CD4 T 细胞自噬缺陷驱动肝纤维化:新发现与潜在治疗靶点

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:Nature Communications 14.7

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  慢性肝病进展至肝纤维化缺乏有效治疗手段。研究人员开展了 T 细胞自噬在肝纤维化中作用的研究,发现患者 CD4 T 细胞自噬缺陷,且自噬缺陷的 CD4 T 细胞通过 IL-17A 和 GM-CSF 加重肝纤维化,激活自噬可缓解,为肝纤维化治疗提供新方向。

  在医学领域,慢性肝病一直是困扰人类健康的一大难题。像代谢、酒精、病毒、自身免疫等因素引发的慢性肝病,往往伴随着持续的炎症反应。这种炎症就像一颗 “定时炸弹”,不仅会导致肝脏实质细胞死亡,还会一步步推动肝纤维化的发展,最终演变成肝硬化,严重威胁患者的生命健康。目前,针对肝纤维化的治疗手段十分有限,这让无数患者和医生都感到束手无策。在这样的困境下,探索新的治疗靶点和策略迫在眉睫。
法国巴黎西岱大学(Université Paris Cité)等机构的研究人员勇敢地迎接挑战,开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦于 T 细胞自噬(autophagy)在肝纤维化过程中的作用。经过一系列严谨的实验和深入的分析,研究人员发现,肝纤维化患者的肝内和循环 CD4 T 细胞存在自噬缺陷;自噬缺陷会使 CD4 T 细胞向致病性 Th17 细胞转变,从而驱动肝纤维化;而激活自噬则能够减少致病性 Th17 细胞,减轻肝纤维化。这一研究成果发表在《Nature Communications》上,为肝纤维化的治疗带来了新的希望。

研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。在样本获取方面,收集了肝硬化患者(包括酒精性肝病、代谢功能障碍相关脂肪性肝病、原发性胆汁性胆管炎等病因)和未受伤个体的肝脏样本,以及纤维化或肝硬化患者和健康供体的血液样本。实验技术上,采用单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)分析自噬基因表达变化,运用流式细胞术(Flow cytometry)检测细胞表型和细胞因子分泌,通过基因编辑构建特定基因敲除小鼠模型进行体内研究,还利用共培养实验探究细胞间相互作用机制。

下面来看具体的研究结果:

  • 肝纤维化患者及小鼠模型中 CD4 T 细胞自噬缺陷:通过对公开的 scRNA-seq 数据集进行基因集富集分析(GSEA),研究人员发现肝硬化患者肝内 CD4 T 细胞中自噬相关基因表达显著降低,核心自噬基因下调。进一步研究发现,肝纤维化 / 肝硬化患者肝内和循环 CD4 T 细胞的自噬通量减少,自噬溶酶体形成降低,且血液 CD4 T 细胞中抑制性自噬蛋白 Rubicon 和 P62 表达增加,自噬起始复合物蛋白 ULK1Ser757磷酸化水平升高,这些变化在纤维化早期也有出现但不显著。在四氯化碳(CCl4)诱导的肝纤维化小鼠模型中,肝脏 CD4 T 细胞同样存在自噬障碍。
  • 自噬缺陷的 CD4 T 细胞呈现致病性 Th17 表型:研究人员构建了 T 细胞中缺乏 ATG5(ATG5Tlymph-/-)的小鼠模型。实验结果显示,在 CCl4诱导的慢性肝损伤小鼠中,ATG5Tlymph-/-小鼠的肝内 CD4 T 细胞活化增强,且呈现出 Th17 细胞表型,其绝对数量和频率均增加,同时 GM-CSF+ CD4+ T 细胞频率也上升,而 Th1 和 Th2 细胞数量无明显变化。此外,ATG5Tlymph-/-小鼠的 CD4 T 细胞还表现出细胞死亡、生存和耗竭相关基因的变化,代谢途径中糖酵解和氧化磷酸化相关基因上调。
  • T 细胞自噬缺陷促进小鼠肝纤维化:在 CCl4诱导的慢性毒性损伤和胆管结扎(BDL)诱导的胆管纤维化两种小鼠模型中,ATG5Tlymph-/-小鼠的肝纤维化程度均比野生型小鼠更严重,表现为胶原积累增加和 α-SMA+ 纤维化细胞密度增强,同时肝脏炎症基因表达增加,但肝损伤程度无明显变化。给予 ATG5Tlymph-/-小鼠中和性 IL-17A 抗体或同时给予抗 IL-17A 和抗 GM-CSF 抗体,可减轻肝纤维化程度。
  • 自噬缺陷的 CD4 T 细胞通过 IL-17A 依赖途径增强肝肌成纤维细胞和肝细胞的炎症功能:共培养实验表明,自噬缺陷的 CD4 T 细胞与肝肌成纤维细胞共培养时,虽不影响其增殖能力,但会增强 IL-6、KC/IL-8、CCL2 和 CXCL10 的分泌,且这种增强作用在与活化的自噬缺陷 CD4 T 细胞共培养时更为明显,而中和 IL-17A 可抑制这些细胞因子的分泌。同样,自噬缺陷的 CD4 T 细胞条件培养基可诱导肝细胞中 Cxcl1、Cxcl2、Ccl2 和 Il6 mRNA 表达增加,加入中和性 IL-17A 抗体后,这种增加不再出现。
  • 自噬缺陷的 CD4 T 细胞通过 GM-CSF 依赖机制改变巨噬细胞表型:FACS 分析显示,CCl4暴露的 ATG5Tlymph-/-小鼠与野生型小鼠相比,肝内 CD11b+ F4/80+ 单核细胞来源的巨噬细胞(MoMac)频率无差异,但 IL-1α+和 IL-1β+ MoMac 频率显著增加。共培养实验进一步证实,自噬缺陷的 CD4 T 细胞可使巨噬细胞向产生 IL-1 的表型转变,且这种作用是通过 GM-CSF 介导的,中和 GM-CSF 可消除这一作用,而中和 IL-17A 则无此效果。
  • 激活 T 细胞自噬抑制炎症并减轻纤维化:用 mTOR 抑制剂 AZD8055 激活肝纤维化患者 CD4 T 细胞的自噬后,可降低总 Th17 细胞和致病性 IL-17A+ IFN-γ+ Th17 细胞的频率,减少 GM-CSF 的产生。在 T 细胞中特异性删除自噬抑制蛋白 Rubicon(RUBCNTlymph-/-)的小鼠模型中,与野生型小鼠相比,RUBCNTlymph-/-小鼠肝纤维化程度减轻,肝脏炎症基因表达下调,非致病性 IL-17A+ IL-22+ CD4 T 细胞频率增加。

研究结论表明,CD4 T 细胞自噬缺陷是肝纤维化炎症 / 纤维化反应的重要组成部分,通过调节自噬可以影响 CD4 T 细胞表型,进而调控肝纤维化进程。这一发现为肝纤维化的治疗提供了新的潜在靶点,即增强 CD4 T 细胞自噬可能成为一种有效的抗肝纤维化治疗策略。在讨论部分,研究人员进一步阐述了自噬在调节 T 细胞功能和肝纤维化进程中的重要作用,强调了自噬缺陷与致病性 Th17 细胞出现的关联,以及激活自噬对减少致病性 Th17 细胞和减轻肝纤维化的积极影响。同时,研究人员也指出,虽然目前取得了重要进展,但仍有一些问题需要进一步研究,如 T 细胞自噬减少的起始信号以及自噬与肝纤维化患者中致病性 Th17 细胞之间更深入的联系等。总体而言,这项研究为肝纤维化的治疗开辟了新的方向,有望为众多肝纤维化患者带来新的希望。

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