Sci Immunol︱代谢压力诱导NKG2D介导的NASH早期肝脏炎症驱动机制

撰文︱静静雅

责编︱王思珍

代谢相关脂肪性肝病（metabolic dysfunction-associated fatty liver disease，MAFLD），也称作非酒精性脂肪肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH），主要由肥胖、营养过剩/失衡等引起，影响全球约四分之一的人口[1]。MAFLD是一个连续的肝脏疾病图谱，可由单纯性脂肪肝进展为非酒精性脂肪肝炎、肝纤维化、肝硬化甚至肝癌[2]。由于治疗手段有限，MAFLD/NASH正迅速成为肝衰竭和肝癌的主要原因之一[3]。因此，探究驱动脂肪肝向肝炎和肝硬化转变的分子触发机制具有重要的意义，但引发肝脏炎症的早期代谢应激特异性信号在很大程度上仍然未知。

近日，来自克罗地亚里耶卡大学医学院的Felix M. Wensveen团队在Science Immunology上发表题为“NKG2D-mediated detection of metabolically stressed hepatocytes by innate-like T cells is essential for initiation of NASH and fibrosis”的文章。该研究发现代谢应激下的肝细胞通过NKG2D信号活化组织定居先天样T细胞，特别是γδ T细胞，其分泌IL-17A诱导肝细胞表达趋化因子招募促炎性细胞，导致NASH和肝纤维化。MAFLD病人血液IL-17A⁺ γδ T细胞数量与疾病严重程度正相关。揭示了由代谢压力促发的从脂肪肝转变为NASH的免疫机制，提示循环IL-17A⁺ γδ T细胞监测可以作为评估NASH进程的非侵入性方法。

MAFLD产生的代谢和炎症信号诱导脂肪肝区域肝细胞NKG2D配体（NKG2D-Ls）生成。人肝脏MAFLD严重程度与NKG2D-Ls增加、IL17A⁺细胞数量呈正相关。流式细胞术分析IL17A⁺细胞主要由CD4⁺ T、CD8⁺ T、γδ T细胞产生（图1）。

图1 MALFD与肝脏中NKG2D Ls和IL-17A表达细胞的增加相关

为深入研究MAFLD向NASH转化早期的信号机制，作者采用高脂高果糖高胆固醇饮食喂养小鼠模拟西式饮食构建NASH模型（steatosis-steatohepatitis diet， SSD）。SSD喂养小鼠呈现体重增加、血清丙氨酸转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST）升高的特征，喂养2周后肝脏出现炎性细胞浸润，12-16周内逐渐出现脂肪肝、肝纤维化特征，成功模拟人MAFLD向NASH进展过程。

作者进一步分析发现SSD小鼠肝脏脂肪变性区域NKG2D-Ls上调，为进一步验证NGK2D信号在NASH向肝纤维化进展中的作用，作者使用SSD喂养WT和NKG2D敲除小鼠（Klrk1^−/−），Klrk1^−/−小鼠肝纤维化程度显著减轻。在SSD长期喂养过程中，Klrk1^−/−小鼠NASH病理评分、肝纤维化、αSMA生成、免疫细胞浸润程度均减轻。一年喂养后，Klrk1^−/−小鼠肝脏成瘤率比WT小鼠降低2倍多（图2）。这些结果说明NKG2D在NASH到长期肝病的发展中发挥着重要作用。

图2 NKG2D参与NASH向肝纤维化发病进程

NKG2D表达于多种淋巴细胞，SSD喂养上调了肝脏中CD3⁺CD4^-CD8^-、NKT、γδ T、NK细胞NKG2D表达，作者接下来探究哪种免疫细胞参与了NKG2D介导的NASH进程。借用多种基因编辑小鼠剔除相应免疫细胞，作者发现，MAFLD背景下，NKG2D介导的肝纤维化主要由DN αβ T细胞和γδ T细胞协同参与。

接着作者探究SSD喂养诱导的代谢应激早期哪些信号通路最受NKG2D缺失的影响。SSD喂养3周小鼠肝脏RNAseq结果显示IL-17A信号和趋化因子信号通路排名靠前，NKG2D缺失小鼠肝脏趋化因子表达降低。流式细胞术分析肝脏细胞中IL-17A⁺细胞量随SSD喂养升高，而IFNγ不受影响。肝脏中哪种细胞特定感应IL-17A介导MAFLD-MASH进展呢，作者分别敲除巨噬细胞、造血干细胞、肝实质细胞IL-17A受体喂养SSD，发现只有肝细胞IL-17A受体敲除小鼠肝脏纤维化程度减轻（图3）。这些结果说明代谢压力诱导肝脏免疫细胞产生IL-17A，后者直接作用于肝实质细胞。

图3 肝实质细胞IL-17A信号通路驱动NASH向肝纤维化进展

作者接下来探究肝脏中哪些细胞产生IL-17A，分离肝脏原代免疫细胞流式细胞术检测发现IL-17A主要由γδ T、CD3⁺CD4^-CD8^-细胞产生，但只有γδ T中IL-17A表达在SSD诱导后上调，并且SSD喂养的小鼠肝脏中NKG2D⁺ IL-17A⁺γδ T细胞的增加是由于组织驻留细胞的优先扩增，而不是来自外周循环补充。体外分离γδ T也表明NKG2D可以上调IL-17A表达。这些结果说明NKG2D在MAFLD的背景下活化组织驻留的γδ T细胞产生IL-17A。

最后作者探究NKG2D信号如何介导NASH早期的炎症发展过程，作者首先分析了肝脏免疫细胞群对SSD喂养的反应动力学，发现SSD诱导的肝脏炎症是由一系列先天性样淋巴细胞引发的，这些淋巴细胞招募髓系细胞，并最终促进CD8 T细胞的积累。IL-17A促进肝实质细胞产生趋化因子募集髓系细胞，SSD喂食后Ly6C⁺单核/巨噬细胞、中性粒细胞数量和比例增加，促炎因子表达上调，敲除NKG2D后炎症程度减轻。这些结果说明，MAFLD背景下，NKG2D信号促进髓系细胞产生促炎细胞因子驱动肝脏早期炎症。那么IL-17A⁺ γδ T是否可以作为NASH早期发展的生物标志物呢，作者检测MAFLD病人PBMC发现IL-17A⁺ γδ T数量与MAFLD严重程度呈正相关（图4）。这些发现表明，γδ T细胞产生的IL-17A最能代表血液中可测量的肝脏炎症的炎症状态，并有可能成为人NASH的可靠的非侵入性生物标志物。

图4 血液中的IL-17A⁺ γδ T作为人NASH的一种潜在的非侵入性生物标志物。

文章结论与讨论，启发与展望

综上所述，该研究基于动物模型，通过RNAseq，流式细胞术，免疫荧光，免疫组化等实验手段证明肝实质细胞脂质累积诱导NKG2D特异性配体的表达，进一步活化组织定居的先天样T细胞，特别是γδ T细胞，使其分泌IL-17A。IL-17A诱导肝细胞表达趋化因子招募促炎性细胞，推动NASH疾病进程。提出靶向NKG2D-ILT-IL-17A轴可能有效治疗NASH，循环IL-17A⁺ γδ T细胞监测可以作为评估NASH进程的非侵入性方法。该研究也存在一些不足之处，肝实质细胞缺失IL-17A受体的小鼠在NASH模型中并未恢复到与NKG2D敲除NASH小鼠同等水平，提示NKG2D受体还通过IL-17A以外的其他信号介导NASH进展。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.add1599

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参考文献1 Mikolasevic, I. et al. Nonalcoholic fatty liver disease - A multisystem disease? World J Gastroenterol 22, 9488-9505, doi:10.3748/wjg.v22.i43.9488 (2016).2 Eslam, M. et al. A new definition for metabolic dysfunction-associated fatty liver disease: An international expert consensus statement. J Hepatol 73, 202-209, doi:10.1016/j.jhep.2020.03.039 (2020).3 Friedman, S. L., Neuschwander-Tetri, B. A., Rinella, M. & Sanyal, A. J. Mechanisms of NAFLD development and therapeutic strategies. Nature medicine 24, 908-922, doi:10.1038/s41591-018-0104-9 (2018).
本文完