Nat Commun丨段屹/楚慧款等揭示肝脏巨噬细胞与肠菌互作影响酒精性肝炎的分子机制

责编 | 酶美

巨噬细胞在肝脏免疫中扮演着重要角色【6】。其表面的补体受体CRIg，既能与补体系统相互作用【7】，又能直接结合革兰氏阳性菌【8】。CRIg已被证实参与多种免疫相关疾病【9,10】，但其是否作用于肠源性代谢疾病，尚不清楚。

2021年12月9日，上述研究团队及其合作者在Nature Communications上发表了题为CRIg on liver macrophages clears pathobionts and protects against alcoholic liver disease的研究论文，揭示了表达CRIg的肝巨噬细胞凭借其细菌吞噬能力，作用于酒精性肝炎的分子机理，并指出体外补充CRIg-Ig蛋白在小鼠模型中可有效改善相关疾病指标。

为了研究补体受体CRIg与酒精性肝炎的关系，研究人员进行了肝组织RNA测序和免疫荧光染色，发现酒精性肝炎病人体内CRIg的表达量显著低于对照个体。肝脏单细胞RNA测序数据表明，CRIg主要表达在库佛氏细胞（Kupffer cells，KC），而在单核细胞（tissue monocytes）和瘢痕相关巨噬细胞（scar-associated macrophages，SAMac）中表达量很低。进一步分析发现，对照个体中，肝脏巨噬细胞主要为KC，而酒精性肝炎病人体内的SAMac比例显著增加，由此揭示出肝脏巨噬细胞的组成变化，是酒精性肝炎病人CRIg表达量降低的原因之一。

为了探究CRIg在酒精性肝炎中的作用，研究人员分别给野生型和CRIg敲除型小鼠喂食了酒精饲料，并发现，敲除了CRIg的小鼠，其肝损伤和肝脏炎症都显著加重。Toll样受体2能够感知革兰氏阳性菌继而激活炎症反应通路，但是不参与细菌的吞噬清除。作者继而构建了CRIg和Tlr2双基因敲除的小鼠品系，发现与单一敲除CRIg的小鼠相比，双基因敲除的小鼠，酒精引起的肝损伤和炎症都较轻微。以上数据表明，CRIg缺失会加剧酒精引起的肝损伤，但此效应可通过敲除Tlr2来抵消。

接下来，研究人员给三种品系的小鼠分别灌胃给予粪肠球菌并喂食酒精饲料。不出意外的，敲除了CRIg的小鼠，其肝损伤显著高于野生型及双基因敲除的小鼠。鉴于细胞溶素阳性粪肠球菌能够加剧酒精性肝损伤，上述实验表明，CRIg在粪肠球菌加剧酒精性肝损伤的过程中，起到保护作用。由此也可进一步推断，CRIg缺失导致对易位病原菌的清除受阻，从而加剧炎症损伤；而敲除Tlr2则不再激活相关炎症通路，从而抵消了CRIg缺失所带来的负面效果。

通过荧光共聚焦显微镜以及在体肠菌迁移培养实验，研究人员发现，CRIg对于捕捉和吞噬血液中游离的、包括由肠道迁移至肝脏的粪肠球菌，起着至关重要的作用，从而证实了上述推测。作者进而使用纯化的可溶性CRIg-Ig蛋白，藉由流式细胞术确定其可直接结合粪肠球菌。研究人员因此做出大胆假设：若是静脉给予小鼠CRIg-Ig蛋白，其便可直接结合由肠道易位至肝脏的粪肠球菌，使其不再刺激引发炎症反应，从而缓解粪肠球菌引起的酒精性肝损伤。为了验证这一假设，作者首先通过体外细胞实验，证实CRIg包裹的粪肠球菌，其刺激炎症反应的能力显著下降。小鼠实验进一步表明，获取了CRIg-Ig的小鼠，在被喂食酒精饲料后，其肝脏损伤和炎症，都显著低于对照组小鼠。以上结果说明，CRIg-Ig蛋白能够结合酒精摄入导致的、由肠道易位至肝脏的粪肠球菌，从而减弱其对肝组织的损伤和破坏。

综上所述，该项研究成果在此前研究的基础上，提出了一种全新的、酒精摄入导致肝脏损伤的分子机理：酒精除了能够直接引起肝组织炎症，破坏肠道屏障导致肠菌易位进而损伤肝细胞之外，还能够降低肝脏中补体受体CRIg的表达量，从而降低对病原菌的清除效率，进一步加剧肝脏炎症和损伤。作者也因此提出，通过补充可溶性CRIg-Ig蛋白，来有效缓解酒精性肝损伤的新治疗思路。

此项研究的第一作者为段屹博士，本科毕业于中国科学技术大学。共同第一作者楚慧款博士，来自华中科技大学同济医学院附属协和医院。文章通讯作者为加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院Bernd Schnabl教授。该团队长期致力于探究肠道菌群与肝脏疾病的关系，第一作者段屹博士已在国际著名期刊Nature，Nature Communications，Gut，Hepatology，Journal of Hepatology等发表论文20余篇，并将于近期回国组建自己的研究团队。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-27385-3.pdf

制版人：十一

参考文献

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10 Yuan, X., Yang, B.-H., Dong, Y., Yamamura, A. & Fu, W. CRIg, a tissue-resident macrophage specific immune checkpoint molecule, promotes immunological tolerance in NOD mice, via a dual role in effector and regulatory T cells. Elife 6, e29540, doi:10.7554/eLife.29540 (2017).

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