Sci Tra Med | 肝巨噬细胞清除肝炎中坏死肝细胞、减少肝纤维化
原创 夏天 图灵基因 2022-12-05 10:16 发表于江苏
收录于合集#前沿分子生物学机制
撰文：夏天
IF=19.319
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亮点：
1、验证了坏死性肝细胞（necHCs）在人类和小鼠NASH肝脏组织的积累与CD47以及肝巨噬细胞CD47受体SIRPα表达上调有关，而凋亡肝细胞与CD47-SIRPα轴作用无相关。
2、通过实验数据证实了对比抗CD47治疗，靶向抗SIRPα治疗降低了非酒精性脂肪性肝炎（NAFLD）小鼠模型中肝脏组织炎性标志物的表达，同时没有出现抗CD47治疗后引起的血细胞下降的不良反应，揭示了在减少肝纤维化治疗中，靶向抗SIRPα作用可能优于抗CD47。
近日，来自哥伦比亚大学欧文医学中心医学系的研究人员Hongxue Shi等人，在《SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE》杂志上发表了名为“CD47-SIRPα axis blockade in NASH promotes necroptotic hepatocyte clearance by liver macrophages and decreases hepatic fibrosis”的研究文章。研究者通过大量的研究数据发现，坏死性肝细胞（necHCs）在人类和小鼠NASH肝脏组织的积累与CD47以及肝巨噬细胞CD47受体SIRPα表达上调有关，而这一作用机制与凋亡细胞无关。在体外或在诱导性肝细胞坏死的小鼠模型中，抗cd47或抗SIRPα的治疗均增强了肝巨噬细胞对necHCs的清除能力，并抑制了肝星状细胞（HSC）激活的标志物。同时抗SIRPα治疗避免了抗CD47 治疗中引起小鼠贫血的不良反应，显示了更好的优越性。这些发现表明CD47-SIRPα上调可能导致肝巨噬细胞清除necHCs减少、促进非酒精性脂肪性肝炎向肝纤维化进展，并建议将阻断CD47-SIRPα轴作为减少necHCs在NASH肝脏中积累、抑制肝纤维化进展的一种治疗策略，其中靶向抗SIRPα作用可能优于抗CD47。
非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是一个迅速增长的健康问题。在20 -30%的NAFLD患者中，会发生非酒精性脂肪性肝炎（NASH）， 表现为肝损伤、坏死性炎症和纤维化。特别是NASH纤维化，与肝硬化、肝功能衰竭和肝细胞癌的风险增加相关。
NASH的发生和进展是由多种因素驱动的，包括胰岛素抵抗、炎症、氧化以及肝细胞死亡等。细胞凋亡和坏死与NASH的发展和进展有关，在各种小鼠实验模型中，抑制细胞死亡已被证明可以改善NASH。然而，当在一项人类临床试验中，通过抑制细胞死亡并没有改善NASH的终点，特别是纤维化。
本研究的总体目的是研究肝巨噬细胞与necHCs的相互作用对NASH进展产生的影响，重点提出了CD47-SIRPα轴信号通路的增加抑制了肝巨噬细胞有效吞噬necHCs，促进NASH进展的假设。在人和小鼠NASH模型出现肝细胞坏死后，测定其necHCs中CD47的表达。我们检测了用抗CD47抗体或用AAV8-H1-shCD47阻断CD47是否能促进necHC的体内外吞噬。鉴于数据显示出的抗CD47治疗的副作用，研究者将注意力转向SIRPα，发现抗SIRPα治疗也可以增强巨噬细胞对necHCs的吞噬、降低肝脏组织炎性标志物的表达，从而抑制NASH进展，提示抗SIRPα作用可能优于抗CD47。
1、CD47+necHCs在人和小鼠NASH中增加
与脂肪变性或正常肝脏相比，人NASH肝脏中CD47蛋白显著升高。在NASH肝脏组织中，CD47与p-MLKL+（坏死标志物）细胞共同表达。建立FPC、HF-CDAA两种小鼠MASH模型，在这两种模型中，RIP3+表达的肝细胞中均观察到CD47的表达，而RIP3-表达的肝细胞中很少观察到CD47。通过构建的体外细胞坏死模型发现，体外necHCs上CD47强表达，而体外凋亡模型结果相反。
2、在肝细胞坏死的小鼠模型中，阻断CD47会增加肝巨噬细胞对necHCs的吞噬，并阻断星状细胞激活的标志物。
在体外生成necHCs，经抗CD47（实验组）或IgG（对照组）处理后与小鼠或人肝巨噬细胞共同孵育，结果抗CD47治疗促进了巨噬细胞对小鼠和人类necHCs的吞噬作用，而对凋亡细胞无明显作用。在体内实验中，通过促进肝细胞坏死，使肝细胞RIP3表达上调，血浆丙氨酸表达升高。向小鼠体内注射抗CD47（实验组）或IgG（对照组），抗CD47治疗组肝巨噬细胞对necHCs的吞噬作用增加，同时抗CD47治疗抑制了与活化的造血干细胞和肝纤维化相关的mRNA的表达以及炎症标志物Il1b的表达。
3、抗CD47治疗和沉默肝细胞CD47表达使巨噬细胞对necHCs的吞噬作用增强，并减轻肝纤维化。
我们在两个饮食诱导的NASH小鼠模型中，测试了抗 CD47治疗是否促进肝巨噬细胞摄取necHCs并抑制NASH纤维化。抗CD47治疗增加了巨噬细胞吞噬RIP3+细胞的比例和数量，使总RIP3+ 细胞数下降，与肝巨噬细胞对necHCs的吞噬增加相一致。抗CD47降低了纤维化、平滑肌肌动蛋白与活化的造血干细胞和肝纤维化相关的mRNA的表达。与IgG处理组相比，抗CD47组的胶原相关基因总体下降。抗CD47治疗还降低了血浆ALT水平。
我们进行了另一项实验，用shCD47处理脂肪变性小鼠，以沉默肝细胞中的CD47。结果显示shCD47治疗后可导致肝细胞CD47表达下降约50%，增加了巨噬细胞吞噬的RIP3+细胞的比例，降低了RIP3+细胞数目。与肝巨噬细胞对nechc的吞噬增加相一致。shCD47降低了纤维化、α - SMA + 与活化的造血干细胞和肝纤维化相关的mRNA的表达， 也降低了血浆ALT水平。
4、人和小鼠NASH中SIRPα+巨噬细胞增加，抗SIRPα治疗使巨噬细胞对necHCs的吞噬作用增强，并减轻肝纤维化。
在人NASH肝脏组织中，肝巨噬细胞中SIRPα的表达明显上调。两种饮食模式诱导的NASH小鼠的SIRPα表达也比正常小鼠肝脏或脂肪变性肝脏增加。为了检测抗SIRPα是否能在体外改善巨噬细胞对necHCs的摄取，我们将小鼠肝巨噬细胞与necHCs+抗SIRPα或对照IgG孵育，观察到抗SIRPα治疗使巨噬细胞对necHCs的吞噬增加。
与抗CD47治疗一样，抗SIRPα治疗增加了肝巨噬细胞对RIP3+细胞的吞噬，降低了RIP3+细胞的总数。抗SIRPα降低肝纤维化和α-SMA+区，降低与星状细胞活化和肝纤维化相关的mRNA的表达。抗SIRPα治疗也能降低血浆ALT和肝脏Il1b和Mcp1B表达。
为了检测NASH发生前的抗SIRPα治疗是否有益，研究者通过给小鼠喂食HF-CDAA饮食导致肝脂肪变性和早期纤维化，再接受抗SIRPα或IgG治疗。该治疗增加了肝巨噬细胞对RIP3+细胞的总数，并降低了RIP3+细胞的总数。抗-SIRPα减少肝纤维化和胶原沉积，减少α-SMA+面积和Opn+面积。因此，在早期NASH发生之前或之后，抗体介导的SIRPα中和可促进necHCs被肝巨噬细胞吞噬，并抑制NASH纤维化的进展。
作者总结道：尽管我们对人NASH肝脏进行了分析，并对人nechc和人巨噬细胞进行了体外实验，但我们在小鼠NASH中进行的抗cd47/抗SIRPα治疗研究是否会转化为人NASH尚不确定。在体内实验中，靶向抗SIRPα降低了非酒精性脂肪性肝炎（NAFLD）小鼠模型中肝脏组织炎性标志物的表达，同时没有出现抗CD47治疗后引起的血细胞下降的不良反应，这些数据表明，未来靶向SIRPα治疗NASH可能使患者更能获益。
教授介绍
Hongxue Shi教授，就职于哥伦比亚大学欧文医学中心医学系。致力于概念化、正式分析、调查、方法、项目管理、资源、监督、验证、可视化、写作-原始稿、写作-审查和编辑。在肿瘤免疫治疗及分子通路方面做出了杰出贡献。
参考文献
Hongxue Shi, Xiaobo Wang , Fang Li ,et al.CD47-SIRPα axis blockade in NASH promotes necroptotic hepatocyte clearance by liver macrophages and decreases hepatic fibrosis.SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE 23 Nov 2022 Vol 14, Issue 672.
DOI:10.1126/scitranslmed.abp8309