肝窦内皮细胞介导的细胞串扰在肝纤维化中的作用

罗昕 蔡晓波 陆伦根

作者单位：200080 上海交通大学附属第一人民医院消化科

肝窦内皮细胞(LSECs)是肝脏中数量最庞大的非实质细胞，约占所有非实质细胞数量的70%。肝小叶是肝脏基本结构单位，LSEC包绕着肝小叶形成肝血窦，在肝脏的生理功能中发挥着重要作用。一般认为肝窦内皮细胞可以调节血管张力，调控免疫反应，参与凝血功能以及维持肝星状细胞(HSC)的静息状态等[1-2]。

肝纤维化是各种慢性肝病不断进展的必经阶段，肝脏功能严重受损，常伴随假小叶生成、门脉高压、肝性脑病等多种并发症[3]。目前已发现，在肝纤维化进展中，良好的LSEC功能可以抑制肝纤维化进展，减少各种并发症的发生[4]。LSEC与其他肝脏细胞的细胞串扰(Crosstalk)被证实发挥重要作用。

细胞串扰是指不同种类或同种细胞间通过信息传递从而影响细胞功能的一种现象。发出信息的细胞称为载体细胞，接受信号的细胞称为受体细胞。载体细胞可以直接分泌多种介质，如各种白细胞介素、细胞生长因子、NO等，也可以通过外泌体的形式分泌多种蛋白质、非编码RNA等至受体细胞，从而实现对细胞功能的调节[5]。细胞串扰广泛存在于各种生理或病理情况，对调控疾病的进程发挥重要作用，可能成为很多疾病的治疗靶点。

在肝脏中，数量最多的是实质细胞-肝细胞(HC)，约占肝脏细胞数量的70%。其余的为非实质细胞，除LSEC外，也包括HSC、库普弗细胞(即肝巨噬细胞, KC),胆管细胞(Cholangial cells)、T细胞、B细胞、NK细胞、树突状细胞(DC)等[6]。近年来的研究发现，在肝纤维化进程中LSEC可以与多种肝脏细胞发生细胞串扰。

一、肝窦内皮细胞与肝细胞间的细胞串扰

在面对外界损伤时，肝细胞发生强烈氧化应激伴随着线粒体及内质网功能受损，释放包括TNF-α、IL-1β、IL-6等多种炎症因子，开启肝脏损伤进程。肝细胞的损伤效应作用于LSEC，促进肝纤维化的进展。而LSEC同样也可以作用于肝细胞，调控损伤肝细胞功能的恢复。Nowatari等[7]研究发现一种由红细胞及血小板释放的脂质1-磷酸鞘氨醇 (S1P)可以促进LSEC增殖，减少其凋亡。用SIP预刺激的LSEC细胞上清与肝细胞共培养，可以显著促进肝细胞DNA复制，减轻肝脏损伤。Chen等[8]研究发现，将CCl4小鼠模型中内皮细胞特异性过表达LncRNA Airn可明显缓解LSEC活化表型，并通过旁分泌肝细胞生长因子(HGF)促进肝细胞增殖，缓解肝脏损伤及纤维化。

二、肝窦内皮细胞与肝星状细胞间的细胞串扰

HSC是肝纤维化中的直接效应细胞。也是LSEC以细胞串扰参与肝纤维化的最主要靶点。在正常情况下，LSEC细胞膜上存在大量“窗孔”，释放NO等介质抑制HSC的活化及增殖。当各种损伤因素作用于LSEC，会使LSEC窗孔减少或消失，这种现象被称为LSEC的毛细血管化。毛细血管化的LSEC抑制HSC活化的能力减弱，HSC由静息态转变为活化态，分泌大量胶原沉积在细胞外基质，导致肝纤维化加重[1-2]。

诱导LSEC从毛细血管化向静息态转变，对维持HSC静息状态有良好效果。Winkler等[9]研究发现，在慢性肝损伤模型中LSEC特异性敲除GATA4基因，可使LSEC向非毛细血管化的表型转变，诱导HSC的血小板生长因子(PDGF)自分泌减少，有效减缓肝纤维化。Chen等[10]研究发现，使用脂多糖(LPS)可诱导大鼠LSEC毛细血管化，使用毛细血管的LSEC培养基处理HSC，使得HSC迁移能力明显增强。中药黄岑素可显著抑制LPS诱导的LSEC毛细血管化及相关的HSC迁移能力增加，有望改善肝纤维化。Lao等[11]发现，ERK1/2-AKT通路通常与LSEC表型的维持有关。ERK1/2通路的激活可以促进LSEC由静息的非毛细血管化向活动的毛细血管化转变, 降低其抑制HSC活化的能力，而AKT的激活则会出现相反的效果。LSEC内ERK1/2通路可以通过提高NO/活性氧(ROS)的比值来维持HSC静息表型。利用靶向LSEC激活ERK1/2通路可以有效缓解肝纤维化进程，增强肝脏再生。

调控LSEC作用于HSC的分子也对缓解肝纤维化有明显作用。Fang等[12]研究发现，在脂肪性肝纤维化的进展中，LSEC的Notch信号通路被显著激活。将LSEC Notch信号通路特异性阻断可显著增加内皮一氧化氮合酶(eNOS)合成，从而作用于HSC，延缓肝纤维化进展。Wu等[13]研究表明，在胆管结扎模型诱导的肝纤维化模型中，小鼠肝脏LSEC中脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(A-FABP)表达显著上升。LSEC衍生的A-FABP以旁分泌的方式作用于HSC，通过激活其JNK-TGFβ信号通路，从而促进肝纤维化的加重。但是敲减LSEC中A-FABP的表达后可以显著抑制LSEC的毛细血管化，进而减轻HSC的活化与增殖，从而达到缓解肝纤维化的分子机制。Ye等[14]研究发现，在小鼠肝纤维化模型中，中药提取物红景天苷可以抑制LSEC分泌的富含鞘氨醇激酶1(SphK1)的外泌体，减少HSC的活化和迁移，缓解小鼠肝纤维化。

三、肝窦内皮细胞与肝巨噬细胞间的细胞串扰

KC细胞是肝脏内比例最大的免疫细胞，与淋巴细胞、自然杀伤细胞等多种免疫细胞协同作用，调控肝脏内的抗原提呈和免疫调控、损伤修复等多种病理生理过程。KC在自然状态下其表面抗原为M0型，不表现出明显的促炎或抗炎表型。在接触到损伤因素后，KC可以向促炎型的M1型转变，也可以向抗炎型的M2型改变。而最后的结果取决于M1/M2型巨噬细胞的动态平衡[15]。目前认为LSEC与KC在肝纤维化进程中的细胞串扰主要是由LSEC损伤后分泌的各种炎症介质或趋化因子招募KC，导致系列的级联效应从而影响肝纤维化进展。

Gao等[16]发现在肝纤维化期间，LSEC释放血管损伤信号，将炎症细胞募集到肝脏中。Brozat等研究[17]表明，白细胞浸润是肝脏炎症的标志。交界黏附分子 A (JAM-A) 是肝脏白细胞浸润的关键调节因子，在人病毒性肝纤维化中JAM-A表达上调。在内皮特异性敲除JAM-A肝纤维化小鼠中，LSEC向毛细血管化的表型转变, 肝血窦的剪切应力降低，其肝脏的巨噬细胞累积明显增多，肝脏纤维化明显加重。

Hammoutene等[18]发现，在非酒精性脂肪性肝病患者中，LSEC自噬出现明显缺陷。将LSEC自噬缺陷的小鼠喂养高脂饮食后，小鼠肝脏巨噬细胞炎症反应较无自噬缺陷小鼠明显增加，肝纤维化显著加重。Bravo等研究[19]发现，在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中，LSEC释放的一氧化氮减少和内皮素-1(ET-1)增加可诱导HSC收缩加剧并导致门静脉高压(PH)。安贝生坦是一种选择性内皮素受体拮抗剂。阿托伐他汀和安贝生坦联合使用可以有效降低肝脏的转氨酶水平，促使HSC恢复到静息状态，改善内皮功能。

四、肝窦内皮细胞与内皮肝祖细胞间的细胞串扰

Tripathi等[20]分离了肝脏内皮祖细胞(EPC)，通过胆管结扎术(BDL)制备肝纤维化模型，应用EPC移植来治疗肝纤维化。研究表明，肝硬化EPC的移植可增强LSEC分化和血管生成，激活HSC并加重纤维化及肝血流动力学紊乱。因此寻找针对EPC的特异性靶点可能对治疗肝纤维化有效。

五、总结与展望

肝脏受损时，肝窦内皮细胞通过调控窗孔的大小及数量及基底膜的剪切应力防止损伤因子进入。同时也通过分泌细胞因子或者外泌体等多种形式释放信号串扰于下游多种其他细胞，引发系列的防御反应。在肝纤维化的进程中，肝窦内皮细胞既可以作为载体细胞释放信号，又可以作为受体细胞接收信号，发挥着重要作用。针对肝窦内皮细胞的细胞串扰作为治疗靶点，可能在今后治疗肝纤维化药物的研发中开启全新的思路。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。