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国际肝病杂志。2012; 2012: 850836.
2012年4月5日在线发布。 数字对象标识:10.1155/2012/850836
预防性维修识别码:PMC3335183型
PMID:22577564

NKT细胞在NAFLD发病中的作用

摘要

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是最常见的慢性肝病,表现为肝脏的各种炎症变化。在这些炎症细胞中,发现自然杀伤T(NKT)细胞在疾病进展中起着关键作用。NKT细胞在单纯性脂肪变性的早期可能通过改变胰岛素抵抗而发挥保护作用,而在纤维化的晚期则作为进展因子。这些过程被认为取决于肝脏中NKT细胞和CD1d分子之间的相互作用。

1.简介

非酒精性脂肪肝(NAFLD)是世界上最常见的慢性肝病[1]. NAFLD显示肝脏出现不同程度的坏死炎症变化和纤维化,并已被证明可导致肝硬化和肝细胞癌(HCC)[2]. 关于NAFLD从单纯性脂肪肝(FL)发展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的过程,“双击理论”被普遍认为是一种基本机制,该理论认为脂肪的积累是第一次击中肝脏时使肝脏对各种第二次“击中”敏感,从而导致肝损伤、炎症和纤维化[]尽管疾病进展的确切机制尚不明确。

由于NAFLD患者的肝脏中存在不同程度的炎性细胞浸润,尤其是在NASH患者中,免疫机制也被认为与NAFLD的发病机制和进展密切相关,从而导致纤维化或HCC。然而,肝脏炎症或免疫反应在NAFLD发病机制中的确切作用尚未阐明。最近,包括自然杀伤T(NKT)细胞在内的先天性免疫细胞被证明参与了该病的发病。本文对免疫反应在NAFLD发病机制中的作用进行了综述和讨论,尤其是对NKT细胞的研究。

2.肝NKT细胞及其在肝脏疾病发病中的作用

2.1. 肝脏中的NKT细胞

肝脏含有独特的常驻单核细胞群,包括先天免疫细胞,如库普弗细胞(KCs)或NKT细胞,这可能是因为其具有防御机制,可以通过门静脉持续接触肠道细菌的各种毒素和抗原[4]. NKT细胞在肝脏中最为丰富,其在肝脏炎症中的调节作用已有报道[5]. NKT细胞是一种独特的细胞亚群,既有T细胞受体(TCR),又有针对自然杀伤细胞的特异性表面分子[6]在小鼠中发现高达30%的肝内淋巴细胞,在人类中高达10%[7].

2.2. NKT细胞的免疫调节作用

NKT细胞根据与CD1d相互作用的依赖性分为1型和2型NKT,CD1d是一种与I类主要组织相容性复合体(MHC)结构相关的非多态糖脂抗原提呈分子。1型NKT细胞,表达包含V的不变TCRα14只小鼠或V型α24在人类中,识别糖脂与CD1d的结合,而2型NKT细胞的TCR储备是多样的,尽管精确的特征还不太清楚[6]. CD1d是一种最初在胸腺细胞或抗原呈递细胞上识别的分子[8,9]. 在正常肝脏中,CD1d主要在KC上表达,但也在肝细胞上表达水平很低。在包括NAFLD在内的肝脏疾病中,CD1d分子在肝细胞和胆管上皮上上调[10,11].

不变的NKT细胞,即1型NKT细胞,是脂质抗原特异性淋巴细胞,并产生大量的T辅助细胞(Th)1(例如干扰素γ-γ)、肿瘤坏死因子α(TNF-α))通过识别CD1d分子上的糖脂抗原,Th2(例如,白细胞介素(IL)-4、IL-10)和Th17(例如,IL-17、IL-22)细胞因子[12]. 因此,NKT细胞可能在各种肝脏疾病中充当免疫调节器。事实上,在各种肝脏疾病中,如自身免疫性肝炎、原发性胆汁性肝硬化、病毒性肝炎、酒精性和非酒精性脂肪性肝炎,都发现了肝NKT细胞数量的改变。在人类自身免疫性肝病中,NKT细胞通过释放穿孔素或颗粒酶诱导肝细胞凋亡,或通过FasL表达增加以及细胞因子(如干扰素)的产生,发挥促炎细胞的作用-γ或TNF-α[13]. 这些细胞还通过Th2极化、Th17依赖机制或调节其他类型的免疫调节细胞(如调节性T细胞)发挥抗炎作用[6,13,14]. 在小鼠中,许多研究使用刀豆球蛋白a-(ConA-)诱导肝炎或α-半乳糖神经酰胺(α-GalCer)诱导的肝炎均为自身免疫性肝炎的小鼠模型,显示NKT细胞在疾病进展中的作用[13,15]. 总之,肝脏NKT细胞具有促炎和抗炎功能,在肝脏疾病的进展中发挥着重要的调节作用。

2.3. CD1d与NKT细胞在脂质代谢中的相互作用

另一方面,肝脏在脂质代谢、脂解、脂肪生成或脂肪储存中起着核心作用。最近的一项研究表明,脂质以CD1d依赖的方式快速激活肝脏NKT细胞的功能[16]. Kotas等人最近证明,CD1d缺乏可通过高脂肪或胆碱缺乏的饮食诱导肝脏脂肪变性和葡萄糖不耐受,而葡萄糖不耐受主要是由肝脏胰岛素敏感性降低引起的[17]. 此外,CD1d缺乏也会导致代谢参数的恶化,如葡萄糖稳态和肝脏脂质代谢[17]. 另一方面,膳食脂肪酸可以通过CD1d依赖的方式调节肝NKT细胞的抗原提呈[18]. 因此,CD1d也可以调节胰岛素抵抗,并在脂质代谢中发挥重要作用,通过向NKT细胞提呈抗原而导致肝脏炎症的形成。

3.NKT细胞和NAFLD

如上所述,NKT细胞通过CD1d识别与糖脂抗原结合来调节肝脏炎症。因此,有可能且合理地假设NKT细胞参与NAFLD的发病机制,尤其是在肝脏炎症形成和疾病进展中。

3.1. NKT细胞在动物模型中的作用

在小鼠模型中,NKT细胞与NAFLD之间的关联已被广泛分析。据报道,瘦素缺乏的肥胖/肥胖小鼠的NKT细胞耗竭,被视为肥胖相关脂肪肝的模型[19,20]. 在ob/ob小鼠中,肠道内毒素、脂肪因子生成增加或内质网(ER)应激可诱导肝脏对炎症状态的敏感性,如人类NAFLD中所示[19,21,22]. 脂肪因子生成增加或内质网应激会激活肝KC的细胞因子生成,尤其是IL-12,导致肝NKT细胞选择性耗竭。最近,Kremer等人报告称,肝脂肪变性患者的肝NKT细胞以KCs和IL-12依赖的方式减少[23]. 他们发现,肝脏NKT细胞随着肝脂肪变性的进展而减少,这种肝脂肪变性是由胆碱缺乏饮食引起的,但在IL-12缺乏的小鼠中却得以保存。此外,脂多糖的摄入导致肝脏IL-12表达增加,KCs的耗竭降低了肝脏IL-12的表达并恢复了NKT细胞。此外,据报道,服用益生菌可以通过减少TNF的生成来增加肝脏NKT细胞,从而改善高脂肪饮食诱导的肝脂肪变性和胰岛素抵抗-α和核因子-(NF)-κB结合活性[24].

过继性转移NKT细胞或用糖脂抗原治疗已证明可减少ob/ob小鼠的肝脂肪变性和改善葡萄糖耐量[25,26]. 此外,据报道,去甲肾上腺素注射液的肾上腺素能激活可诱导NKT细胞群扩张并改善肝脏脂肪变性[20]. 在用胆碱缺乏饮食或高脂肪饮食喂养的野生型小鼠模型中,已证明肝脏NKT细胞数量减少,同时Th1细胞因子生成增加[27,28]. 这些总体数据表明,肝脏NKT细胞通过各种代谢因子或细胞因子(尤其是KC产生的细胞因子)参与了肝脏脂肪变性的过程。

另一方面,肝NKT细胞在NAFLD进展过程中的作用尚未阐明,因为无论是ob/ob小鼠还是小鼠喂食的高脂肪饮食都不会产生显著的肝纤维化。Syn等人的最新报告表明,NAFLD肝脏中的肝NKT细胞增加,部分原因是刺猬途径激活,导致通过激活肝星状细胞(HSC)促进肝纤维化[29]. 总之,小鼠研究表明,NKT细胞似乎在脂肪代谢紊乱中发挥着重要作用,不仅在肝脏脂肪变性(第一次撞击)过程中发挥着重要作用,而且在NAFLD发病机制中的疾病进展(第二次撞击)中也发挥着重要作用。

3.2. NKT细胞在人类中的作用

在人类中,最近的几项研究包括我们的报告[30]也为NKT细胞在NAFLD发病机制中的作用提供了重要发现。Xu等人报道,与健康对照组相比,NAFLD患者的外周NKT细胞减少[31],可能提示外周NKT细胞优先向肝脏募集。我们小组最近利用54例NAFLD患者的肝活检标本分析了肝NKT细胞在NAFLD发病机制中的作用[30]. 首先,我们使用抗CD56(NK标记)和CD68(KCs标记)的单克隆抗体对NAFLD肝活检标本进行免疫组织化学染色。我们发现CD56+随着疾病的进展,NAFLD患者肝脏中的细胞增多(图1(a)1(b)). 然后,我们通过流式细胞术分析了从肝活检标本中分离的肝浸润细胞的表面标志物和细胞质内细胞因子,发现CD3+CD56型+与单纯FL相比,NASH患者的NKT细胞增加(图1(c)). 大多数NKT细胞表达Vα24,这是不变NKT细胞的表型,在晚期NAFLD中同时产生Th1和Th2细胞因子(图1(d)). 此外,我们证明,随着疾病的进展,抗原呈递细胞(如KC)更为活跃,CD1d的表达增加[30]. 基于这些数据,我们得出结论,肝NKT细胞可能通过CD1d识别参与NAFLD的疾病进展。最近,Syn等人还报道了在伴有刺猬通路激活的进行性NASH中NKT细胞向肝脏的积聚[29]. 此外,阿德勒等人(Adler et al[32]. 另一方面,Kremer等人报告了一项不同的发现,即随着脂肪变性的发展,NAFLD患者肝脏中的NKT细胞减少。然而,这些结果来自较小样本量的NAFLD病例(轻度脂肪变性5例,轻度脂肪变性4例,中度脂肪变性3例)[23]. 因此,由于至少在晚期患者中,人类NAFLD患者肝脏中的NKT细胞增加,因此它们可能有助于疾病的进展。

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NKT细胞在高疾病活动性NAFLD肝脏中的积聚。(a) CD56单克隆抗体的免疫组织化学研究显示CD56积聚+NAFLD患者肝脏中的细胞随着疾病的进展而变化。(FL;脂肪肝与NASH;非酒精性脂肪性肝炎)。(b) CD56的编号+或CD68+细胞。CD56型+随着疾病的进展,细胞明显增多。(c) NAFLD肝内单个核细胞分离的流式细胞术分析。象限中的数字表示阳性细胞的百分比。右上象限代表NKT细胞(CD3+CD56型+单元格)。(d) V的流式细胞术分析α24和门控CD3的胞质内细胞因子+CD56型+从患有NAFLD的肝脏分离的单核细胞中的细胞。每个直方图中的数字表示阳性细胞的百分比。这些数据以前曾在[30].

3.3. NKT细胞在NAFLD动物模型和人发病中作用的比较

NKT细胞参与NAFLD进展的人类研究结果似乎与小鼠模型的结果不一致。在小鼠模型中,脂肪变性肝脏中的NKT细胞减少[1921,23,28]但NKT细胞随着人类NAFLD的进展而增加[29,30,32]. 人类和小鼠之间差异的一个可能原因是脂肪因子产生的不同特征。据报道,人类NASH患者血清瘦素水平升高[33]但在NAFLD小鼠模型中没有,而在瘦素缺乏小鼠模型(ob/ob小鼠)中注射瘦素实际上增加了NKT细胞的数量[19]. 因此,瘦素等脂蛋白可能在调节肝内NKT细胞数量方面发挥潜在作用。另外,与小鼠研究相比,对人类单纯性脂肪变性的研究还没有完全完成,因为单纯性脂肪变患者通常是健康的,因此缺乏分析疾病的机会。此外,还没有人类NASH的小鼠模型[34]. 这些差异可能使NKT细胞在人类和小鼠NAFLD中的作用不一致。未来需要进一步研究NKT细胞在人类和小鼠之间的作用差异。

3.4. 实验模型的总结和假设发病机制(图2)

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肝内NKT细胞在NAFLD早期(A)和晚期(b)进展中的假设作用。NKT细胞与CD1d的相互作用可能在NAFLD的整个发病过程中发挥重要作用。

总之,在NAFLD早期,通过增加IL-12的产生来激活KC,NKT细胞似乎减少,而在人类NAFLD晚期,通过增加脂肪因子或肠源微生物群的产生来上调CD1d表达,NKT细胞似乎增加。NKT细胞可能通过改变胰岛素抵抗在单纯性脂肪变性的早期起到保护作用(图2(a))而在纤维化的晚期,它们通过增加促炎细胞因子的产生而发挥进展因子的作用,NF-κB激活或HSC激活(图2(b)). 这些过程主要依赖于肝脏中NKT细胞与CD1d分子的相互作用。因此,肝内CD1d表达的程度或模式的改变可能会影响NKT细胞的数量或功能。

4.结论

NKT细胞通过与抗原提呈细胞上的CD1d相互作用,在脂质代谢紊乱(包括NAFLD)的发病机制中发挥调节作用。因此,操纵NKT细胞可能具有治疗潜力

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