白介素25及其相关因子在肝纤维化中的作用

吴剑平，肖海英，郑雪莲，汪安江*

(南昌大学第一附属医院 1.消化内科; 2.药剂科， 江西 南昌 330006)

肝纤维化(liver fibrosis)是慢性肝病患者发展为肝硬化的必经阶段。患者一旦发展为肝硬化，将会出现腹水、消化道出血或肝癌等并发症，病死率明显上升。如何抑制肝纤维化是改善慢性肝病患者预后的关键。近年来，IL-17及其家族成员在肝纤维化中的作用成为研究热点。

白介素25(IL-25)是IL-17家族的成员之一。最早发现的IL-25是由活化的Th2细胞产生的，在胃肠道、肺部和睾丸中含量较高。IL-25在哮喘和特应性皮炎等过敏性炎性反应的初始阶段中起关键作用，还参与慢性鼻窦炎的病理过程[1-2]，并且对宿主防御寄生虫感染有着至关重要的作用。最近IL-25及其相关因素与肝纤维化的关系也成为研究热点。本文就IL-25及其相关因素与肝纤维化的关系做一综述。

1 IL-25与肝纤维化

在动物实验中，白介素17受体A(interleukin 17receptor A，IL-17RA)基因敲除小鼠肝纤维化程度比野生型小鼠减轻，其肝内的α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smooth muscle actin，α-SMA)减少，纤维化相关基因包括转化生长因子β(transforming growth factor β，TGFβ)和胶原-1(collagen-Ⅰ，Col-Ⅰ)表达下降，同时伴有IL-25水平的降低[3]，该结果提示肝内IL-25水平和肝纤维化程度呈正相关。在体外细胞实验中，用IL-25刺激人肝星状细胞系LX-2细胞24h后，细胞内α-SMA 和Col-I水平显著上调；用核转录因子κB (nuclear factor-kappa B，NF-κB)抑制剂BAY 11-7083预处理LX-2细胞后再与IL-25进行共培养，α-SMA和Col-I则没有上述变化[4]。提示IL-25依赖NF-κB通路活化LX-2细胞，从而促进肝纤维化。为了进一步探究IL-25在血吸虫肝纤维化中的作用，有学者将野生型小鼠和IL-25-/-小鼠暴露于曼氏血吸虫尾蚴中，感染12周后发现IL-25-/-小鼠与野生型小鼠的肝纤维化程度无明显差别。但是在Th2炎性反应的起始和持续阶段同时阻断胸腺基质淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,，TSLP)，IL-25和IL-33这3种细胞因子使小鼠肝脏中的炎性反应和纤维化显著减轻[5]。由此可见，虽然体外实验中IL-25可以直接活化肝星状细胞从而可能促肝纤维化，但体内实验中IL-25促肝纤维化的作用可能需要和其他细胞因子共同作用完成。

2 IL-25相关细胞因子与肝纤维化

2.1 IL-25下游细胞因子与肝纤维化

IL-4和IL-13是IL-25的下游细胞因子,并且IL-25主要是通过信号传导及转录激活因子6(signal transducers and activators of transcription 6，STAT6)通路上调IL-4和IL-13的表达[6]。IL-25的下游细胞因子IL-4和IL-13都是促肝纤维化的细胞因子，其机制之一就是IL-4或IL-13与M2型巨噬细胞表面的白介素4受体通道蛋白α(interleukin 4 receptor alpha，IL-4Rα)IL-4Rα/白介素13受体通道蛋白α1(interleukin 13 receptor alpha 1，IL-13Rα1)受体复合物结合触发STAT6的磷酸化，从而促进促纤维化分子表达[7]。

使用骨髓来源的CD11b+CD14+单核细胞治疗肝纤维化小鼠模型会使纤维化减轻，该作用可能与小鼠体内的IL-13减少有关[8]。可见IL-13体内水平和肝纤维化程度呈正相关。为了探究IL-13促进肝纤维化的具体机制，有学者使用Il4raflox/floxPDGFRBWT/cre(PDGFRB-cre+)转基因小鼠模型阻断肝星状细胞的IL-13信号传导。向野生型小鼠和PDGFRB -cre+小鼠注射过度表达IL-13的质粒后，PDGFRB -cre+小鼠纤维化程度明显小于野生型小鼠；并且PDGFRB-cre+小鼠中Th2型细胞因子较野生型小鼠增多，这可能是由于PDGFRB+成纤维细胞表达IL-13Rα2的减少所致[9]，提示IL-13-(PDGFRB+)成纤维细胞信号传导途径是Th2型细胞因子介导的肝纤维化所必需的。过去一直认为非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)的进展与慢性低水平的Th1型炎性反应相关联，然而Th2型细胞因子IL-13也会加重NAFLD相关的肝纤维化，在高脂饮食(high fat diet，HFD)诱导的非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)小鼠模型中，肝内干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)基因敲除的小鼠迅速进展到NASH，并且其肝纤维化相关基因(col3a1和col6a1)表达明显增加。使用TGF-β单克隆抗体阻断TGF-β信号传导的NAFLD小鼠，其肝组织的COL3A1前体蛋白mRNA水平降低，但CLL6A1前体蛋白没有明显变化[10]，且已经证实CLL6A1前体蛋白是IL-13依赖性组织纤维化的标记，并且同时抑制TGF-β和IL-13信号传导比单独抑制TGF-β信号传导能更明显减弱NAFLD相关的肝纤维化[10]。提示IFN-g基因敲除小鼠的肝纤维化相关基因表达的增加是通过TGF-β和IL-13信号通路起作用的，IL-13和TGF-β对NAFLD进展为肝纤维化阶段起协同作用。IL-4与IL-4Rα结合后会诱导STAT6磷酸化，从而增加胶原生成，促进肝纤维化[11]。敲除慢性血吸虫感染诱导的肝纤维化小鼠模型体内的IL-4Rα基因可以改善小鼠肝纤维化[12]，也从侧面证实IL-4的促肝纤维化作用。在体外实验中IL4和IL-13可以上调人外周血管来源的原代巨噬细胞miR-142-5p表达，但抑制miR-130a-3p的表达。IL-4和IL-13活化的人原代巨噬细胞可以促进人原代纤维母细胞α-SMA和成纤维细胞活化蛋白(fibroblast activation protein，FAP)的表达，在miR-142-5p反义寡核苷酸(ASO)和miR-130a-3p模拟物传导的人原代巨噬细胞中该作用会被抑制。在体内实验中，向四氯化碳诱导的肝纤维化小鼠的静脉中注射锁核酸修饰的miR-142-5pASO和miR-130a-3p模拟物会抑制小鼠肝纤维化[13]，提示IL-4和IL-13在巨噬细胞中可以上调miR-142-5p但抑制miR-130a-3p的表达，从而起到促肝纤维化作用。可见IL-25的下游细胞因子IL-4和IL-13可以通过多种途径产生促进肝纤维化的作用。

2.2 IL-25同族细胞因子IL-17与肝纤维化

IL-17也是一种促肝纤维化细胞因子。日本血吸虫感染的IL-17RA基因敲除小鼠肝纤维化程度比野生型小鼠减轻，其肝内的α-SMA减少，纤维化相关基因包括TGFβ1和Col-Ⅰ表达下降[3]。使用Kleiner评分对40例酒精性肝炎(alcoholic hepatitis，AH)和36例非AH的酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)活检标本进行肝纤维化评分，在AH标本中，与F2和F3期肝纤维化相比，F4期肝纤维化有更多的IL-17+细胞浸润。在非AH的ALD肝脏标本中，IL-17+细胞浸润程度与纤维化程度正相关。在ALD的人体标本中，IL-17R主要是在肝脏纤维间隔中的HSC表面表达，但是在体外实验中IL-17不直接影响HSC的促纤维化基因表达[14]。这表明IL-17可能通过在肝脏炎性反应区域募集细胞这种间接的方式调节ALD纤维化进展。

3 IL-25相关细胞与肝纤维化

3.1 M2型巨噬细胞

IL-25可以通过STAT6诱导M2型巨噬细胞极化[6]，其下游细胞因子IL-13和IL-4也可以诱导M2型巨噬细胞极化[15-16]。M2型巨噬细胞主要起抗炎、促进组织修复/重塑的作用[17]。

M2型巨噬细胞和肝纤维化的关系也是最近研究的热点。肝脏来源的血浆蛋白-富含组氨酸糖蛋白(histidine-rich glycoprotein，HRG)在小鼠肿瘤模型中可以介导M2型巨噬细胞到M1型巨噬细胞的转变，Hrg敲除小鼠体内的肝巨噬细胞数量会减少并且优先极化为M2亚型，使用高脂饮食和四氯化碳喂养Hrg敲除小鼠后，其肝脏损伤和纤维化程度较野生型小鼠更轻[18]，提示敲除小鼠Hrg导致其肝纤维化减弱的这种效应与M2型巨噬细胞极化有关。此外NOTCH信号通路的抑制剂avagacestat能明显减弱小鼠的纤维化并且伴随着其体内M2型巨噬细胞的上调[19]。可见M2型巨噬细胞对肝纤维化是起抑制作用的，而IL-25可以促进M2型巨噬细胞极化，IL-25或许能通过促进M2型巨噬细胞极化从而抑制肝纤维化。

3.2 LY-6Clo单核细胞来源的巨噬细胞

LY-6Clo单核细胞来源的巨噬细胞(LY-6Cloinfiltrating macrophages，LY-6CloIMs)是M1、M2型巨噬细胞分型外的另一种巨噬细胞表型[20]。来源于骨髓的LY6Chi单核细胞会离开外周血管进入组织转化为LY-6Clo单核细胞[21]。在四氯化碳和乙醇诱导的肝纤维化小鼠模型中，LY6ChiIMs会被招募到肝组织进而分化为LY6CloIMs[17,20]。

LY-6CloIMs高表达M2型巨噬细胞表面标志物ARG1和CHI3L3，并且和M2型巨噬细胞一样具有抗肝纤维化作用。LY-6CloIMs在纤维化瘢痕愈合期大量增加，在肝组织中大量表达促进细胞外基质降解的基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)和基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13，MMP-13)基因；在CD11B启动子-白喉毒素受体(CD11B promoter - diphtheria toxin receptor，CD11BDTR)转基因的小鼠肝纤维化瘢痕愈合期注射白喉毒素，小鼠肝脏组的LY-6Chi单核细胞明显减少，而LY-6CloIMs无明显变化，肝组织维持在持续肝纤维化期而没有达到瘢痕愈合期。与对照组相比，肝组织α-SMA未检测到差异，表明LY-6CloIMs能抑制肝纤维化，并且是通过促进细胞外基质降解而不是抑制肝成纤维细胞活化从而抑制肝纤维化[20]。将骨髓来源的巨噬细胞(bone marrow-derived monocytes，BMDMs)M0BMDMs、M1BMDMs和M2BMDMs通过小鼠尾静脉注射入肝纤维化小鼠体内，M1BMDM组比M0BMDMs、M2BMDMs和PBS组能明显缓解小鼠的肝纤维化，其内在的机制是M1BMDM招募LY-6CloIMs，从而上调基质金属蛋白酶MMP-2、MMP-9和MMP-13的表达，促进胶原分解，抑制肝纤维化[15]。LY-6CloIMs还高表达白介素1受体2(interleukin 1 receptor 2，IL-1R2)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、基质降解基因MMP-9，MMP-12、吞噬作用相关基因甘露醇受体C1(mannose receptor C1，MRC1)和M2型巨噬细胞表面标志物(CHI3L3，ARG1)[17],提示LY-6CloIMs还可能具备类似M2型巨噬细胞一样的抗炎和促进组织修复/重塑的作用。由于在体内和体外实验中，IL-25均可以上调M2型巨噬细胞表面标志物(CHI3L3，ARG1)的表达[6,22]。或许IL-25也可以诱导LY-6CloIMs的分化从而抑制肝纤维化。

4 展望

综上所述，IL-25及其相关细胞和因子和肝纤维化密切相关。虽然IL-25在体外实验中可以激活肝星状细胞从而促进肝纤维化的发生发展，但在动物实验中单独阻断IL-25基因并没有明显变化。IL25的相关细胞因子IL4/IL-13/IL-17以及相关的M2型巨噬细胞/LY6CloIMs均和肝纤维化相关，但IL-25是否能直接通过下游细胞因子和相关的细胞影响肝纤维化仍不甚清楚。随着对IL-25及其相关因子在肝纤维化发生发展中作用的研究深入，这些研究结果将为肝纤维化发病机制及靶向治疗提供新的理论依据与思路。