Kupffer细胞

Kupffer 细胞Kupffer 细胞（Kupffer cells，KC）是位于肝血窦内的巨噬细胞,寄居于肝血窦内皮细胞之间或之上,是体内固定型巨噬细胞中最大的群体。

约占巨噬细胞总数的80%。

KC体积较大，呈阿米巴状，有多个膜性突起，并可通过突入内皮细胞下Disse间隙的突起与肝细胞直接接触；细胞核大而圆；胞浆丰富，内含大量核糖体和吞噬体，有发达的内质网、高尔基体和分泌型囊泡。

激活的KC变圆，去极化，细胞表面皱缩，脱颗粒，失去伪足，胞内出现许多吞噬溶酶体和透明的空泡。

一些激活的KC内还含有致密物质。

随KC激活后吞噬功能的增强，胞内还会出现一些碎片和破损的红细胞。

一、KC的表面受体和标志人类和小鼠的KC的表面受体和标志同一般单核巨噬细胞的表面标志基本一致，每一种表面受体均与其功能密切相关：1．甘露糖受体（mannose receptor）：能与微生物表面的糖蛋白或类似酵母颗粒样物结合，促进胞吞作用；2．脂多糖（LPS）/LPS结合蛋白（LPS binding protein）复合物受体（CD14）：能够与革兰氏阴性细菌表面物质LPS或与LPS结合蛋白组成的复合物相结合，在LPS的信息传递中起启动作用，与KC的激活及对细菌的清除能力有关；3．三种不同IgG的Fc受体，FcγⅠR（CD64），FcγⅡR（CD32），FcγⅢR（CD16）：在启动细胞外杀伤、调理素化和胞吞中发挥作用；4．补体受体-1（CR1，CD35），补体受体-3（CR3，C3biR，CD11b）：CR1与细胞吞噬微生物有关；CR3与LFA-1（CD11a）和CD11c 一起在细胞的粘附中发挥作用；5．其他表面分子：如CD13、CD15、CD68和VLA-4（CD29/CD49d）等；6．KC表面还带有Ia抗原，因而具有抗原呈递作用。

二、KC主要的生物学功能1．胞吞作用：由于KC所处的解剖位置，使其能够与许多经过门静脉而来的潜在有害物直接接触，如微生物、内毒素、衰老或破裂的细胞等。

KC通过细胞表面的受体识别各种配体表位，并通过特异传导途径激活KC的胞吞机制。

吞噬的异物被吞噬体内的水解酶消化。

除吞噬作用外，KC也可表现出对可溶性物质的胞饮作用，这种作用多数由细胞表面的受体介导，即受体介导的内吞作用。

2．分泌前列腺素类(PG)和反应性氧类物质（reactive oxygen species，ROS）：某些物质与KC接触时可激发其产生前列腺素类，主要是前列腺素D2、E2和血栓素（thormboxane，TX），反应性氧类物质，如超氧化物阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）、一氧化氮（NO）等[1]。

O2-还可与活性NO结合产生更具毒性的活性基团过氧亚硝酸盐。

ROS可与细胞膜表面多不饱和脂肪酸结合，产生多脂肪酸过氧基。

这些过氧基可通过电子传递的级联放大效应与蛋白质、脂质和核酸等物质反应，导致这些结构的氧化失活，并使结构蛋白和酶蛋白变性，引起细胞膜通透性增加直至细胞溶解死亡。

同时线粒体膜也因氧化受损而引起氧化磷酸化功能障碍，ATP合成减少[2,3]。

3．分泌细胞因子：KC可分泌多种细胞因子参与免疫调节、炎症反应、调控组织和基质修复、肝细胞和肝星状细胞的增生及合成细胞外基质，清除衰老与变形的血细胞和肿瘤细胞。

合成和分泌的细胞因子主要有：⑴肿瘤坏死因-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），①通过与细胞膜TNF受体结合，激活细胞自杀程序，导致细胞凋亡,并与肿瘤患者晚期的恶病质有关；②可激活T、B淋巴细胞并增强其细胞毒作用，与肝窦内的NK细胞激活有关；③可诱导和上调细胞间粘附分子（intercellular adhesion molecule-1 ，ICAM-1）和血管细胞粘附分子（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1），促进白细胞与血管内皮细胞的粘附；加强内皮细胞MHC-1类抗原的表达，促进血管内皮细胞产生血小板活化因子（platelet activating factor，PAF）、IL-1等炎症介质，并激活白细胞，促进血栓形成[4]。

TNF-α还可使白细胞表达CR1和CR3，加强内皮细胞和白细胞的粘附。

⑵IL-1、IL-6, 激活的KC分泌IL-1α增加，IL-1α是参与调节免疫和炎症反应的重要细胞因子，还可促进白细胞与肝窦壁粘附，激发窦内皮细胞的胞吞作用；TNF-α、IL-1又可刺激KC合成IL-6。

⑶TGF-β，可刺激肝星状细胞和成纤维细胞活化增生。

三、KC与肝脏肿瘤KC在抑制肝脏肿瘤的形成、生长和转移中发挥着重要作用。

其主要机制有：1．吞噬作用：研究发现在循环血液中标记荧光素的肿瘤细胞很快（24hr内）被KC吞噬，且标记的荧光素出现在KC的溶酶体中。

表明KC可通过吞噬作用清除肿瘤细胞，并释放水解蛋白酶直接导致肿瘤细胞溶解。

并非所有KC都有均一的吞噬活性，小叶周边区KC 数量多，吞噬功能比中央区强。

KC的这种天然抗肿瘤作用与不断从门静脉接受来自肠道的细菌内毒素（LPS）刺激有关[5]。

2．分泌TNF-α：体外研究发现TNF-α对肿瘤细胞有直接溶解和抗增殖作用，在体内可引起肿瘤坏死；TNF-α对毛细血管内皮细胞有直接的细胞毒作用，可造成肿瘤组织局部血流阻断而发生缺血坏死；TNF-α能增强局部单核巨噬细胞系统活性，增强NK细胞的细胞毒作用，协同发挥抗肿瘤作用。

3．分泌氧类物质：NO与KC引起的肿瘤细胞毒作用密切相关。

在体外，KC与AH70细胞共同培养可抑制AH70细胞的线粒体功能，而培养介质中亚硝酸盐、硝酸盐产物增多，KC中诱生型一氧化氮合酶（INOS）增高。

加入ICAM-1或CD18单克隆抗体或TMB-8钙离子抑制剂后，上述反应被阻断。

说明由KC介导的肝肿瘤细胞损伤很大程度上依赖由INOS 产生的NO，且NO的产生由CD18/ICAM-1介导的KC与肿瘤细胞的相互作用激发，其中也包括Ca2+的修饰[6]。

但也有研究认为KC的氧化产物是过氧化增生因子诱发肝癌的关键[7]。

4．KC表面存在Fc受体，可通过抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（ADCC）直接溶解肿瘤细胞。

在二乙基亚硝胺(Diethylnitrosamine,DENA)诱发试验性肝癌的形成过程中,KC增多,特别是在分化异常结节和癌变结节的周围,偶可见于分化异常的肝细胞之间;且常伴有活化的α-SMA阳性肝星状细胞(hepatic stellate cell ,HSC)增多,.出现于分化异常肝细胞之间的肝窦中。

KC、HSC的增多是机体局部对异常分化肝细胞的反应，与DENA引起的炎性坏死无关[8]。

进一步的研究证明KC具有抑制实验性肝癌形成的作用，并可促进实验性肝癌细胞凋亡[9,10]。

在正常和硬化的大鼠肝脏中分别植入大鼠肝细胞肝癌细胞，植入的癌细胞在硬化肝脏中生长得比在正常肝脏中要快得多。

因为KC在硬化肝脏中极度减少，吞噬功能显著削弱，且KC相关的细胞因子产物如：IL-1β、TNF-α也相应显著减少。

肝硬化是肝细胞肝癌（HCC）的首要促发因素，在其中KC活性的显著减低起着重要作用[11]。

近年来在肿瘤综合治疗中进行了一些激活KC功能抑制肝脏肿瘤生长、抑制肿瘤转移的研究。

经粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte macrophage colony stimulating factor GM-CSF）预处理的大鼠KC在体外细胞毒作用增强，在体内抑制肿瘤扩散的能力增强[12]。

γ-干扰素（gamma interferonγ-IFN）可通过激活KC减缓肝转移性肿瘤的生长。

用含有GM-CSF、IL-2基因的疱疹病毒转染的肝癌细胞免疫大鼠并合用γ-IFN，可同时激活KC和淋巴细胞，明显减少甚至完全抑制肝转移性肿瘤的形成[13]。

最近的研究表明胸腺刺激素（thymostimulin，TP-1）对人肝细胞肝癌细胞的细胞毒作用并非直接或间接通过肝细胞介导，而是通过激活KC、释放TNF-α[14]。

四、KC与肝纤维化肝纤维化是各种慢性肝病发展为肝硬化的必经过程,以细胞外基质(ECM)在肝窦周间隙过渡沉积为特征。

近年的研究表明激活后的HSC具有生成ECM，分泌细胞因子以及收缩等多种功能，在肝纤维化的发生发展中起关键性作用[15]。

HSC的激活过程十分复杂，受到KC、肝细胞、肝窦内皮细胞以及自身分泌的多种细胞因子的旁分泌和自分泌调节，而KC作为一种炎症细胞在其中起着重要作用。

在实验性肝纤维化模型中，KC的浸润总是先于HSC的激活[16]。

无论是从正常大鼠还是从肝纤维化大鼠中分离出来的KC的条件培养液，都能促进HSC的激活。

KC条件培养液中起促进HSC激活作用的是KC分泌的多种细胞因子，其中TGFα和β起主要调节作用，且与TGF-β/TGF-α的比值密切相关。

TGF-α可诱导HSC表达血小板源性生长因子（PDGF）受体而促进HSC增殖。

KC分泌的TGF-β主要以潜伏状态存在，HSC能激活TGF-β，这可能与HSC胰岛素样生长因子（IGF）II表达的上调有关，激活后的TGF-β能抑制HSC的增殖，促进蛋白多糖合成[17,18]。

由KC分泌的TNF-α、IL-1等也具有促进HSC激活的作用[19]。

因此，抑制KC分泌细胞因子将有助于抑制HSC的活化和肝纤维化的发展。

但迄今为止，尚未发现一种能应用于临床、对肝纤维化有可靠疗效的药物。

新近发现的一种炎症抑制因子IL-10给人们带来了希望，在多种实验性肝损伤模型中，均发现内源性IL-10有明显的抑制肝脏炎症，减轻肝损伤的作用[20]。

比较用敲除IL-10基因的小鼠和用正常小鼠制作的CCL4肝损伤模型，结果发现前者肝纤维化程度明显重于后者[21]。

IL-10可能是通过抑制KC 分泌细胞因子而抑制HSC的激活，在减轻肝纤维化中发挥作用[22]。

五、KC与移植肝再灌注损伤原发性移植肝无功能及移植肝原发性功能紊乱都与移植肝冷冻保存后KC的激活所引起的再灌注损伤有关。

移植肝再灌注后KC的激活主要与细菌内毒素作用有关。

由于移植肝冷冻保存时肝能量代谢受损，A TP合成减少、分解加强；再加上因无氧糖酵解和乳酸积聚所至的组织酸性环境和细胞内Ca2+的增加而使KC处于预激活状态[23,24]。

同时由于移植时需阻断门静脉，使肠管淤血、通透性增加，细菌内毒素进入并积聚在门静脉系统。

当血流重性开放后门静脉血中的内毒素就可使处于预激活状态的KC活化[25]。

移植肝再灌注15分钟后几乎所有的KC都被激活。

激活的KC吞噬功能增强并产生多种生物活性物质，如ROS和水溶性酶类。

这些物质可对进入肝脏的细菌、病毒、内毒素和许多毒性物质进行代谢解毒，对移植肝起一定保护作用。

但同时ROS和水溶性酶类又协同KC激活后分泌的促炎性细胞因子，如TNF-α、PAF 、TX 、白三烯（leukotriene ，LT）等一起介导移植肝的再灌注损伤[25,26]。