2021年6月23日～26日，第56届欧洲肝脏研究学会年会（EASL 2021）暨国际肝脏会议（the International Liver Congress 2021，ILC 2021）全球进行时。我国华中科技大学同济医学院附属同济医院感染病研究所宁琴教授团队的最新研究“趋化因子受体CCR5及其相应的趋化因子通过经典NK细胞募集导致病毒性肝脏损伤（摘要编号：PO-559）” 被大会收录，该研究揭示了趋化因子受体对病毒性肝损伤中固有免疫应答的重要作用，以及急性严重肝脏损伤的潜在治疗策略。陈韬教授代表团队作精彩报告，《国际肝病》第一时间邀请团队介绍研究成果。

 

张忠威，丁琳，朱琳，刘芸辉，王帅，师爱超，严伟明，罗小平，陈韬，宁琴

 

华中科技大学同济医学院附属同济医院感染病研究所 

 

研究背景：

 

暴发性肝衰竭（fulminant hepatic failure，FHF）是一种具有挑战性的临床疾病，其特点是在短时间内发生肝脏功能衰竭，伴有多种症状和并发症，死亡率较高（40%～80%）^[1]。在多种病因导致的FHF中，免疫系统过度激活是FHF进展的重要因素。自然杀伤细胞（natural killer cells，NK）在暴发性肝衰竭的发病机制中发挥至关重要的作用，是抵御病毒感染的第一道防线^[2,3]。

 

最近的研究表明，肝脏中存在两种NK细胞，其中一些类似于在全身循环的经典NK细胞（conventional natural killer cells，cNK），而另一些则是在组织中驻留的NK细胞（resident natural killer cells，rNK），它们也参与免疫反应^[4]。我们的前期研究表明，Balb/cJ小鼠感染鼠三型肝炎病毒（MHV-3）后，cNK从外周器官迁移至肝脏，并对肝细胞产生毒性作用^[3]。然而，相关的迁移机制目前尚未见报道。

 

趋化因子受体5（C-C motif receptor 5，CCR5）是一种趋化因子受体，在NK细胞、NKT细胞、CD4+T细胞和巨噬细胞等上表达^[5-7]。目前已知CCR5通过与三种趋化因子配体中的任何一种相互作用来调节免疫应答，包括巨噬细胞炎性蛋白（MIP）-1α、MIP-1β和T细胞激活分泌调节因子（RANTES）^[8]。尽管有研究发现CCR5的相应配体MIP-1α、MIP-1β和RANTES在肝衰竭患者的肝脏组织中表达水平明显升高，但是CCR5和相应配体在FHF中发挥的作用及具体机制尚未阐述。

 

研究目的：

 

本研究旨在探讨在MHV-3导致的FHF中，趋化因子受体及其相应的趋化因子对cNK的迁移作用及具体机制。

 

研究方法：

 

6～8周龄雌性Balb/cJ小鼠腹腔注射200 μl含100 pfu MHV-3的无菌生理盐水，建立FHF模型。磁珠分选法分离感染MHV-3后0、24、48和72 h 小鼠肝脏的cNK细胞，利用PCR检测其CCR1、CXCR3、CXCR4和CCR5等趋化因子受体的表达水平。在transwell细胞迁移实验中，特异性阻断CCR5相应的MIP-1α、MIP-1β和RANTES，观察感染MHV-3肝脏细胞对cNK细胞的趋化作用。

 

在CCR5药物抑制实验中，小鼠每日灌胃CCR5抑制剂maraviroc（按小鼠体重给药，1.23 mg/20 g）。分别在感染MHV-3后0、24、48和72 h ，流式检测肝脏中CCR5+ cNK和rNK数量的动态变化。对比CCR5抑制剂组和对照组，野生型Balb/cJ小鼠组与CCR5 KO小鼠组感染MHV-3 0、24、48和72 h 后肝脏转氨酶水平、肝脏组织切片情况、cNK数量的动态变化以及小鼠生存情况。在感染MHV-3 CCR5 KO小鼠中，分别在0、24和48 h后过继5×10⁴脾脏NK细胞，观察小鼠的肝脏转氨酶水平、肝脏组织切片情况、cNK数量的动态变化以及生存情况。

 

研究结果：

 

基因表达分析表明，Balb/cJ小鼠感染MHV-3后，在cNK细胞中，CCR5的表达水平明显高于CCR1、CXCR3、CXCR4等其他受体。流式细胞术检测结果表明，在MHV-3感染后，肝脏CCR5+cNK细胞数量增加，并在感染后48h达到峰值，与此同时，肝脏rNK细胞的数量则稳步下降。此外，其相应的趋化因子MIP-1α、MIP-1β和RANTES在整个感染过程中不断增加。

 

在体外实验中，transwell细胞迁移实验显示，在特异性阻断cNK细胞上的CCR5后，脾脏cNK细胞向感染MHV-3的肝脏细胞的迁移减少，单独中和感染MHV-3的肝脏细胞上CCR5配体MIP-1β和RANTES可以降低对脾脏cNK细胞的趋化效应，但中和配体MIP-1α不能降低cNK细胞的迁移。

 

在感染MHV-3的小鼠中，通过CCR5抑制剂（maraviroc），可以减少cNK细胞在肝脏的浸润数量，减轻病毒诱导的肝损伤，以及改善小鼠生存情况。在感染MKHV-3的CCR5 KO小鼠中，与野生型小鼠相比，肝脏cNK细胞浸润减少，并伴有肝损伤减轻和生存时间的改善。在感染MHV-3的CCR5 KO小鼠的过继实验中，过继脾脏的 cNK细胞后，小鼠的肝脏损伤加重，生存率降低。

 

结论：

 

这些结果表明，CCR5及其配体MIP-1β、RANTES在MHV-3诱导和免疫介导的肝脏损伤中，对rNK趋化募集到肝脏发挥重要作用。CCR5抑制剂maraviroc可能是一种有效而无害的缓解NK细胞介导的免疫损伤的有效方法。本研究强调了趋化因子受体对病毒性肝损伤中固有免疫应答的重要作用以及急性严重肝脏损伤的潜在治疗策略。

 

参考文献：

 

[1]Bernal W, Wendon J. Acute Liver Failure[J]. New England Journal of Medicine, 2013,369(26):2525-2534.

 

[2]Biron C A, Nguyen K B, Pien G C, et al. NATURAL KILLER CELLS IN ANTIVIRAL DEFENSE: Function and Regulation by Innate Cytokines[J]. Annual Review of Immunology, 1999,17(1):189-220.

 

[3]Zou Y, Chen T, Han M, et al. Increased Killing of Liver NK Cells by Fas/Fas Ligand and NKG2D/NKG2D Ligand Contributes to Hepatocyte Necrosis in Virus-Induced Liver Failure[J]. Journal of Immunology, 2010,184(1):466-475.

 

[4]Peng H, Jiang X, Chen Y, et al. Liver-resident NK cells confer adaptive immunity in skin-contact inflammation[J]. Journal of Clinical Investigation, 2013,123(4):1444-1456.

 

[5]Ajuebor M N, Aspinall A I, Zhou F, et al. Lack of Chemokine Receptor CCR5 Promotes Murine Fulminant Liver Failure by Preventing the Apoptosis of Activated CD1d-Restricted NKT Cells[J]. Journal of Immunology, 2005,174(12):8027-8037.

 

[6]Johnston B, Kim C H, Soler D, et al. Differential Chemokine Responses and Homing Patterns of Murine TCR?? NKT Cell Subsets[J]. Journal of Immunology, 2003,171(6):2960-2969.

 

[7]Shields P L, Morland C M, Salmon M, et al. Chemokine and chemokine receptor interactions provide a mechanism for selective T cell recruitment to specific liver compartments within hepatitis C-infected liver[J]. Journal of Immunology, 2000,163(11):6236-6243.

 

[8]Massimo Locati M, Murphy P M. CHEMOKINES AND CHEMOKINE RECEPTORS: Biology and Clinical Relevance in Inflammation and AIDS1[J]. Annual Review of Medicine, 1999,50(50):425-440.

 

文献来源：Zhang ZW, Yang ZY, Yan WM, et al. Chemokine receptor CCR5 and its corresponding chemokines contribute to virus-induced liver injury via convential NK cells recruitment. EASL2021. PO-559.

 

来源：《国际肝病》编辑部