引用本文： 陳邦良, 麻勇. 肝臟非實質細胞在肝臟缺血再灌注損傷中作用的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2020, 27(6): 755-758. doi: 10.7507/1007-9424.201910051 復制
缺血再灌注損傷最早由 Jennings 在 1960 年提出，其中缺血造成的損傷系指組織器官中斷血液供應后導致細胞缺氧并伴隨新陳代謝功能受損；而再灌注損傷則系指在組織器官血液灌注的恢復過程中損傷進一步加重的現象。肝臟缺血再灌注損傷（HIRI）是肝臟手術過程中常見的病理損傷，可見于肝臟部分切除、肝臟移植手術等，且 HIRI 與肝臟術后肝臟功能障礙和衰竭有密切關系[1-2]。HIRI 可以分為 3 個階段：缺血階段、早期再灌注階段和晚期再灌注階段。其中，缺血階段的持續時間越長，后續再灌注階段的損傷程度越重；在早期再灌注階段中，活化的 Kupffer 細胞不僅可以釋放活性氧（ROS）等誘導氧化應激和肝細胞損傷，還可以介由多種炎癥介質誘導淋巴細胞的活化和聚集，最終造成 HIRI 早期較輕的肝臟損傷；晚期再灌注階段則主要是中性粒細胞聚集到缺血的區域，它通過分泌多種蛋白酶導致更加嚴重的肝臟損傷。在這些階段中由 Kupffer 細胞、肝竇狀內皮細胞（SEC）、肝臟星狀細胞（HSC）、樹突狀細胞（DC）[3]等組成的肝臟非實質細胞，雖然總數只占肝臟細胞總數的 1/3，但是它們發揮的作用卻不容忽視[4]。筆者現就肝臟非實質細胞在 HIRI 中的作用進行綜述，以期為臨床 HIRI 的防治提供新的思路。
1 Kupffer 細胞
Kupffer 細胞是位于肝竇內的固有巨噬細胞，作為人體內占比最大的固有巨噬細胞群，它可以吞噬病原體、吞噬微生物、使細胞凋亡等，由于巨噬細胞普遍在促炎和抗炎兩方面都發揮作用，因此，HIRI 過程中 Kupffer 細胞的功能也十分復雜。
Kupffer 細胞的活化可以通過與細胞表面的 Toll 樣受體（TLRs）和損傷相關分子模式（DAMPs）結合實現。活化 Kupffer 細胞中的高遷移率族蛋白 B1（HMGB1）/Toll 樣受體 4（TLR-4）/核因子 κB（NF-κB）通路可以促進促炎癥因子釋放；丹參酮ⅡA 可以抑制通路中 HMGB1 的表達，從而在 HIRI 中發揮保護作用[5]。Kupffer 細胞也可以被 HIRI 中的內質網應激信號通路活化，并通過肌醇依賴酶 1α（IRE1α）/腫瘤壞死因子受體相關因子 2 （TRAF2）/NF-κB 通路增加促炎因子釋放，牛磺熊去氧膽酸則可以抑制這一通路，從而減輕 HIRI 中的無菌性炎癥反應[6]。
Kupffer 細胞活化后可通過多種途徑加劇 HIRI 造成的肝臟損傷。Kupffer 細胞是 HIRI 早期 ROS 的主要來源，有研究[7]指出，HIRI 中產生的高水平 ROS 可能是由于再灌注過程中的線粒體功能障礙導致的。HIRI 中產生的大量 ROS 可以破壞 DNA 以及其他細胞大分子，如蛋白質和脂質，導致炎癥、充血、壞死和凋亡[8-10]；Kupffer 細胞也可分泌多種化學因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、CC 類趨化因子 2（CCL2）、CXC 類趨化因子巨噬細胞炎癥蛋白-2（MIP-2）等，通過與中性粒細胞表面對應的受體結合誘導中性粒細胞從骨髓遷移到炎癥組織，從而加劇 HIRI 中的無菌性炎癥損傷[11-13]；另外，內質網應激通路活化后，Kupffer 細胞還可通過分泌白介素-6 調節 T 細胞的分化，提升輔助性 T 細胞 17（Th17）的比例，使 HIRI 造成的損傷更加嚴重[14]。
值得注意的是，Kupffer 細胞在 HIRI 過程中也可通過多種途徑發揮減輕 HIRI 造成的肝臟損傷的作用。如 Kupffer 細胞表面的 α7 煙堿乙酰膽堿受體（α7nAC-hR），作為巨噬細胞表面的乙酰膽堿受體，有研究[15]表明，其被迷走神經活化后可減輕 HIRI 誘導的線粒體腫脹。另有研究[16]發現，α7nAC-hR 被迷走神經激活后還能減輕 HIRI 中的肝細胞凋亡，這在揭示 Kupffer 細胞具有減輕 HIRI 造成的損傷作用的同時，也強調了迷走神經在肝臟手術中的重要性。
Kupffer 細胞所表達的血紅素加氧酶-1（HO-1）可以在 HIRI 過程中發揮抗炎和抗凋亡作用[17]。Li 等[18]發現，蝦青素可以提升核因子 E2 相關因子 2（Nrf-2）水平，進而促進 HO-1 在 Kupffer 細胞中的表達，同時減少促炎因子釋放；另有文獻[19-20]表明，Nrf-2/HO-1 通路參與細胞自噬過程，在 HIRI 過程中為肝臟提供保護。有關 Kupffer 細胞中 HO-1 的研究為我們探索減輕 HIRI 提供了重要的思路。
2 SEC
SEC 是組成肝竇血管壁的高度特異化的內皮細胞，其表面存在許多直徑為 100～150 nm 的窗孔并且缺乏基底膜結構。SEC 不僅可以通過釋放細胞因子加劇無菌性炎癥反應的發生，其自身受到損害后也可加重 HIRI 造成的損傷。
中性粒細胞在 HIRI 的無菌性炎癥反應的發生和發展中有重要作用。研究[21]發現，SEC 釋放的白介素-33 通過誘導中性粒細胞外陷阱網（NET）的形成，在 HIRI 過程中可以造成嚴重的無菌性炎癥反應，加重肝臟損傷。并有實驗[22]證實，在 HIRI 中抑制 SEC 釋放的白介素-33 確實可以減少中性粒細胞的滲透和肝細胞死亡。SEC 所表達的黏附分子如細胞內黏附分子-1（ICAM-1）在中性粒細胞的黏附和遷移過程中同樣有重要的促進作用，亦可以加重 HIRI 對肝臟的損傷，現已有針對 ICAM-1 的影像分析技術，可為 HIRI 的早期評估提供幫助[23]。
傳統觀點認為，HIRI 過程中，缺血后的肝臟組織損傷主要位于肝細胞和 SEC[24]。近來有研究[25]表明，在超微結構水平，缺血對 SEC 造成的損傷更加嚴重。Teoh 等[26]的研究發現，SEC 在 HIRI 中受到損傷后會釋放微粒（MP），MP 通過其促炎作用及活化血小板作用而加重 HIRI。還有文獻[27-28]提出，在 HIRI 過程中損傷的 SEC 會導致肝竇周隙出血并引發肝小葉中心區出血性壞死，這可能和 SEC 損傷后誘導的外滲血小板聚集有關。
鑒于 SEC 損傷在 HIRI 加劇過程中起著關鍵的作用，研究人員嘗試通過多種途徑減輕 SEC 損傷。如 SEC 表面的鞘氨醇-1-磷酸受體-1 被激活后可以減輕 SEC 的損傷，而生長抑素亦可在 HIRI 中保護 SEC；肝移植過程中的逐漸復溫技術也為減輕 HIRI 對 SEC 的損傷提供了新的方法[29-31]。
3 HSC
HSC 是存在于肝竇周圍的固有間充質細胞，它具有固有成纖維細胞和血管周細胞的特征，占肝臟細胞總數的 5%～8%[32]；它不僅參與調控 HIRI 造成的損傷，在 HIRI 損傷的修復過程中也有重要作用。
HSC 在 HIRI 中具有雙向調節作用。一方面，HSC 能誘導肝臟中調節性 T 細胞（Treg）的增殖，從而減輕 HIRI 損傷[33]。另一方面，HSC 在 HIRI 刺激下可以釋放 ROS 誘導肝細胞的凋亡[34]。Stewart 等[35]認為，HSC 還是 HIRI 過程中 TNF-α 的主要來源，但由于其實驗結果為 HSC 數目的減少伴隨 TNF-α 表達水平的降低，因而 Marcos[36]認為還存在另外一種可能，即 HSC 數目的減少通過干預 Kupffer 細胞的表型轉化而降低了 TNF-α 在 Kupffer 細胞中的表達水平，盡管其具體機制有待明確，但 HSC 在加劇 HIRI 方面的作用不容忽視。
HSC 還參與 HIRI 損傷后肝臟的損傷修復過程。這一修復過程主要包括壞死物質的清除和肝細胞的再生。新近研究[37]發現，HIRI 損傷后，壞死組織邊緣存在顯著的 HSC 增殖。Konishi 等[38]的研究進一步明確了，增殖的 HSC 首先會分化為肌成纖維細胞，而后啟動肝纖維化參與 HIRI 的損傷修復，并且這種肝纖維化具有一定的可逆性和自限性。
4 DC
DC 是肝臟內的抗原呈遞細胞，它可以通過天然性免疫應答和適應性免疫應答兩種途徑對 HIRI 產生重要影響。
肝臟中存在兩種 DC：髓樣樹突狀細胞（mDCs）和漿細胞樣樹突狀細胞（pDCs），它們在 HIRI 造成的天然免疫應答中發揮著不同的作用：mDCs 表達的 CD39 可以減少促炎因子的產生，抑制肝移植過程中的 HIRI[39]；而 pDCs 則促進干擾素 α（IFNα）的產生，加劇 HIRI 過程中的細胞凋亡[40]。
傳統觀點認為，DC 可以通過兩種途徑高效激活 T 細胞介導的適應性免疫反應：一種是通過主要組織相容復合體呈遞的抗原與 T 細胞特異性抗體結合，另一種是介由共刺激分子 CD40 等參與的信號通路來激活 T 細胞[3]。Funken 等[41]的實驗證明，DC 介由共刺激分子 CD44 對 CD4+T 細胞進行調節，并可以加劇 HIRI。另有研究[42]發現，DC 表達的 T 細胞免疫球蛋白結構域和黏蛋白結構域 4（TIM-4）也參與 T 細胞的分化過程，阻斷其通路會誘導調節性 T 細胞占比增加，從而減輕 HIRI。
5 小結與展望
HIRI 是肝臟手術中常見的損傷，因影響因素眾多，其機制尚未明確。隨著研究的深入，明確調節基因與精準靶向細胞尤為重要。肝臟非實質細胞是其中不可忽視的影響因素之一，針對肝臟非實質細胞在 HIRI 中的作用研究將有助于更好地理解 HIRI，也為臨床調控 HIRI 提供了新的思路和方法。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：陳邦良負責撰寫文章及投稿，麻勇指導論文寫作。
缺血再灌注損傷最早由 Jennings 在 1960 年提出，其中缺血造成的損傷系指組織器官中斷血液供應后導致細胞缺氧并伴隨新陳代謝功能受損；而再灌注損傷則系指在組織器官血液灌注的恢復過程中損傷進一步加重的現象。肝臟缺血再灌注損傷（HIRI）是肝臟手術過程中常見的病理損傷，可見于肝臟部分切除、肝臟移植手術等，且 HIRI 與肝臟術后肝臟功能障礙和衰竭有密切關系[1-2]。HIRI 可以分為 3 個階段：缺血階段、早期再灌注階段和晚期再灌注階段。其中，缺血階段的持續時間越長，后續再灌注階段的損傷程度越重；在早期再灌注階段中，活化的 Kupffer 細胞不僅可以釋放活性氧（ROS）等誘導氧化應激和肝細胞損傷，還可以介由多種炎癥介質誘導淋巴細胞的活化和聚集，最終造成 HIRI 早期較輕的肝臟損傷；晚期再灌注階段則主要是中性粒細胞聚集到缺血的區域，它通過分泌多種蛋白酶導致更加嚴重的肝臟損傷。在這些階段中由 Kupffer 細胞、肝竇狀內皮細胞（SEC）、肝臟星狀細胞（HSC）、樹突狀細胞（DC）[3]等組成的肝臟非實質細胞，雖然總數只占肝臟細胞總數的 1/3，但是它們發揮的作用卻不容忽視[4]。筆者現就肝臟非實質細胞在 HIRI 中的作用進行綜述，以期為臨床 HIRI 的防治提供新的思路。
1 Kupffer 細胞
Kupffer 細胞是位于肝竇內的固有巨噬細胞，作為人體內占比最大的固有巨噬細胞群，它可以吞噬病原體、吞噬微生物、使細胞凋亡等，由于巨噬細胞普遍在促炎和抗炎兩方面都發揮作用，因此，HIRI 過程中 Kupffer 細胞的功能也十分復雜。
Kupffer 細胞的活化可以通過與細胞表面的 Toll 樣受體（TLRs）和損傷相關分子模式（DAMPs）結合實現。活化 Kupffer 細胞中的高遷移率族蛋白 B1（HMGB1）/Toll 樣受體 4（TLR-4）/核因子 κB（NF-κB）通路可以促進促炎癥因子釋放；丹參酮ⅡA 可以抑制通路中 HMGB1 的表達，從而在 HIRI 中發揮保護作用[5]。Kupffer 細胞也可以被 HIRI 中的內質網應激信號通路活化，并通過肌醇依賴酶 1α（IRE1α）/腫瘤壞死因子受體相關因子 2 （TRAF2）/NF-κB 通路增加促炎因子釋放，牛磺熊去氧膽酸則可以抑制這一通路，從而減輕 HIRI 中的無菌性炎癥反應[6]。
Kupffer 細胞活化后可通過多種途徑加劇 HIRI 造成的肝臟損傷。Kupffer 細胞是 HIRI 早期 ROS 的主要來源，有研究[7]指出，HIRI 中產生的高水平 ROS 可能是由于再灌注過程中的線粒體功能障礙導致的。HIRI 中產生的大量 ROS 可以破壞 DNA 以及其他細胞大分子，如蛋白質和脂質，導致炎癥、充血、壞死和凋亡[8-10]；Kupffer 細胞也可分泌多種化學因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、CC 類趨化因子 2（CCL2）、CXC 類趨化因子巨噬細胞炎癥蛋白-2（MIP-2）等，通過與中性粒細胞表面對應的受體結合誘導中性粒細胞從骨髓遷移到炎癥組織，從而加劇 HIRI 中的無菌性炎癥損傷[11-13]；另外，內質網應激通路活化后，Kupffer 細胞還可通過分泌白介素-6 調節 T 細胞的分化，提升輔助性 T 細胞 17（Th17）的比例，使 HIRI 造成的損傷更加嚴重[14]。
值得注意的是，Kupffer 細胞在 HIRI 過程中也可通過多種途徑發揮減輕 HIRI 造成的肝臟損傷的作用。如 Kupffer 細胞表面的 α7 煙堿乙酰膽堿受體（α7nAC-hR），作為巨噬細胞表面的乙酰膽堿受體，有研究[15]表明，其被迷走神經活化后可減輕 HIRI 誘導的線粒體腫脹。另有研究[16]發現，α7nAC-hR 被迷走神經激活后還能減輕 HIRI 中的肝細胞凋亡，這在揭示 Kupffer 細胞具有減輕 HIRI 造成的損傷作用的同時，也強調了迷走神經在肝臟手術中的重要性。
Kupffer 細胞所表達的血紅素加氧酶-1（HO-1）可以在 HIRI 過程中發揮抗炎和抗凋亡作用[17]。Li 等[18]發現，蝦青素可以提升核因子 E2 相關因子 2（Nrf-2）水平，進而促進 HO-1 在 Kupffer 細胞中的表達，同時減少促炎因子釋放；另有文獻[19-20]表明，Nrf-2/HO-1 通路參與細胞自噬過程，在 HIRI 過程中為肝臟提供保護。有關 Kupffer 細胞中 HO-1 的研究為我們探索減輕 HIRI 提供了重要的思路。
2 SEC
SEC 是組成肝竇血管壁的高度特異化的內皮細胞，其表面存在許多直徑為 100～150 nm 的窗孔并且缺乏基底膜結構。SEC 不僅可以通過釋放細胞因子加劇無菌性炎癥反應的發生，其自身受到損害后也可加重 HIRI 造成的損傷。
中性粒細胞在 HIRI 的無菌性炎癥反應的發生和發展中有重要作用。研究[21]發現，SEC 釋放的白介素-33 通過誘導中性粒細胞外陷阱網（NET）的形成，在 HIRI 過程中可以造成嚴重的無菌性炎癥反應，加重肝臟損傷。并有實驗[22]證實，在 HIRI 中抑制 SEC 釋放的白介素-33 確實可以減少中性粒細胞的滲透和肝細胞死亡。SEC 所表達的黏附分子如細胞內黏附分子-1（ICAM-1）在中性粒細胞的黏附和遷移過程中同樣有重要的促進作用，亦可以加重 HIRI 對肝臟的損傷，現已有針對 ICAM-1 的影像分析技術，可為 HIRI 的早期評估提供幫助[23]。
傳統觀點認為，HIRI 過程中，缺血后的肝臟組織損傷主要位于肝細胞和 SEC[24]。近來有研究[25]表明，在超微結構水平，缺血對 SEC 造成的損傷更加嚴重。Teoh 等[26]的研究發現，SEC 在 HIRI 中受到損傷后會釋放微粒（MP），MP 通過其促炎作用及活化血小板作用而加重 HIRI。還有文獻[27-28]提出，在 HIRI 過程中損傷的 SEC 會導致肝竇周隙出血并引發肝小葉中心區出血性壞死，這可能和 SEC 損傷后誘導的外滲血小板聚集有關。
鑒于 SEC 損傷在 HIRI 加劇過程中起著關鍵的作用，研究人員嘗試通過多種途徑減輕 SEC 損傷。如 SEC 表面的鞘氨醇-1-磷酸受體-1 被激活后可以減輕 SEC 的損傷，而生長抑素亦可在 HIRI 中保護 SEC；肝移植過程中的逐漸復溫技術也為減輕 HIRI 對 SEC 的損傷提供了新的方法[29-31]。
3 HSC
HSC 是存在于肝竇周圍的固有間充質細胞，它具有固有成纖維細胞和血管周細胞的特征，占肝臟細胞總數的 5%～8%[32]；它不僅參與調控 HIRI 造成的損傷，在 HIRI 損傷的修復過程中也有重要作用。
HSC 在 HIRI 中具有雙向調節作用。一方面，HSC 能誘導肝臟中調節性 T 細胞（Treg）的增殖，從而減輕 HIRI 損傷[33]。另一方面，HSC 在 HIRI 刺激下可以釋放 ROS 誘導肝細胞的凋亡[34]。Stewart 等[35]認為，HSC 還是 HIRI 過程中 TNF-α 的主要來源，但由于其實驗結果為 HSC 數目的減少伴隨 TNF-α 表達水平的降低，因而 Marcos[36]認為還存在另外一種可能，即 HSC 數目的減少通過干預 Kupffer 細胞的表型轉化而降低了 TNF-α 在 Kupffer 細胞中的表達水平，盡管其具體機制有待明確，但 HSC 在加劇 HIRI 方面的作用不容忽視。
HSC 還參與 HIRI 損傷后肝臟的損傷修復過程。這一修復過程主要包括壞死物質的清除和肝細胞的再生。新近研究[37]發現，HIRI 損傷后，壞死組織邊緣存在顯著的 HSC 增殖。Konishi 等[38]的研究進一步明確了，增殖的 HSC 首先會分化為肌成纖維細胞，而后啟動肝纖維化參與 HIRI 的損傷修復，并且這種肝纖維化具有一定的可逆性和自限性。
4 DC
DC 是肝臟內的抗原呈遞細胞，它可以通過天然性免疫應答和適應性免疫應答兩種途徑對 HIRI 產生重要影響。
肝臟中存在兩種 DC：髓樣樹突狀細胞（mDCs）和漿細胞樣樹突狀細胞（pDCs），它們在 HIRI 造成的天然免疫應答中發揮著不同的作用：mDCs 表達的 CD39 可以減少促炎因子的產生，抑制肝移植過程中的 HIRI[39]；而 pDCs 則促進干擾素 α（IFNα）的產生，加劇 HIRI 過程中的細胞凋亡[40]。
傳統觀點認為，DC 可以通過兩種途徑高效激活 T 細胞介導的適應性免疫反應：一種是通過主要組織相容復合體呈遞的抗原與 T 細胞特異性抗體結合，另一種是介由共刺激分子 CD40 等參與的信號通路來激活 T 細胞[3]。Funken 等[41]的實驗證明，DC 介由共刺激分子 CD44 對 CD4+T 細胞進行調節，并可以加劇 HIRI。另有研究[42]發現，DC 表達的 T 細胞免疫球蛋白結構域和黏蛋白結構域 4（TIM-4）也參與 T 細胞的分化過程，阻斷其通路會誘導調節性 T 細胞占比增加，從而減輕 HIRI。
5 小結與展望
HIRI 是肝臟手術中常見的損傷，因影響因素眾多，其機制尚未明確。隨著研究的深入，明確調節基因與精準靶向細胞尤為重要。肝臟非實質細胞是其中不可忽視的影響因素之一，針對肝臟非實質細胞在 HIRI 中的作用研究將有助于更好地理解 HIRI，也為臨床調控 HIRI 提供了新的思路和方法。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：陳邦良負責撰寫文章及投稿，麻勇指導論文寫作。