HMGB1/RAGE信号通过改变Kupffer细胞亚型而发挥致肝纤维化作用的分子机制

Kupffer cells are the major cells in liver injury-induced inflammation and fibrogenesis, yet their activation mechanism is still unclear. Our previous studies showed high mobility group box-1 (HMGB1) activated macrophage shift into inflammatory factor-secretion subtype specific through receptor for advanced glycation end products (RAGE) in vitro. We also found the Ly6C+ subset of Kupffer cells expressed inflammatory factors in the inflammation period of carbon tetrachloride-induced mouse liver fibrosis. Therefore, it is speculated that HMGB1/RAGE signal pathway might regulate liver fibrogenesis through shifting the subsets of Kupffer cells. In this study, liver fibrosis model was induced in the enhance green fluorescence protein (EGFP)-bone marrow chimera mice by carbon tetrachloride, and analyzed the progression of liver fibrosis in the presence of HMGB1/RAGE angonist GLP-1. Then, the subsets of Kupffer cells were isolated from these two mouse models and analyzed by multi-color fluorescence labeled antibodies by flow cytometry, in order to reveal the effects of HMGB1/RAGE on the subsets of Kupffer cells. Finally, each subset of Kupffer cells was isolated and cultured with HMGB1 to induce subset shift in vitro, afterwards agonists of RAGE signal pathway, including signal transduction factors and nuclear transcription factors, were also involved in the culture system to elucidate the molecular mechanism of subset shift of Kupffer cells. This study may help clarify the activation mechanism of Kupffer cells in liver fibrosis.

Kupffer细胞是肝脏炎症反应的主要效应细胞，但其活化的具体机制尚不明确。我们体外研究发现HMGB1特异性通过RAGE活化巨噬细胞转变为分泌炎症因子的亚型；肝纤维化动物研究结果显示急性炎症期的Ly6C+的Kupffer细胞亚型亦分泌炎症因子，提示HMGB1/RAGE通路可能是Kupffer细胞亚型转变的分子机制。本研究拟利用EGFP骨髓嵌合小鼠肝纤维化模型，体内探讨干预HMGB1/RAGE通路对肝纤维化进展的影响；然后应用不同纤维化程度的小鼠，利用多色荧光抗体标记结合流式分析的方法分析Kupffer细胞亚型，探讨HMGB1/RAGE通路对Kupffer细胞亚型的影响；最后利用HMGB1处理流式分选的Kupffer细胞不同亚型，尝试应用HMGB1/RAGE通路的拮抗剂进行干预，以阐明Kupffer细胞亚型转换的分子机制。期望本研究明确肝纤维化形成过程中Kupffer细胞活化的细胞分子机制。

Kupffer细胞是肝脏驻留型巨噬细胞，在肝脏胚胎发育，维护肝脏稳态平衡以及各种肝脏疾病中肝脏的损伤，修复和纤维化等生理病理过程中均发挥重要的调控作用。近期研究发现，Kupffer细胞对肝纤维化发挥双向调控作用，在肝纤维化的纤维形成期发挥促纤维化作用，而在肝纤维化的逆转期则发挥抗肝纤维化作用。而Kupffer细胞双向调节肝纤维化的细胞分子机制目前尚未明了。. 本研究中我们首先通过对Kupffer细胞在肝纤维化发生发展过程中的表型转换进行研究，试图找出其双向调控肝纤维化的机制，在研究过程中，我们发现，可能是不同来源的Kupffer细胞在肝纤维化的发生发展的不同阶段发挥不同的生物学作用。自此，我们首先试图证明，在肝纤维化的发生，发展过程中，Kupffer细胞存在着不同的起源，通过构建多个细胞命运追踪转基因小鼠动物模型，并在这些不同的细胞命运追踪模型小鼠中对肝纤维化纤维形成期对肝脏Kupffer细胞的来源进行追踪和观察，.我们首次发现，在肝纤维化的纤维形成期，卵黄囊来源的肝脏Kupffer细胞因损伤而丢失，丢失以后是由直接来自造血干细胞的更新的Kupffer细胞来补充的，而且，更新的Kupffer细胞出现在肝脏的时间，数量增加的程度正好与肝纤维化的进展时间和速度呈正相关。由此我们首次提出了不同来源的Kupffer细胞在肝纤维化的不同阶段对肝纤维化发生不同调控作用的全新工作假说，并着手对不同来源的Kupffer细胞的不同的表型（特异性表面标志，基因表达模式，等）以及它们在肝纤维化发生发展的不同阶段所发挥的生物学作用做进一步研究。.本研究的科学意义在于：首次发现了不同来源的Kupffer细胞共同参与肝纤维化的发生发展，且其动态变化趋势与肝纤维化发生发展的趋势一致，基于这个原创性发现，我们提出了不同来源的Kupffer细胞对肝纤维化的发生发展发挥不同调控作用的工作假说，为抗肝纤维化治疗寻找全新的治疗靶点提供理论基础和研究方向。