【文献分享】Nature | Sony SH800助力肝脏免疫细胞功能新发现

哺乳动物肝脏由称为小叶的重复六边形单位组成，血液在小叶中单向地从门静脉和肝动脉流向中央静脉，形成不同的功能区：门静脉区（periportal vein, PV）和中央静脉区（pericentral vein, CV）。既往研究显示PV和CV区生理功能上具有差异性，如PV区肝细胞参与糖异生和胆固醇的生物合成，而CV区肝细胞参与谷氨酰胺和胆汁酸的产生。

肝脏免疫系统由不对称分布的常驻免疫细胞组成，Kupffer细胞是肝脏的常驻巨噬细胞。这些细胞在门静脉周围的密度更高，可以有效阻止肠道细菌进入体循环。很多研究已经表明肝脏内不同区域的免疫细胞种类和功能存在差异，但肝脏免疫功能的空间异质性以及空间分布上的差异如何影响肝脏对疾病状态的反应尚不清楚。

Masaru Ishii 研究团队揭示了肝脏PV区存在具有免疫抑制性的驻留巨噬细胞，其特异性表达Marco，并依赖于臭杆菌及其代谢产物异别石胆酸，从而抑制肝脏的炎症反应。在肠道屏障受损时，这些巨噬细胞的存在对防止肝炎尤为关键。

1、肝脏PV区驻留巨噬细胞抑制该区域炎症反应

作者首先利用表达光激活GFP的转基因小鼠区分PV区或CV区，使用Sony全自动分选仪SH800高活性分选PV区或CV区光GFP+CD45+免疫细胞进行单细胞RNA测序，得到1282个PV区和1179个CV区单细胞转录组数据，可将肝脏Kupffer细胞划分为两个亚群：MP1（位于CV区）和MP2（集中于PV区）。MP2巨噬细胞通过高表达清道夫受体Marco和抗炎细胞因子IL-10来抑制中性粒细胞的过度聚集，进而起到炎症反应抑制作用。

2、MP2细胞诱导免疫抑制的分子机制研究

通过定量分析，研究者发现MP2细胞是肝脏中IL-10的主要分泌者。使用IL-10R抗体处理肝窦内皮细胞，显示MP2细胞产生的IL-10抑制肝窦内皮细胞上ICAM-1表达，从而抑制中性粒细胞粘附并趋化到PV区。

敲除Marco后显示IL-10表达显著降低；肝损伤活体成像也证实，由于缺乏IL-10信号，Marco敲除小鼠对PV区损伤表现出增强的炎症反应。这些结果表明Marco/IL-10信号轴在MP2细胞的抗炎作用中发挥着至关重要的作用。

3、Macro+MP2 Kupffer细胞通过阻断免疫原性病原体和释放IL-10发挥抗炎作用

Macro是一种清道夫受体，可以识别损伤相关分子模式和由细菌释放出来的多聚阴离子物质。空间转录组分析发现在MP2细胞中Marco表达量显著高于其他模式识别受体，推测Marco可能也通过直接捕获免疫刺激因子对PV区域的免疫抑制表型产生影响。

研究者通过Sony全自动分选仪SH800分选出肝脏的Kupffer细胞，和带有EGFP的大肠杆菌进行共培养后进行流式分析，发现Marco+ Kupffer细胞能够捕获更多荧光标记的细菌。体内试验也观察到类似的结果，表明Marco+ MP2 Kupffer细胞不仅可以通过分泌IL-10抑制炎症，也可以直接通过吞噬病原体来调控PV区的免疫反应。

4、肠道微生物及其代谢物对MP2巨噬细胞亚群的产生及功能的影响

肝脏通过门静脉与肠道直接相连，肠道共生菌或其代谢物可通过门静脉进入肝脏。研究发现SPF小鼠中MP2细胞的数量和IL-10的表达水平显著高于无菌小鼠，且损伤后无菌小鼠在PV区的炎症反应显著增强。进一步的研究发现一个特定的细菌家族通过提供一种后生元代谢产物异别石胆酸，在诱导MP2细胞中发挥着至关重要的作用。这种胆汁酸代谢产物可能通过核激素受体NR4A1促进MP2细胞的分化和IL-10的产生。

研究团队揭示了具有不同功能的Kupffer细胞亚群空间异质性分布，发现MP2细胞在肝脏PV区的免疫调节活性对于维持健康状态以抵抗肠道共生微生物的感染至关重要。该研究为原发性硬化性胆管炎和非酒精性脂肪性肝炎等常见且难治性肝病的治疗提供了新的潜在靶点。