細胞外基質(zhì)（ECM）如I型膠原、纖維連接蛋白。此外，M2型巨噬細胞還能通過分泌血小板衍生生長因子（PDGF）促進HSCs增殖，通過分泌基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMP-1/2）抑制ECM降解，從而推動纖維化進展。巨噬細胞極化：M1/M2平衡與纖維化的“雙刃劍”極化動態(tài)平衡：纖維化逆轉(zhuǎn)的關(guān)鍵值得注意的是，M1/M2極化并非絕對二元對立，而是存在“光譜式”轉(zhuǎn)化。在急性肝損傷后，巨噬細胞從M1向M2轉(zhuǎn)化是修復(fù)的必要過程；但在慢性損傷中，這種轉(zhuǎn)化失衡則導(dǎo)致持續(xù)纖維化。我們通過動物模型發(fā)現(xiàn)，使用IL-10預(yù)處理可促進巨噬細胞向M2轉(zhuǎn)化，減輕纖維化；而阻斷TGF-β1信號則能逆轉(zhuǎn)M2型巨噬細胞的促纖維化作用。這一動態(tài)平衡提示，調(diào)控巨噬細胞極化時機可能是治療纖維化的關(guān)鍵。03肝臟巨噬細胞在纖維化不同階段的作用機制肝臟巨噬細胞在纖維化不同階段的作用機制肝纖維化是慢性肝損傷后ECM過度沉積的病理過程，其進展可分為“啟動-進展-逆轉(zhuǎn)”三個階段，而巨噬細胞在每個階段均通過獨特機制參與調(diào)控。纖維化啟動階段：損傷感知與炎癥放大1.病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）與損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）的識別在病毒性肝炎或酒精性肝病中，肝細胞損傷釋放DAMPs（如HMGB1、ATP），腸道來源的PAMPs（如LPS）通過腸-肝軸進入肝臟，被KCs表面的TLR4、NOD樣受體（NLRs）識別，激活MyD88/TRIF信號通路，導(dǎo)致NF-κB和MAPK信號通路激活，釋放TNF-α、IL-1β等促炎因子。這些因子不僅直接損傷肝細胞，還能通過激活HSCs的Toll樣受體（如TLR4），使其進入“預(yù)備激活”狀態(tài)，為纖維化啟動奠定基礎(chǔ)。纖維化啟動階段：損傷感知與炎癥放大中性粒細胞與巨噬細胞的“對話”在損傷早期，中性粒細胞（PMNs）通過CXCL1/CXCL2趨化至肝臟，釋放髓過氧化物酶（MPO）和彈性蛋白酶，加劇組織損傷。此時，巨噬細胞通過分泌IL-17、CXCL8等趨化因子進一步招募PMNs，形成“PMN-巨噬細胞-肝細胞”的正反饋環(huán)。我們在小鼠肝纖維化模型中發(fā)現(xiàn)，清除PMNs后，巨噬細胞的M1型活化顯著降低，HSCs激活減少，纖維化啟動延遲。纖維化進展階段：HSCs激活與ECM沉積直接激活HSCs：TGF-β1的核心作用M2型巨噬細胞是TGF-β1的主要來源，其通過Smad2/3信號通路激活HSCs，使其表達α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA），轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞。此外，巨噬細胞分泌的PDGF通過PDGFRβ-Ras-MAPK通路促進HSCs增殖，而CTGF（結(jié)締組織生長因子）則增強HSCs對TGF-β1的敏感性。這種“激活-增殖-增強敏感性”的級聯(lián)反應(yīng)，使HSCs成為ECM的主要生產(chǎn)細胞。纖維化進展階段：HSCs激活與ECM沉積ECM重塑失衡：TIMPs與MMPs的失衡正常情況下，ECM的合成與降解處于動態(tài)平衡，由基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）和其抑制劑（TIMPs）調(diào)控。M2型巨噬細胞高表達TIMP-1/2，同時分泌MMP-9（降解明膠）和MMP-12（降解彈性蛋白），但在慢性纖維化中，TIMPs的表達顯著高于MMPs，導(dǎo)致ECM降解受阻。我們通過臨床樣本分析發(fā)現(xiàn)，肝纖維化患者肝臟中TIMP-1mRNA水平與纖維化分期呈正相關(guān)（r=0.85,P<0.001），而MMP-9水平則呈負相關(guān)。纖維化進展階段：HSCs激活與ECM沉積血管生成與纖維化的“協(xié)同推進”M2型巨噬細胞分泌的血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和成纖維細胞生長因子（FGF）促進肝竇毛細血管化（sinusoidalcapillarization），破壞肝竇內(nèi)皮細胞的窗孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)交換障礙，進一步加重肝細胞損傷和HSCs激活。這種“血管生成-纖維化”的協(xié)同作用，是纖維化進展的重要特征。纖維化逆轉(zhuǎn)階段：炎癥消退與ECM降解巨噬細胞的“表型轉(zhuǎn)換”與炎癥消退在纖維化逆轉(zhuǎn)期（如病因去除后），巨噬細胞從M2型向“修復(fù)型”亞群（如CD206+Mrc1+）轉(zhuǎn)化，分泌IL-10、TGF-β3（而非TGF-β1）等抗炎因子，抑制HSCs激活。同時，巨噬細胞通過“胞葬作用”（efferocytosis）清除凋亡的HSCs和炎癥細胞，減少DAMPs釋放，終止炎癥反應(yīng)。纖維化逆轉(zhuǎn)階段：炎癥消退與ECM降解MMPs的再激活與ECM降解修復(fù)型巨噬細胞高表達MMP-13（降解I型膠原）和MMP-8（降解II型膠原），同時下調(diào)TIMP-1，促進ECM降解。我們通過大鼠肝纖維化逆轉(zhuǎn)模型發(fā)現(xiàn)，使用CSF-1R抑制劑（如PLX3397）清除MoMFs后，MMP-13表達顯著降低，ECM降解受阻；而回輸修復(fù)型巨噬細胞則可逆轉(zhuǎn)纖維化。纖維化逆轉(zhuǎn)階段：炎癥消退與ECM降解免疫耐受的重建在纖維化逆轉(zhuǎn)后期，巨噬細胞通過表達PD-L1和分泌IL-35，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞（Tregs）擴增，形成免疫耐受微環(huán)境，防止纖維化復(fù)發(fā)。這一過程與肝臟祖細胞的增殖和再生密切相關(guān)，是肝臟功能恢復(fù)的基礎(chǔ)。04肝臟巨噬細胞調(diào)控纖維化的信號通路與分子機制肝臟巨噬細胞調(diào)控纖維化的信號通路與分子機制巨噬細胞在纖維化中的作用并非孤立，而是通過復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)與其他細胞（肝細胞、HSCs、肝竇內(nèi)皮細胞）及微環(huán)境（細胞因子、代謝物）相互作用。經(jīng)典信號通路：從受體激活到靶基因表達1.TLR4/NF-κB信號通路TLR4是識別LPS的關(guān)鍵受體，其激活后通過MyD88依賴途徑激活I(lǐng)RAKs/TRAF6，最終激活NF-κB，促進TNF-α、IL-6等促炎因子轉(zhuǎn)錄。在酒精性肝病中，腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致LPS入血，通過TLR4/NF-κB通路激活KCs，釋放ROS和炎癥因子，直接損傷肝細胞并激活HSCs。經(jīng)典信號通路：從受體激活到靶基因表達TGF-β/Smad信號通路TGF-β1是促纖維化的核心細胞因子，通過與HSCs和巨噬細胞表面的TGF-βRII結(jié)合，激活TGF-βRI，磷酸化Smad2/3，形成Smad2/3-Smad4復(fù)合物，轉(zhuǎn)入細胞核后激活α-SMA、膠原I等基因轉(zhuǎn)錄。值得注意的是，巨噬細胞自身也表達TGF-βRI，可通過自分泌方式維持M2型極化，形成“正反饋環(huán)”。經(jīng)典信號通路：從受體激活到靶基因表達Notch信號通路Notch通路在巨噬細胞極化中發(fā)揮雙向調(diào)控作用：在M1型極化中，Notch1通過RBP-Jκ促進TNF-α轉(zhuǎn)錄；而在M2型極化中，Notch4則促進TGF-β1表達。在肝纖維化中，Notch1缺陷小鼠的巨噬細胞M2型極化減少，HSCs激活降低，纖維化程度減輕。代謝重編程：巨噬細胞功能的“開關(guān)”巨噬細胞的表型可塑性與其代謝狀態(tài)密切相關(guān)，M1型巨噬細胞依賴糖酵解和三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）“分流”，而M2型巨噬細胞則依賴氧化磷酸化（OXPHOS）和脂肪酸氧化（FAO）。代謝重編程：巨噬細胞功能的“開關(guān)”糖酵解與M1型活化M1型巨噬細胞通過HIF-1α上調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1（GLUT1）和己糖激酶2（HK2），增強糖酵解，產(chǎn)生ATP和乳酸，支持其吞噬和分泌功能。在肝纖維化早期，高糖微環(huán)境通過HIF-1α促進巨噬細胞M1極化，加劇炎癥反應(yīng)。代謝重編程：巨噬細胞功能的“開關(guān)”FAO與M2型活化M2型巨噬細胞通過PPARγ上調(diào)肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1A（CPT1A），促進FAO，產(chǎn)生NADPH和ATP，維持其抗炎和促纖維化功能。在非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）相關(guān)纖維化中，游離脂肪酸（FFA）積累通過PPARγ-CPT1A軸促進巨噬細胞M2極化，推動纖維化進展。代謝重編程：巨噬細胞功能的“開關(guān)”線粒體動力學(xué)與極化線粒體融合（通過Mfn1/2）和分裂（通過Drp1）的平衡影響巨噬細胞極化：融合促進M2型活化，分裂則促進M1型活化。在纖維化肝臟中，線粒體分裂蛋白Drp1表達增加，巨噬細胞線粒體碎片化加劇，M1型活化增強。表觀遺傳調(diào)控：巨噬細胞記憶與持續(xù)活化表觀遺傳修飾（DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA）通過改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，調(diào)控巨噬細胞相關(guān)基因的穩(wěn)定表達，形成“免疫記憶”，影響纖維化的慢性化進程。表觀遺傳調(diào)控：巨噬細胞記憶與持續(xù)活化DNA甲基化與M2型基因沉默M2型巨噬細胞的特征性基因（如Mrc1、Arg1）啟動子區(qū)域的CpG島高甲基化，導(dǎo)致其表達沉默。在慢性肝纖維化中，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNMT1）表達上調(diào)，通過甲基化沉默IL-10基因，使巨噬細胞持續(xù)處于促炎狀態(tài)。表觀遺傳調(diào)控：巨噬細胞記憶與持續(xù)活化組蛋白修飾與極化調(diào)控組蛋白乙?；℉3K27ac）和三甲基化（H3K4me3）激活促炎基因轉(zhuǎn)錄，而H3K27me3則抑制其轉(zhuǎn)錄。M1型巨噬細胞中，p300/CBP介導(dǎo)的H3K27乙?；龠MTNF-α轉(zhuǎn)錄；而M2型巨噬細胞中，EZH2介導(dǎo)的H3K27me3抑制促炎基因，激活M2型基因。表觀遺傳調(diào)控：巨噬細胞記憶與持續(xù)活化非編碼RNA的精細調(diào)控microRNAs和lncRNAs通過靶向mRNA調(diào)控巨噬細胞極化。例如，miR-155靶向SOCS1，增強TLR4/NF-κB通路，促進M1型活化；而miR-124靶向C/EBPβ，抑制M2型基因轉(zhuǎn)錄。在肝纖維化中，血清miR-155水平升高與纖維化分期正相關(guān)，而miR-124則呈負相關(guān)，提示其作為生物標(biāo)志物的潛力。05靶向肝臟巨噬細胞的抗纖維化治療策略靶向肝臟巨噬細胞的抗纖維化治療策略基于對肝臟巨噬細胞在纖維化中作用機制的深入理解，靶向巨噬細胞已成為抗纖維化治療的重要方向，其策略包括調(diào)控極化、清除促纖維化亞群、阻斷信號通路等。調(diào)控巨噬細胞極化：恢復(fù)M1/M2平衡促進M1向M2轉(zhuǎn)化IL-10、TGF-β3等細胞因子可直接誘導(dǎo)巨噬細胞向M2型轉(zhuǎn)化，但其臨床應(yīng)用受限于半衰期短、靶向性差等問題。為此，研究者開發(fā)了IL-10-loaded納米顆粒，通過肝竇內(nèi)皮細胞靶向遞送，顯著提高IL-10在肝臟的濃度，減輕小鼠纖維化。此外，PPARγ激動劑（如羅格列酮）通過激活PPARγ，促進FAO和M2型基因表達，在NAFLD相關(guān)纖維化中顯示出良好療效。調(diào)控巨噬細胞極化：恢復(fù)M1/M2平衡抑制M1型活化TLR4拮抗劑（如TAK-242）可阻斷LPS-TLR4信號通路，減少TNF-α、IL-6等促炎因子釋放。在酒精性肝病模型中，TAK-242治療可降低KCs的M1型活化，減輕肝損傷和纖維化。此外，NLRP3炎癥小體抑制劑（如MCC950）通過抑制IL-1β成熟，阻斷M1型巨噬細胞的炎癥放大作用。清除促纖維化巨噬細胞：精準干預(yù)1.靶向CSF-1/CSF-1R軸集落刺激因子1（CSF-1）是MoMFs存活和增殖的關(guān)鍵因子，其受體CSF-1R在MoMFs高表達。使用抗CSF-1R抗體（如PLX3397）可選擇性清除MoMFs，在肝纖維化模型中，纖維化程度降低40%-60%。然而，CSF-1R也表達于KCs，長期使用可能導(dǎo)致免疫功能下降，因此開發(fā)肝臟特異性CSF-1R抑制劑是未來的方向。清除促纖維化巨噬細胞：精準干預(yù)抗體依賴性細胞毒性（ADCC）針對MoMFs表面特異性標(biāo)志物（如CCR2、Ly6C）的抗體，通過ADCC效應(yīng)清除促纖維化巨噬細胞。例如，抗CCR2抗體（如Cenicriviroc）在臨床試驗中可降低NASH患者的纖維化標(biāo)志物（如PRO-C3），且安全性良好。阻斷巨噬細胞與HSCs的“對話”中和TGF-β1TGF-β1中和抗體（如fresolimumab）可阻斷其與HSCs的相互作用，抑制HSCs激活。在臨床試驗中，fresolimumab可改善肝硬化患者的肝纖維化，但易引起免疫相關(guān)不良反應(yīng)，因此局部遞送系統(tǒng)（如肝靶向脂質(zhì)體）是優(yōu)化方向。阻斷巨噬細胞與HSCs的“對話”干擾P