APP下载

NK细胞及其受体在肝纤维化中的作用

2012-01-25张自力王爱云陈文星郑仕中

中国药理学通报 2012年11期
关键词:配体药理学免疫系统

陈 利,张自力,张 峰,陆 茵,2,王爱云,2,陈文星,2,郑仕中,2

(1.南京中医药大学药学院,江苏南京 210029;2.江苏省中药药效与安全性评价重点实验室,江苏南京 210046)

纤维化是组织器官损伤后引发的一种多细胞的损伤修复过程,表现为细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的过度沉积。肝纤维化(hepatic fibrosis)继发于各种慢性肝损伤,其发展过程依赖于多种类型细胞的协同作用,这些细胞包括肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSC)、肝细胞、内皮细胞、血小板以及免疫细胞。肝纤维化发生发展的中心环节是HSC大量活化增殖,进一步转变为肌成纤维细胞,促使ECM生成与降解失衡,过度产生的ECM在病变的肝组织中沉积。如果没有得到有效的治疗措施,随着病情的发展将破坏正常肝脏结构与功能,演变发展为肝硬化甚至进一步恶化为肝细胞肝癌。肝纤维化乃至早期肝硬化的发生过程是可逆的,但是临床上却没有非常有效的治疗手段[1-3]。近年来研究发现,肝纤维化的发生发展与免疫系统特别是NK细胞及其功能受体密切相关,本文就近几年来这方面的研究进展综述如下。

1 免疫系统与肝纤维化

肝纤维化常继发于肝脏慢性炎症性损伤,病原微生物、酒精、化学药物等很多致病因素均能激活机体免疫系统参与炎症反应。随着肝脏组织损伤的发展,免疫系统的激活,免疫细胞浸润到肝脏损伤部位,介导免疫炎症和损伤组织的修复反应,导致HSC持续活化,EMC不断沉积,引起肝纤维化的发生。活化的HSC本身能分泌多种细胞因子及趋化因子,表达多种趋化因子受体,主动参与炎症反应。免疫系统与肝纤维化的发展进程密切相关。免疫系统中有一些重要的免疫细胞,在肝纤维化发展过程中起到重要作用[4-5]。比如枯否细胞(kupffer cells,KC),是寄居于肝血窦内的巨噬细胞,在肝组织损伤时,KC被激活释放大量炎性介质,介导炎症反应,加重炎症损伤,同时刺激HSC的增殖和胶原的合成,参与肝纤维化的形成。而在肝纤维化消退阶段,KC合成分泌肿瘤坏死因子相关的凋亡配体,诱导HSC凋亡以及刺激ECM降解,从而又起到一定的抗肝纤维化作用[6-8]。

肝脏还拥有大量淋巴细胞(包括NK细胞、NKT细胞、T细胞、B细胞),约占肝非实质细胞的25%,对肝纤维化,不同淋巴细胞具有不同的调节作用。其中NK细胞对肝纤维化具有重要的调节作用。

2 NK细胞及其受体在肝纤维化中的作用

近年来的研究表明,许多天然免疫细胞对HSC细胞的活性以及肝纤维化的发生发展具有十分重要的调节作用。尤其是NK细胞,其功能活性受到其表面激动受体和抑制受体的共同调控。NK细胞是一种自身免疫淋巴细胞,能够直接识别并且杀伤肿瘤细胞、病毒感染以及一些其他的异体靶细胞[9]。NK细胞上的激动受体与一些受感染或者形态发生改变的细胞表面配体结合后产生激动作用,而NK细胞的抑制受体主要与主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)结合后产生对NK活性的抑制。NK细胞已经被证实对肝纤维化的发展过程具有积极的防御功能[10-11]。

相对于脾及外周血NK细胞,肝NK细胞表达更高水平的TNF关联凋亡诱导配体和穿孔素/粒酶,并能发挥更强的细胞毒作用,NK细胞可影响肝损伤及修复功能[12-13]。近年来的研究表明激活NK细胞可起到抗肝纤维化作用。

实验发现,在肝硬化病变的老鼠中,NK细胞的数量和活性与正常鼠相比均降低,这一现象可被IFN-ɑ(干扰素-ɑ,作为一种NK细胞激活剂)逆转[14-15],说明NK细胞激活能抑制肝脏的进一步病变过程。同时,NK细胞能分泌大量的IFN-γ,IFN-γ可以抑制肝纤维化并且引起HSC的凋亡及细胞周期的停滞。IFN-γ结合IFN-γ受体(IFNGR),引起JAK和IFNGR的磷酸化,随后磷酸化的受体激酶复合物再激活STAT1信号分子。STAT1在IFN-γ介导的肝纤维化抑制过程以及HSC的增殖过程中起到重要作用,研究发现[16],在STAT1缺失的HSCs中,IFN-γ抑制肝纤维化的能力降低。

此外NK细胞能表达一系列的Toll样受体(toll-like receptors,TLRs),而TLRs与肝纤维化的发病机制直接相关。用Poly(I:C)激活NK细胞上的TLR3后,能明显抑制肝纤维化的发展过程。其机制主要是诱发了NK细胞对活化的HSCs的直接杀伤作用并且产生IFN-γ。而这一功能作用在NK细胞缺失以及IFN-γ阴性表达的小鼠体内都不会出现,说明这是NK细胞特有的作用[17]。

同时活化的HSCs会表达维甲酸诱导早期转录产物-1(retinoic acid early inducible 1,RAE1),这是一种能与NK细胞上的受体NKG2D结合的配体,二者结合后能引起NK细胞的活化,而静息期的HSCs没有表达RAE1的功能,这一结果说明NK细胞对活化的HSCs具有特异靶向性的杀伤作用[18]。

杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer cell immunoglobulinlike receptors,KIR)是NK细胞表面的一种受体,能特异性识别一些靶细胞表面的人白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA),主要负责调节NK细胞的活性。在人体内,已经发现有至少14种KIR受体,其中8种(KIR2DL1/-2DL2/-2DL3/-2DL4/-2DL5/-3DL1/-3DL2/-3DL3)为长受体(long receptors),主要负向调节NK细胞活性,是NK细胞的抑制性受体;有6种(KIR2DS1/-2DS2/-2DS3/-2DS4/-2DS5/-3DS1)为短受体(short receptors),主要正向调节NK细胞活性,是NK细胞的激活受体[19-20]。KIRs通过与特异性HLA结合,产生一系列的受体-配体相互作用,确定NK细胞的激活或者抑制,进而对其靶点产生反应[21]。KIR作为调节NK细胞活性的主要受体,Muhanna等[22]通过SiRNA技术,将NK细胞表面iKIR(抑制性KIR受体)的表达沉默来观察NK细胞对肝纤维化中活化HSCs的作用,发现当iKIR被沉默后,NK细胞活性增强,对HSCs的杀伤作用明显增高。

以上的研究结果提示我们,NK细胞对活化的HSCs具有很明显的杀伤作用,可以作为一类新的药物干预靶标,我们可以通过对NK细胞及其受体进行调整,提高NK细胞的活性进而增强NK细胞对HSCs的细胞毒性和杀伤性,最终达到抑制肝纤维化的发展甚至是治疗肝纤维化的作用。

3 展望

近年来对NK细胞抑制肝纤维化的作用及其机制的研究不断增多,NK细胞有可能成为治疗肝纤维化一个新的方向和突破口,其优势在于NK细胞对活化的HSCs细胞具有特异性识别进而靶向杀灭的作用。对NK细胞及其受体的研究不断深入的同时也发现了一些新的问题,比如HSC上的RAE1表达会随治疗时间的延长而降低直至消失,这使得活化的HSC细胞可能会对NK细胞的毒性作用产生免疫[23],另外NK细胞的过度激活亦可能通过引起肝细胞损伤及抑制肝再生而加快肝纤维化的生成[24-26]。围绕这些新的问题,努力寻找一种对NK细胞具有多靶向调节作用的药物,使其不仅能通过调节NK细胞受体使NK细胞对HSCs的杀伤作用增强,同时能延缓HSCs上维甲酸和RAE1的耗竭,并且对正常肝细胞也具有保护作用,可能成为我们今后的研究方向。以NK为靶标,进而提高NK细胞活性及其对活化的HSCs的杀伤性作用,也为我们进一步研究肝纤维化的治疗方案提供了新的思路。

[1] Wynn T A.Cellular and molecular mechanisms of fibrosis[J].J Pathol,2008,214(2):199 -210.

[2] Friedman S L,Arthur M J.Activation of cultured rat hepatic lipocytes by Kupffer cell conditioned medium.Direct enhancement of matrix synthesis and stimulation of cell proliferation via induction of platelet-derived growth factor receptors[J].J Clin Invest,1989,84:1780-5.

[3] 张晓平,张 峰,郑仕中,等.肝纤维化中肾素-血管紧张素的作用研究进展[J].中国药理学通报,2011,27(7):879-900.

[3] Zhang X P,Zhang F,Zheng S Z,et al.Research progress on the role of rennin-angiotensin system in hepatic fibrosis[J].Chin Pharmacol Bull,2011,27(7):879 -900.

[4] Wasmuth H E,Wei skirchen R.Pathogenesis of liver fibrosis:modulation of stellate cells by chemokines[J].Z Gastroenterol,2010,48(1):38-45.

[5] 吴 丽,郑仕中,潘苏华,等.免疫细胞对肝纤维化发展的影响[J].中国药理学通报,2010,26(12):1557-60.

[5] Wu L,Zheng S Z,Pan S H,et al.Effect of immunocytes on the process of hepatic fibrosis[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(12):1557-60.

[6] 袁丽萍,陈飞虎,鹿 玲,等.鬼针草总黄酮对肝纤维化大鼠肝星状细胞TGF-β1信号传导通路的影响[J].中国药理学通报,2009,25(12):1655-9.

[6] Yuan L P,Chen F H,Lu L,et al.Effect of TFB on TGF-β1 signaling pathway in HSC of liver fibrosis rats[J].Chin Pharmacol Bull,2009,25(12):1655 -9.

[7] 王博龙.乌索酸对人肝星状细胞凋亡及TGFβ1 mRNA表达的影响[J].中国药理学通报,2010,26(3):417-8.

[7] Wang B L.Effect of ursolic acid on apoptosis and expression ofTGFβ1 mRNA in human hepatic stellate cells[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(3):417 -8.

[8] 黄 艳,黄 成,李 俊.肝纤维化病程中Kupffer细胞分泌的细胞因子对肝星状细胞活化增殖、凋亡的调控[J].中国药理学通报,2010,26(1):9-13.

[8] Huang Y,Huang C,Li J.Effect of cytokines secreted from Kupffer cell on HSC proliferation,apoptosis in hepatic fibrosis process[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(1):9 -13.

[9] Alter G,Altfeld M.Mutiny or scrutiny:NK cell modulation of DC function in HIV-1 infection[J].Trends Immunol,2011,5:219 -24.

[10] Marra F,Aleffi S,Galastri S,et al.Mononuclear cells in liver fibrosis[J].Semin Immunopathol,2009,31:345 -58.

[11] Morgado S,Sanchez-Correa B,Casado J G.et al.NK cell recognition and killing of melanoma cells is controlled by multiple activating receptor-ligand interactions[J].J Innate Immun,2011,4:365-73.

[12] Friedman S L.Mechanisms of hepatic fibrogenesis[J].Gastroenterology,2008,3(4):1655-69.

[13] Radaeva S,Sun R,Jaruga B,et al.Natural killer cells ameliorate liver fibrosis by killing activated stellate cells in NKG2D-dependent and tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand-dependent manners[J].Gastroenterology,2006,130:435 -52.

[14] Shirachi M,Sata M,Miyajima I,et al.Liver-associated natural killer activity in cirrhotic rats[J].Microbiol Immunol,1998,42:117-24.

[15] Tsuyuki S,Yamauchi A,Nakamura H,et al.N-cetylcysteine improves cytotoxic activity of cirrhotic rat liver-associated mononuclear cells[J].Int Immunol,1998,10:1501 -8.

[16]Jeong W I,Park O,Radaeva S,et al.STAT1inhibits liver fibrosis in mice by inhibiting stellate cell proliferation and stimulating NK cell cyto toxicity[J].Hepatology,2006,44:1441 -51.

[17] Mencin A,Kluwe J,Schwabe R F.Toll-like receptors as targets in chronic liver diseases[J].Gut,2009,58:704 - 20.

[18] Radaeva S,Sun R,Jaruga B,et al.Natural killer cells ameliorate liver fibrosis by killing activated stellate cells in NKG2D-dependent and tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand-dependent manners[J].Gastroenterology,2006,130:435 -52.

[19] Marangon A V,Silva G F,de Moraes C F.et al.KIR genes and their human leukocyte antigen ligands in the progression to cirrhosis in patients with chronic hepatitis C[J].Hum Immunol,2011,72(11):1074-8.

[20] Fadda L,Alter G.KIR/HLA:genetic clues for a role of NK cells in the control of HIV[J].Adv Exp Med Biol,2011,780:27 -36.

[21] Pan N,Jiang W,Sun H,et al.KIR and HLA Loci are associated with hepatocellular carcinoma development in patients with hepatitis B virus infection:A case-control study[J].PLoS ONE,2011,6:e25682.

[22] Muhanna N,Abu Tair L,Doron S,et al.Amelioration of hepatic fibrosis by NK cell activation[J].Gut,2011,60:90 -8.

[23] Wl R S,Radaev S,Jeong W I,et al.Retinoic acid signaling sensitizes hepatic stellate cells to NK cell killing via upregulation of NK cell activating ligand RAE1[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.2007,293(4):G809 -16.

[24] Dong Z,Wei H,Sun R,et al.Involvement of natural killer cells in poly I:C-induced liver injury[J].J Hepatol,2004,41:966 -73.

[25] Sun R,Gao B.Negative regulation of liver regeneration by innate immunity(natural killer cells/interferon-γ)[J].Gastroenterology,2004,127:1525-39.

[26] Sun R,Park O,Horiguchi N,et al.STAT1contributes to dsRNA inhibition of liver regeneration after partial hepatectomy in mice[J].Hepatology,2006,44:955 -66.

猜你喜欢

配体药理学免疫系统
基于药理学分析的护理创新实践探索
行为免疫系统对个体就医行为倾向的影响*
基于网络药理学探讨血府逐瘀汤治疗失眠的作用机制
基于网络药理学探讨搜风愈喘方拆方“祛宿痰方”调控儿童哮喘的作用机制
温经汤治疗原发性痛经的网络药理学作用机制
含季铵盐的芳酰腙配体的铜 (Ⅱ)配合物的合成和表征:体外DNA键合和核酸酶活性
一个氢键构筑的基于偶氮二羧酸和吡啶酰胺配体的超分子配合物
Staying healthy
基于[2,2]对环芳烷骨架手性配体的设计、合成及其在不对称反应中的应用研究进展报告
You’ve got questions, she’s got answers (but you probably won’t like them)