肝内CD103+ cDC1/CD8+ TRM免疫轴通过诱导单核细胞凋亡保护对乙酰氨基酚所致急性肝损伤的新机制

《EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE》：Discovery of intrahepatic CD103+ cDC1/CD8+ TRM protective immune axis against acetaminophen-induced acute liver injury

本研究针对对乙酰氨基酚(APAP)过量引发急性肝损伤(ALI)的免疫调控机制不清的问题，揭示了肠道菌群差异调控肝损伤的双刃剑作用：革兰阳性(G+)菌促进CCL2依赖性Ly6Chi单核细胞浸润加剧损伤，而革兰阴性(G-)菌通过激活肝内CD103+ cDC1产生IL-15，扩增CD8+ TRM细胞，经颗粒酶B(GrzmB)诱导单核细胞凋亡发挥保护作用。该发现揭示了肝内固有保护性免疫轴，为APAP-ALI治疗提供了新靶点。

　　

对乙酰氨基酚（APAP）是广泛使用的解热镇痛药，但过量服用会引发严重的急性肝损伤（ALI），是目前急性肝衰竭的主要原因之一。尽管其毒性机制与氧化应激和线粒体功能障碍密切相关，但肝脏内免疫系统在APAP-ALI中的精细调控作用，尤其是保护性免疫机制，尚不清晰。既往研究多关注免疫细胞如何加剧肝损伤，而肝脏是否存在内在的“刹车”系统来限制损伤扩大，是一个亟待回答的科学问题。此外，肠道菌群作为重要的环境因素，如何与肝脏免疫细胞“对话”并影响APAP肝毒性的进程，也构成了本研究探索的起点。

本研究由韩国成均馆大学Yong-Soo Bae团队主导，发表于《EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE》。研究人员综合利用基因敲除小鼠（Batf3^-/-、Rag1^-/-）、抗体中和、细胞过继转移、流式细胞术、体外共培养、酶联免疫吸附测定(ELISA)、实时定量PCR、单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据分析以及从肝癌等肝病患者手术中获取的非癌变肝组织进行人源验证等关键技术方法，系统阐述了肝内一条此前未被阐明的保护性免疫通路。

Gut microbiota and activated immune cells exacerbate APAP-induced liver injury

研究人员首先通过抗生素（ABXs）预处理清除小鼠肠道菌群，发现APAP-ALI被显著抑制，且万古霉素（主要靶向G⁺菌）效果最为显著，提示G⁺肠道菌群在APAP-ALI中起关键作用。进一步实验表明，肠道菌群本身不直接导致肝损伤，而是通过激活肝脏免疫细胞来发挥作用。

Hepatic CD8⁺ T cells regulate APAP-induced liver injury

与既往部分报道相反，本研究发现缺乏T、B细胞的Rag1^-/-小鼠在口服APAP后肝损伤更为严重，且此损伤可被抗生素预处理所缓解，提示T细胞可能发挥保护作用。过继转移实验证实，肝源性CD8⁺ T细胞，而非脾源性CD8⁺ T细胞，能有效缓解Rag1^-/-小鼠的APAP-ALI，抗体清除CD8⁺ T细胞则加重WT小鼠的肝损伤，明确了肝驻留CD8⁺ T细胞的保护角色。

Hepatic CD103⁺ cDC1s control APAP-ALI by activating hepatic CD8⁺ T cells

cDC1缺陷的Batf3^-/-小鼠同样表现出加重的APAP-ALI，且肝内CD8⁺ T细胞数量减少。将WT小鼠的肝CD103⁺ cDC1过继转移至Batf3^-/-小鼠可缓解其肝损伤，而转移CD11b⁺ cDC2则无效。将Batf3^-/-小鼠的肝CD8⁺ T细胞过继转移至Rag1^-/-小鼠，其保护作用弱于WT来源的CD8⁺ T细胞。这些结果确立了肝CD103⁺ cDC1在激活保护性CD8⁺ T细胞中的核心地位。

Hepatic CD103⁺ cDC1/CD8⁺ T cell axis suppresses the accumulation of pathogenic Ly6C^hi monocytes in APAP-damaged liver

机制探索发现，Batf3^-/-和Rag1^-/-小鼠APAP-ALI加重与肝内Ly6C^hi单核细胞数量显著增加相关。中和CCL2可减少单核细胞浸润并缓解KO小鼠的肝损伤。G⁺菌细胞壁成分肽聚糖（PGN）可在抗生素预处理小鼠中诱导肝内CCL2产生和单核细胞浸润。过继转移APAP小鼠肝Ly6C^hi单核细胞至抗生素预处理小鼠，可重建APAP肝损伤，表明这些单核细胞是致病性的。

Hepatic CD8⁺ T cells induce apoptosis of liver infiltrated Ly6C^hi monocytes in APAP mice

肝损伤严重程度与肝内Ly6C^hi单核细胞数量正相关，但与这些细胞炎性因子（TNFα, IL-6）表达无关。KO小鼠肝内单核细胞凋亡率显著低于WT小鼠。体外共培养实验证实，APAP小鼠肝CD8⁺ T细胞能以剂量依赖方式诱导Ly6C^hi单核细胞凋亡，但对肝细胞无损伤作用。

P<0.05,**P<0.001.'>

TRM cells within the hepatic CD8⁺ T cells play a key role in inducing apoptosis of Ly6C^hi monocytes in APAP mice through direct cell-to-cell interaction and GrzmB secretion

进一步研究发现，执行杀伤功能的是肝CD8⁺ T细胞中的CD44⁺CD69⁺组织驻留记忆T（TRM）细胞亚群。其诱导的单核细胞凋亡依赖于颗粒酶B（GrzmB）和细胞间直接接触，而非可溶性因子或FasL、TRAIL等途径。肝内TRM细胞比例显著高于脾脏，解释了为何肝源性CD8⁺ T细胞具有保护作用而脾源性无效。

Bystander CD8⁺ TRM cells activated by IL-15 secreted from hepatic cDC1s in APAP mice

APAP攻击后，肝TRM细胞快速增殖，此过程不依赖于细胞迁移或新分化，而是原位增殖。利用OT-I T细胞模型证明TRM细胞的激活是抗原非特异性（旁观者激活）的。细胞因子阻断实验表明IL-15是TRM细胞扩增的关键因子。APAP小鼠肝cDC1表面IL-15Rα表达上调，且脂多糖（LPS，G^-菌成分）可有效诱导cDC1表达IL-15和IL-15Rα。体外实验证实，LPS激活的cDC1可通过IL-15依赖的方式扩增共培养的CD8⁺ T细胞中的TRM群体。WT小鼠在首次APAP暴露恢复后，对第二次攻击产生抵抗力，而Rag1^-/-小鼠则无此保护效应，提示该免疫轴可诱导免疫记忆。

P<0.05,P<0.01,**P<0.001.'>

Human hepatic cDC1s also increase the population of hepatic TRM cells through the expression of IL-15, thereby inducing the apoptosis of hepatic monocytes

对公共数据库人肝scRNA-seq数据的分析显示，APAP-ALI患者肝内IL-15 mRNA水平升高，且与CD8⁺ T细胞中TRM比例呈正相关。利用人肝手术非癌组织分离的免疫细胞进行验证，发现LPS可诱导人肝cDC1高表达IL-15和IL-15RA mRNA。LPS激活的人肝cDC1可通过IL-15依赖性方式扩增共培养的CD8⁺ T细胞中的TRM群体。并且，此人源TRM细胞能有效诱导肝内CD14⁺CD16^int炎症性单核细胞发生凋亡。

综上所述，本研究揭示了一个精细调控的肝内保护性免疫轴：G^-肠道菌群来源的PAMP（如LPS）激活肝CD103⁺ cDC1，使其表达并反式呈递IL-15