Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Vai trò chức năng của các phân nhóm monocyte trong gan đối với sự tiến triển của viêm gan và xơ gan in vivo
Tóm tắt
Viêm kéo dài trong tổn thương gan mạn tính gây ra sự phát triển của xơ gan ở chuột và con người. Các mô hình thí nghiệm về xơ gan cho thấy tầm quan trọng của đại thực bào gan, được gọi là tế bào Kupffer, trong việc duy trì viêm bằng cách giải phóng các cytokine và chemokine pro-inflammatory, cũng như kích hoạt các tế bào sao gan (HSC). Các nghiên cứu gần đây trên chuột cho thấy rằng những hành động này chỉ được thực hiện một phần bởi các đại thực bào lưu trú trong gan, thường được gọi là tế bào Kupffer, mà chủ yếu phụ thuộc vào việc chiêu mộ các monocyte vào gan. Monocyte là tiền thân tuần hoàn của các đại thực bào mô và tế bào dendritic (DC), bao gồm hai phân nhóm chính trong máu, được phân biệt bởi sự biểu hiện khác nhau của các thụ thể chemokine, các phân tử bám dính và các dấu hiệu khác nhau, chẳng hạn như Ly6C/Gr1 ở chuột hoặc CD14 và CD16 ở người. Khi bị tổn thương, thụ thể chemokine CCR2 và ligand của nó MCP-1 (CCL2) cũng như CCR8 và CCL1 thúc đẩy sự tích tụ của các phân nhóm monocyte trong gan, đặc biệt là phân nhóm monocyte viêm Ly6C+ (Gr1+) như là tiền thân của các đại thực bào mô. Sự xâm nhập của các monocyte pro-inflammatory vào gan chuột bị tổn thương có thể bị chặn một cách đặc hiệu bởi các tác nhân mới nhắm vào MCP-1. Ngược lại, thụ thể chemokine CX3CR1 và ligand của nó fractalkine (CX3CL1) là các điều hoà tiêu cực quan trọng đối với sự xâm nhập của monocyte trong viêm gan bằng cách kiểm soát sự sống sót và sự phân hóa của chúng thành các phân nhóm đại thực bào đa dạng chức năng. Ở bệnh nhân bị xơ gan, các monocyte 'không cổ điển' CD14+CD16+ được tìm thấy kích hoạt trong máu cũng như gan và thúc đẩy các hành động pro-inflammatory cũng như pro-fibrogenic bằng cách giải phóng các cytokine khác nhau và tương tác trực tiếp với HSC, cho thấy rằng những phát hiện từ các mô hình chuột có thể được chuyển giao vào bệnh sinh của xơ gan ở người. Hơn nữa, các mô hình động vật thí nghiệm chỉ ra rằng monocyte / đại thực bào và DC không chỉ quan trọng cho sự tiến triển của xơ gan mà còn cho sự thoái triển của xơ gan, vì đại thực bào cũng có thể phân hủy các protein ma trận ngoại bào và thực hiện các hành động chống viêm. Các con đường tế bào và phân tử được xác định gần đây cho sự chiêu mộ phân nhóm monocyte, sự phân hóa đại thực bào và sự tương tác với các loại tế bào gan khác trong gan bị tổn thương có thể đại diện cho những mục tiêu mới thú vị cho các phương pháp điều trị trong tương lai đối với xơ gan.
Từ khóa
#viêm gan #xơ gan #đại thực bào #monocyte #tế bào Kupffer #cytokine #HSC #chemokineTài liệu tham khảo
Heymann F, Trautwein C, Tacke F: Monocytes and macrophages as cellular targets in liver fibrosis. Inflamm Allergy Drug Targets. 2009, 8: 307-318. 10.2174/187152809789352230.
Bataller R, Brenner DA: Liver fibrosis. J Clin Invest. 2005, 115: 209-218.
Imamura M, Ogawa T, Sasaguri Y, Chayama K, Ueno H: Suppression of macrophage infiltration inhibits activation of hepatic stellate cells and liver fibrogenesis in rats. Gastroenterology. 2005, 128: 138-146. 10.1053/j.gastro.2004.10.005.
Karlmark KR, Weiskirchen R, Zimmermann HW, Gassler N, Ginhoux F, Weber C, Merad M, Luedde T, Trautwein C, Tacke F: Hepatic recruitment of the inflammatory Gr1+ monocyte subset upon liver injury promotes hepatic fibrosis. Hepatology. 2009, 50: 261-274. 10.1002/hep.22950.
Mitchell C, Couton D, Couty JP, Anson M, Crain AM, Bizet V, Renia L, Pol S, Mallet V, Gilgenkrantz H: Dual role of CCR2 in the constitution and the resolution of liver fibrosis in mice. Am J Pathol. 2009, 174: 1766-1775. 10.2353/ajpath.2009.080632.
Seki E, de Minicis S, Inokuchi S, Taura K, Miyai K, van Rooijen N, Schwabe RF, Brenner DA: CCR2 promotes hepatic fibrosis in mice. Hepatology. 2009, 50: 185-197. 10.1002/hep.22952.
Duffield JS, Forbes SJ, Constandinou CM, Clay S, Partolina M, Vuthoori S, Wu S, Lang R, Iredale JP: Selective depletion of macrophages reveals distinct, opposing roles during liver injury and repair. J Clin Invest. 2005, 115: 56-65.
Klein I, Cornejo JC, Polakos NK, John B, Wuensch SA, Topham DJ, Pierce RH, Crispe IN: Kupffer cell heterogeneity: functional properties of bone marrow derived and sessile hepatic macrophages. Blood. 2007, 110: 4077-4085. 10.1182/blood-2007-02-073841.
Seki E, De Minicis S, Gwak GY, Kluwe J, Inokuchi S, Bursill CA, Llovet JM, Brenner DA, Schwabe RF: CCR1 and CCR5 promote hepatic fibrosis in mice. J Clin Invest. 2009, 119: 1858-1870.
Jenkins SJ, Ruckerl D, Cook PC, Jones LH, Finkelman FD, van Rooijen N, MacDonald AS, Allen JE: Local macrophage proliferation, rather than recruitment from the blood, is a signature of TH2 inflammation. Science. 2011, 332: 1284-1288. 10.1126/science.1204351.
Tacke F, Kurts C: Infiltrating monocytes versus resident Kupffer cells: do alternatively activated macrophages need to be targeted alternatively?. Hepatology. 2011, 54: 2267-2270.
Geissmann F, Manz MG, Jung S, Sieweke MH, Merad M, Ley K: Development of monocytes, macrophages, and dendritic cells. Science. 2010, 327: 656-661. 10.1126/science.1178331.
Tacke F, Randolph GJ: Migratory fate and differentiation of blood monocyte subsets. Immunobiology. 2006, 211: 609-618. 10.1016/j.imbio.2006.05.025.
Passlick B, Flieger D, Ziegler-Heitbrock HW: Identification and characterization of a novel monocyte subpopulation in human peripheral blood. Blood. 1989, 74: 2527-2534.
Seidler S, Zimmermann HW, Bartneck M, Trautwein C, Tacke F: Age-dependent alterations of monocyte subsets and monocyte-related chemokine pathways in healthy adults. BMC Immunol. 2010, 11: 30-10.1186/1471-2172-11-30.
Ingersoll MA, Spanbroek R, Lottaz C, Gautier EL, Frankenberger M, Hoffmann R, Lang R, Haniffa M, Collin M, Tacke F: Comparison of gene expression profiles between human and mouse monocyte subsets. Blood. 2010, 115: e10-19. 10.1182/blood-2009-07-235028.
Geissmann F, Jung S, Littman DR: Blood monocytes consist of two principal subsets with distinct migratory properties. Immunity. 2003, 19: 71-82. 10.1016/S1074-7613(03)00174-2.
Wong KL, Tai JJ, Wong WC, Han H, Sem X, Yeap WH, Kourilsky P, Wong SC: Gene expression profiling reveals the defining features of the classical, intermediate, and nonclassical human monocyte subsets. Blood. 2011, 118: e16-31. 10.1182/blood-2010-12-326355.
Cros J, Cagnard N, Woollard K, Patey N, Zhang SY, Senechal B, Puel A, Biswas SK, Moshous D, Picard C: Human CD14dim monocytes patrol and sense nucleic acids and viruses via TLR7 and TLR8 receptors. Immunity. 2010, 33: 375-386. 10.1016/j.immuni.2010.08.012.
Tacke F, Alvarez D, Kaplan TJ, Jakubzick C, Spanbroek R, Llodra J, Garin A, Liu J, Mack M, van Rooijen N: Monocyte subsets differentially employ CCR2, CCR5, and CX3CR1 to accumulate within atherosclerotic plaques. J Clin Invest. 2007, 117: 185-194. 10.1172/JCI28549.
Le Borgne M, Etchart N, Goubier A, Lira SA, Sirard JC, van Rooijen N, Caux C, Ait-Yahia S, Vicari A, Kaiserlian D, Dubois B: Dendritic cells rapidly recruited into epithelial tissues via CCR6/CCL20 are responsible for CD8+ T cell crosspriming in vivo. Immunity. 2006, 24: 191-201. 10.1016/j.immuni.2006.01.005.
Tsou CL, Peters W, Si Y, Slaymaker S, Aslanian AM, Weisberg SP, Mack M, Charo IF: Critical roles for CCR2 and MCP-3 in monocyte mobilization from bone marrow and recruitment to inflammatory sites. J Clin Invest. 2007, 117: 902-909. 10.1172/JCI29919.
Vanbervliet B, Homey B, Durand I, Massacrier C, Ait-Yahia S, de Bouteiller O, Vicari A, Caux C: Sequential involvement of CCR2 and CCR6 ligands for immature dendritic cell recruitment: possible role at inflamed epithelial surfaces. Eur J Immunol. 2002, 32: 231-242. 10.1002/1521-4141(200201)32:1<231::AID-IMMU231>3.0.CO;2-8.
Engel DR, Maurer J, Tittel AP, Weisheit C, Cavlar T, Schumak B, Limmer A, van Rooijen N, Trautwein C, Tacke F, Kurts C: CCR2 mediates homeostatic and inflammatory release of Gr1(high) monocytes from the bone marrow, but is dispensable for bladder infiltration in bacterial urinary tract infection. J Immunol. 2008, 181: 5579-5586.
Serbina NV, Kuziel W, Flavell R, Akira S, Rollins B, Pamer EG: Sequential MyD88-independent and -dependent activation of innate immune responses to intracellular bacterial infection. Immunity. 2003, 19: 891-901. 10.1016/S1074-7613(03)00330-3.
Serbina NV, Pamer EG: Monocyte emigration from bone marrow during bacterial infection requires signals mediated by chemokine receptor CCR2. Nat Immunol. 2006, 7: 311-317.
Osterholzer JJ, Ames T, Polak T, Sonstein J, Moore BB, Chensue SW, Toews GB, Curtis JL: CCR2 and CCR6, but not endothelial selectins, mediate the accumulation of immature dendritic cells within the lungs of mice in response to particulate antigen. J Immunol. 2005, 175: 874-883.
Robays LJ, Maes T, Lebecque S, Lira SA, Kuziel WA, Brusselle GG, Joos GF, Vermaelen KV: Chemokine receptor CCR2 but not CCR5 or CCR6 mediates the increase in pulmonary dendritic cells during allergic airway inflammation. J Immunol. 2007, 178: 5305-5311.
Heymann F, Hammerich L, Storch D, Bartneck M, Huss S, Russeler V, Gassler N, Lira SA, Luedde T, Trautwein C, Tacke F: Hepatic macrophage migration and differentiation critical for liver fibrosis is mediated by the chemokine receptor C-C motif chemokine receptor 8 in mice. Hepatology. 2012, 55 (3): 898-909. 10.1002/hep.24764.
Auffray C, Sieweke MH, Geissmann F: Blood monocytes: development, heterogeneity, and relationship with dendritic cells. Annu Rev Immunol. 2009, 27: 669-692. 10.1146/annurev.immunol.021908.132557.
Bosschaerts T, Guilliams M, Stijlemans B, Morias Y, Engel D, Tacke F, Herin M, De Baetselier P, Beschin A: Tip-DC development during parasitic infection is regulated by IL-10 and requires CCL2/CCR2, IFN-gamma and MyD88 signaling. PLoS Pathog. 2010, 6: e1001045-10.1371/journal.ppat.1001045.
Auffray C, Fogg D, Garfa M, Elain G, Join-Lambert O, Kayal S, Sarnacki S, Cumano A, Lauvau G, Geissmann F: Monitoring of blood vessels and tissues by a population of monocytes with patrolling behavior. Science. 2007, 317: 666-670. 10.1126/science.1142883.
Nahrendorf M, Swirski FK, Aikawa E, Stangenberg L, Wurdinger T, Figueiredo JL, Libby P, Weissleder R, Pittet MJ: The healing myocardium sequentially mobilizes two monocyte subsets with divergent and complementary functions. J Exp Med. 2007, 204: 3037-3047. 10.1084/jem.20070885.
Swirski FK, Nahrendorf M, Etzrodt M, Wildgruber M, Cortez-Retamozo V, Panizzi P, Figueiredo JL, Kohler RH, Chudnovskiy A, Waterman P: Identification of splenic reservoir monocytes and their deployment to inflammatory sites. Science. 2009, 325: 612-616. 10.1126/science.1175202.
Tacke F, Ginhoux F, Jakubzick C, van Rooijen N, Merad M, Randolph GJ: Immature monocytes acquire antigens from other cells in the bone marrow and present them to T cells after maturing in the periphery. J Exp Med. 2006, 203: 583-597. 10.1084/jem.20052119.
Varol C, Landsman L, Fogg DK, Greenshtein L, Gildor B, Margalit R, Kalchenko V, Geissmann F, Jung S: Monocytes give rise to mucosal, but not splenic, conventional dendritic cells. J Exp Med. 2007, 204: 171-180. 10.1084/jem.20061011.
Hanna RN, Carlin LM, Hubbeling HG, Nackiewicz D, Green AM, Punt JA, Geissmann F, Hedrick CC: The transcription factor NR4A1 (Nur77) controls bone marrow differentiation and the survival of Ly6C- monocytes. Nat Immunol. 2011, 12: 778-785. 10.1038/ni.2063.
Tacke F, Kurts C: Infiltrating monocytes versus resident Kupffer cells - do alternatively activated macrophages need to be targeted alternatively?. Hepatology. 2011, 54 (6): 2267-2270.
Seki E, De Minicis S, Osterreicher CH, Kluwe J, Osawa Y, Brenner DA, Schwabe RF: TLR4 enhances TGF-beta signaling and hepatic fibrosis. Nat Med. 2007, 13: 1324-1332. 10.1038/nm1663.
Tacke F, Weiskirchen R: Update on hepatic stellate cells: pathogenic role in liver fibrosis and novel isolation techniques. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 2012, 6: 67-80. 10.1586/egh.11.92.
Baeck C, Wehr A, Karlmark KR, Heymann F, Vucur M, Gassler N, Huss S, Klussmann S, Eulberg D, Luedde T: Pharmacological inhibition of the chemokine CCL2 (MCP-1) diminishes liver macrophage infiltration and steatohepatitis in chronic hepatic injury. Gut. 2012, 61: 416-426. 10.1136/gutjnl-2011-300304.
Efsen E, Grappone C, DeFranco RM, Milani S, Romanelli RG, Bonacchi A, Caligiuri A, Failli P, Annunziato F, Pagliai G: Up-regulated expression of fractalkine and its receptor CX3CR1 during liver injury in humans. J Hepatol. 2002, 37: 39-47. 10.1016/S0168-8278(02)00065-X.
Isse K, Harada K, Zen Y, Kamihira T, Shimoda S, Harada M, Nakanuma Y: Fractalkine and CX3CR1 are involved in the recruitment of intraepithelial lymphocytes of intrahepatic bile ducts. Hepatology. 2005, 41: 506-516. 10.1002/hep.20582.
Shimoda S, Harada K, Niiro H, Taketomi A, Maehara Y, Tsuneyama K, Kikuchi K, Nakanuma Y, Mackay IR, Gershwin ME, Akashi K: CX3CL1 (fractalkine): a signpost for biliary inflammation in primary biliary cirrhosis. Hepatology. 2010, 51: 567-575. 10.1002/hep.23318.
Wasmuth HE, Zaldivar MM, Berres ML, Werth A, Scholten D, Hillebrandt S, Tacke F, Schmitz P, Dahl E, Wiederholt T: The fractalkine receptor CX3CR1 is involved in liver fibrosis due to chronic hepatitis C infection. J Hepatol. 2008, 48: 208-215. 10.1016/j.jhep.2007.09.008.
Bourd-Boittin K, Basset L, Bonnier D, L'Helgoualch A, Samson M, Theret N: CX3CL1/fractalkine shedding by human hepatic stellate cells: contribution to chronic inflammation in the liver. J Cell Mol Med. 2009, 13: 1526-1535. 10.1111/j.1582-4934.2009.00787.x.
Aspinall AI, Curbishley SM, Lalor PF, Weston CJ, Blahova M, Liaskou E, Adams RM, Holt AP, Adams DH: CX3CR1 and VAP-1 dependent recruitment of CD16+ monocytes across human liver sinusoidal endothelium. Hepatology. 2010, 51: 2030-2039. 10.1002/hep.23591.
Karlmark KR, Zimmermann HW, Roderburg C, Gassler N, Wasmuth HE, Luedde T, Trautwein C, Tacke F: The fractalkine receptor CX3CR1 protects from liver fibrosis by controlling differentiation and survival of infiltrating hepatic monocytes. Hepatology. 2010, 52 (5): 1769-1782. 10.1002/hep.23894.
Aoyama T, Inokuchi S, Brenner DA, Seki E: CX3CL1-CX3CR1 interaction prevents carbon tetrachloride-induced liver inflammation and fibrosis in mice. Hepatology. 2010, 52: 1390-1400. 10.1002/hep.23795.
Imai T, Hieshima K, Haskell C, Baba M, Nagira M, Nishimura M, Kakizaki M, Takagi S, Nomiyama H, Schall TJ, Yoshie O: Identification and molecular characterization of fractalkine receptor CX3CR1, which mediates both leukocyte migration and adhesion. Cell. 1997, 91: 521-530. 10.1016/S0092-8674(00)80438-9.
Zimmermann HW, Tacke F: Modification of chemokine pathways and immune cell infiltration as a novel therapeutic approach in liver inflammation and fibrosis. Inflamm Allergy Drug Targets. 2011, 10: 509-536.
Fallowfield JA, Mizuno M, Kendall TJ, Constandinou CM, Benyon RC, Duffield JS, Iredale JP: Scar-associated macrophages are a major source of hepatic matrix metalloproteinase-13 and facilitate the resolution of murine hepatic fibrosis. J Immunol. 2007, 178: 5288-5295.
Pellicoro A, Aucott RL, Ramachandran P, Robson AJ, Fallowfield JA, Snowdon VK, Hartland SN, Vernon M, Duffield JS, Benyon RC: Elastin accumulation is regulated at the level of degradation by macrophage metalloelastase (MMP-12) during experimental liver fibrosis. Hepatology. 2011.
Thomas JA, Pope C, Wojtacha D, Robson AJ, Gordon-Walker TT, Hartland S, Ramachandran P, Van Deemter M, Hume DA, Iredale JP, Forbes SJ: Macrophage therapy for murine liver fibrosis recruits host effector cells improving fibrosis, regeneration, and function. Hepatology. 2011, 53: 2003-2015. 10.1002/hep.24315.
Jiao J, Sastre D, Fiel MI, Lee UE, Ghiassi-Nejad Z, Ginhoux F, Vivier E, Friedman SL, Merad M, Aloman C: Dendritic cell regulation of carbon tetrachloride-induced murine liver fibrosis regression. Hepatology. 2012, 55: 244-255. 10.1002/hep.24621.
Marra F, DeFranco R, Grappone C, Milani S, Pastacaldi S, Pinzani M, Romanelli RG, Laffi G, Gentilini P: Increased expression of monocyte chemotactic protein-1 during active hepatic fibrogenesis: correlation with monocyte infiltration. Am J Pathol. 1998, 152: 423-430.
Zimmermann HW, Seidler S, Nattermann J, Gassler N, Hellerbrand C, Zernecke A, Tischendorf JJ, Luedde T, Weiskirchen R, Trautwein C, Tacke F: Functional contribution of elevated circulating and hepatic non-classical CD14CD16 monocytes to inflammation and human liver fibrosis. PLoS One. 2010, 5: e11049-10.1371/journal.pone.0011049.
Zimmermann HW, Seidler S, Gassler N, Nattermann J, Luedde T, Trautwein C, Tacke F: Interleukin-8 is activated in patients with chronic liver diseases and associated with hepatic macrophage accumulation in human liver fibrosis. PLoS One. 2011, 6: e21381-10.1371/journal.pone.0021381.