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为探究 MASLD 向 MASH 转变中巨噬细胞变化及 PGE?作用,研究人员用饮食诱导 MASH 小鼠模型,分析巨噬细胞组成,体外研究 PGE?对不同巨噬细胞炎症反应的影响。发现 KC 比例下降,浸润巨噬细胞增多,PGE?抑制 TNF-α,COX-2 缺失削弱反馈抑制,为 MASH 炎症调控提供新视角。
肝脏作为人体重要的代谢器官,其健康与饮食和代谢密切相关。代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)正成为全球常见肝病,它常与肥胖、高血糖等代谢疾病相伴,若不加以控制,可能进展为脂肪性肝炎(MASH),引发肝细胞损伤、炎症和纤维化,甚至增加肝癌风险。在这个过程中,肝脏内的免疫细胞,尤其是巨噬细胞的作用一直是研究热点。巨噬细胞包括 resident 巨噬细胞(库普弗细胞,KC)和浸润性巨噬细胞,它们在炎症调控中扮演关键角色,而前列腺素 E?(PGE?)作为重要的脂质介质,通过自分泌和旁分泌方式影响细胞因子的产生,但其在 MASH 发展中对不同巨噬细胞群体的具体作用尚不明确。因此,深入了解巨噬细胞群体动态变化及 PGE?的调控机制,对于揭示 MASH 的发病机制和寻找治疗靶点至关重要。
德国波茨坦大学等机构的研究人员开展了相关研究,旨在明确饮食诱导的 MASH 小鼠中巨噬细胞群体的变化,并阐明 COX-2 依赖性生成的 PGE?在不同巨噬细胞群体炎症反应中的作用。研究成果发表在《Cell Communication and Signaling》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先通过流式细胞术(FACS)分析小鼠肝脏非实质细胞中的巨噬细胞亚群;然后分离原代 KC、腹腔巨噬细胞(PM)和骨髓来源巨噬细胞(BMDM),进行体外培养和刺激实验;利用实时定量 PCR(RT-qPCR)检测基因表达,ELISA 测定细胞因子和 PGE?水平;构建巨噬细胞特异性 COX-2 敲除(COX-2△Mφ)小鼠模型,对比野生型和敲除小鼠巨噬细胞的功能差异。
肝内巨噬细胞群体在 MASH 发展中的动态变化
研究人员给 6-7 周龄雄性野生型小鼠喂食标准饮食(STD)或 MASH 诱导的高脂肪高胆固醇饮食 4、12 和 20 周。通过流式细胞术分析发现,随着 MASH 的发展,肝脏中 resident 巨噬细胞 KC(Clec4F?Tim4?)的比例显著下降,而单核细胞来源的巨噬细胞(MoMF,Clec4F?Tim4?)和具有类似 KC 表型的单核细胞来源细胞(MoKC,Clec4F?Tim4?)的比例随时间显著增加。同时,肝脏脂质积累(甘油三酯和胆固醇水平升高)与巨噬细胞群体变化相关,提示脂质毒性可能驱动了巨噬细胞组成的动态转变。
PGE?对不同巨噬细胞群体细胞因子表达的差异调节
体外实验中,野生型小鼠的 KC、PM 和 BMDM 经脂多糖(LPS)刺激后,肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)的 mRNA 和蛋白表达显著增加,而外源性 PGE?能完全抑制 LPS 诱导的 TNF-α 表达。进一步研究发现,作为浸润性巨噬细胞模型的 PM 和 BMDM 对 PGE?的敏感性高于 KC,其半最大抑制浓度(IC??)更低。此外,PGE?对另一种促炎细胞因子制瘤素 M(OSM)的调节因细胞类型而异:在 PM 中,PGE?协同 LPS 增强 OSM 表达;在 BMDM 中,PGE?抑制 LPS 诱导的 OSM 表达;而在 KC 中,PGE?对 OSM 无明显影响。这表明 PGE?的作用具有巨噬细胞群体特异性,可能与不同细胞表达的前列腺素 E?受体(EP1-4)亚型差异有关。PM 和 BMDM 主要表达 EP2 和 EP4 受体,而 KC 中 EP2 和 EP1 受体表达较高,EP4 较低,受体表达差异导致了对 PGE?的敏感性不同。
巨噬细胞特异性 COX-2 缺失对 PGE?反馈调节的影响
在 COX-2△Mφ 小鼠的巨噬细胞中,内源性 PGE?合成显著减少,LPS 诱导的 TNF-α mRNA 表达在 KC 和 PM 中显著高于野生型,表明 COX-2 依赖性 PGE?的缺失削弱了对 TNF-α 的反馈抑制。然而,BMDM 中敲除 COX-2 后 TNF-α 蛋白水平无显著差异,可能与 BMDM 中 COX-2 表达和 PGE?合成较低有关。此外,COX-2 缺失导致 PM 中 LPS 诱导的 OSM 表达减少,提示内源性 PGE?在 PM 中通过自分泌方式促进 OSM 表达,发挥促炎作用。
研究结论与意义
本研究揭示了 MASH 发展过程中肝内巨噬细胞群体的动态重塑:resident KC 减少,浸润性 MoMF 和 MoKC 增多。PGE?通过抑制浸润性巨噬细胞(如 PM、BMDM)中 TNF-α 的表达发挥抗炎作用,但在部分细胞中可能通过促进 OSM 表达增强炎症。巨噬细胞特异性 COX-2 缺失会损害 PGE?的反馈抑制功能,加剧炎症反应。这些发现表明,PGE?的抗炎作用在浸润性巨噬细胞中更为关键,抑制巨噬细胞内 COX-2 可能通过增加炎症促进 MASH 进展。研究为理解 MASH 的免疫机制提供了新视角,提示靶向 PGE?信号通路可能是治疗 MASH 的潜在策略,同时也警示使用 COX 抑制剂治疗 MASLD/MASH 需谨慎。