肝臟免疫與疾病研究的核心工具-肝Kupffer細胞

關鍵詞：Kupffer細胞，庫普弗細胞，枯否細胞，單核吞噬細胞系統，肝臟巨噬細胞，類器官，肝靶向遞送，Kupffer Cells(KCs), mononuclear phagocyte system，Hepatic Macrophages，Organoids，liver-targeted delivery

Kupffer細胞（Kupffer Cells, KCs）是肝臟內一種特殊的免疫細胞，主要分布于肝竇內皮細胞之間，屬于單核吞噬細胞系統（mononuclear phagocyte system）的重要組成部分。這類細胞在清除血液中的有害物質、調節免疫反應及維持肝臟微環境穩定方面發揮重要作用。此外，Kupffer細胞與多種肝臟疾病的發生和發展密切相關，其有可能作為肝臟疾病有效的治療靶點。利用Kupffer細胞構建肝臟疾病相關3D細胞模型和類器官，可為肝臟疾病機制和藥物篩選提供更加高效的體外研究模型。此外，Kupffer細胞還可用于肝靶向遞送藥物的優化研究。本文簡要介紹Kupffer細胞特點及其在肝臟疾病中的作用機制，以供參考。

01    Kupffer細胞簡介

Kupffer細胞（Kupffer Cells, KCs），即庫普弗細胞或枯否細胞，也稱肝臟巨噬細胞（Hepatic Macrophages），是位于肝臟中的特殊巨噬細胞，是單核吞噬細胞系統的一部分，約占機體巨噬細胞總數的80-90%。Kupffer細胞定居于肝血竇中，與血管內皮細胞相毗鄰，在肝小葉間靜脈周圍常見。Kupffer細胞的發育來自骨髓，由前單核細胞（promonocytes）、原單核細胞（Monoblast）、單核細胞發育而來，血液中的單核細胞再進一步在肝竇壁發育成庫普弗細胞。目前普遍認為KCs的產生有兩種方式，即骨髓來源的單核細胞的招募和自我更替的補給。在特定的環境下，KCs可被活化成M1、M2兩種不同的細胞亞型。其中M1型在清除病原體、促進炎癥反應和抑制腫瘤生長方面起作用；而M2型則具有吞噬寄生蟲、抑制炎癥反應和促進腫瘤生長的功能。

Kupffer細胞具有吞噬、分泌功能、免疫調節與監視作用。生理條件下，Kupffer細胞不僅能非特異地吞噬和清除血流中的細菌、病毒、內毒素和衰老紅細胞等物質，而且還具有特異性的免疫應答、抗腫瘤免疫、內毒素解毒、抗感染、調節微循環及物質代謝等方面的作用。Kupffer細胞可分泌多種細胞因子（如白細胞介素、腫瘤壞死因子），參與激活或抑制免疫反應。在病毒感染時，Kupffer細胞通過呈遞抗原激活T淋巴細胞，啟動特異性免疫應答。同時，它們也能通過釋放抗炎因子減輕過度炎癥反應，避免肝組織損傷。

另外，庫普弗細胞表面存在著多種受體，可被多種配體激活，通過產生細胞因子、炎癥介質和活性氧等，在多種肝細胞損傷的發病過程中起到重要的作用。

02    Kupffer細胞與肝臟疾病

近些年的研究發現Kupffer細胞在酒精性肝病( Alcoholic liver disease，ALD) 、非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）、肝纖維化( Hepatic fibrosis，HF) 、肝細胞癌( Hepatocellular carcinoma，HCC)等肝臟疾病中扮演著關鍵角色。隨著生物醫學的快速發展，3D細胞培養和類器官技術為生命科學和醫學研究提供了創新性解決方案。利用Kupffer細胞構建3D酒精性肝病和肝纖維化模型、人多能干細胞（hPSC）衍生的肝類器官與Kupffer細胞共移植技術，可為肝膽疾病藥物篩選、毒性測試及再生機制等提供更加精準和高效的體外研究工具。而調控脂質體藥物表面PEG密度，可精準控制Kupffer細胞吞噬強度，實現 ?"捕獲-釋放"式肝靶向遞藥?，提升藥物療效并降低毒性。

【酒精性肝病 Alcoholic liver disease，ALD】

Kupffer細胞的作用：ALD 系由乙醇被長期過量的攝入所致，是導致慢性肝損傷的主要原因之一。許多急性和慢性酒精中毒的動物模型實驗證實了Kupffer 細胞的激活，導致炎癥介質如腫瘤壞死因子( Tumor necrosis factor，TNF) 、趨化因子 CCL2( Chemokines CCL2) 、活性氧( Reactive oxygen species，ROS) 等的釋放，并導致有害的肝臟炎癥。此外，乙醇暴露后，KCs 誘導的促炎細胞因子分泌增加，如炎癥因子 TNF 與肝臟細胞TNF受體結合，致使外周脂肪細胞釋放游離脂肪酸和新生脂肪增加，導致β氧化過程受阻，助長ALD的形成。

【非酒精性脂肪性肝病 non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD】

Kupffer細胞的作用：NAFLD是指除乙醇、病毒、藥物及其他明確的損肝因素之外所致的肝細胞內脂肪過度沉積為主要特征的臨床病理綜合征。有研究發現，游離脂肪酸 ( Free fatty acid， FFA) 或 LPS 都能夠觸發TNF從KCs釋放，這表明KCs作為FFA超載和LPS的主要傳感器，并且整合這些信號，通過TNF分泌物將信息傳送到肝細胞，導致肝臟脂質代謝的改變。此外，KCs的缺失可能導致肝臟脂肪變性，這可能是通過 KCs 減少 IL-10 釋放引起的。在NAFLD小鼠模型研究中發現，無編碼RNA SNHG20過度表達通過激活信號傳導及轉錄激活蛋白6( Signal transducer and activator of transcription 6，STAT6) 誘發KCs向M2極化，促進 NALFD向HCC的推進，因而干預SNHG20的表達可為NAFLD的治療提供新思路。通過調節KCs的M1型和M2型極化的平衡可能為拓展NAFLD的潛在治療方法提供新思路。

【肝纖維化 Hepatic fibrosis，HF】

Kupffer細胞的作用：HF是以肝星狀細胞的活化和細胞外基質的過度沉積為特征的病理學改變。在肝臟損傷過程中，KCs被活化促進細胞因子及炎癥因子的釋放，從而導致肝星狀細胞的激活，進而影響肝纖維化進程。活化的KCs產生轉化TGF- β和PDGF，這兩種因子都是促纖維化生成因子，它們連同炎癥細胞因子、ROS和脂質過氧化的產生等，促使肝星狀細胞的激活及轉分化生成肌成纖維細胞，從而促進肝纖維化進程.有研究表明，姜黃素通過抑制KCs的活化來減少趨化因子的分泌，減少淋巴細胞抗原6C高表達（Ly6Chi）單核細胞的浸潤，減少炎癥信號的釋放，可防止HF的發生。

【肝臟缺血再灌注損傷 Hepatic ischemia reperfusion injury，HIRI】

Kupffer細胞的作用：HIRI是一個復雜的病理生理過程，涉及多種因素，如ROS的釋放、KCs的活化、炎癥因子的釋放等。KCs在HIRI中發揮雙重作用，既可加劇損傷，也可參與保護機制。在HIRI期間，KCs被缺氧及損傷相關分子模式（DAMPs）激活，通過Toll樣受體（TLRs）等識別損傷信號，啟動NF-κB、MAPK等炎癥通路。活化的KCs大量分泌促炎因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）、趨化因子及活性氧（ROS），直接損傷肝細胞，并招募中性粒細胞浸潤，擴大炎癥反應。另外，KCs可極化為抗炎M2型，分泌IL-10、TGF-β等因子，抑制炎癥并促進組織修復；mTOR信號通路（尤其是mTORC2）通過調控KCs向M2型極化，減輕HIRI；有研究表明牛磺熊去氧膽酸（TUDCA）通過抑制KCs的IRE1α/TRAF2/NF-κB通路，減少促炎因子釋放，改善HIRI。

【肝細胞癌 Hepatocellular carcinoma，HCC】

Kupffer細胞的作用：HCC 是世界上-第五種常見癌癥以及癌癥相關死亡的第三大常見原因。既往大量研究表明，KCs在HCC中發揮著雙重作用。M1型KCs通過分泌ROS和氮中間體來殺死腫瘤細胞，其分泌的TNF-α和IL-1β能招募細胞毒性T淋巴細胞( Cytotoxic lymphocyte，CTL) 來攻擊腫瘤細胞；而M2型KCs可分泌促血管生長因子如VEGF、PDGF、成纖維細胞生長因子( FGF) 和血管生成趨化因子，促進腫瘤周圍異常血管增生。因此，通過調控KCs極化分型可能為治療HCC提供一種潛在的策略。

03    IPHASE相關產品

綜上所述，Kupffer細胞作為肝臟固有的免疫細胞，在維持肝臟穩態和整個機體的免疫防御方面具有不可替代的作用。同時，Kupffer細胞在肝臟疾病的發生、發展過程中發揮著重要的作用，其有可能作為肝臟疾病有效的治療靶點。因此，研究Kupffer細胞對于揭示肝臟疾病的發病機制以及后續治療都具有重大意義。鑒于此，IPHASE作為體外研究生物試劑引-領者，憑借先進的設備、專業的技術人員和多年研發經驗，成功研發出人、猴、犬、大鼠及小鼠等多種屬的Kupffer細胞，為肝臟疾病機制與藥物篩選研究提供新模型。