脾切除通过减轻肝窦内皮细胞剪切应力与炎症促进小鼠肝再生

《Scientific Reports》：Splenectomy reduces shear stress and inflammation in liver endothelial cells during regeneration after partial hepatectomy in mice

本研究针对脾切除如何影响肝再生机制这一科学问题，通过建立小鼠70%肝切除模型，结合脾切除干预，发现脾切除能够显著减轻肝窦内皮细胞（LSECs）的剪切应力，降低其炎症激活水平，并减少抑制肝再生的淋巴细胞（CD3+、NK1.1+）浸润，从而加速肝脏质量恢复。该研究揭示了脾脏在肝再生中的关键免疫调节作用，为临床改善肝切除或肝移植后再生障碍提供了新的理论依据。

　　

肝脏拥有令人惊叹的再生能力，即使在切除70%后，也能在7-10天内基本恢复原有质量。然而，在大规模肝切除、肝纤维化或肝移植后，门静脉高压常常持续存在，这不仅会损害肝窦内皮细胞，还可能耗尽肝脏的再生潜力。临床上，脾切除已被用于缓解肝硬化和肝移植后的门静脉高压，并显示出对肝脏的积极影响。但脾脏究竟如何影响肝再生？其背后的细胞与分子机制至今仍不明确。这就像一场精心编排的细胞交响乐，我们听到了旋律，却对指挥家的手势知之甚少。

为了解开这个谜团，研究人员将目光投向了肝窦内皮细胞（LSECs）。这些细胞虽然只占肝脏体积的不到3%，却是感知肝脏血流动力学变化的关键“传感器”。肝切除后，门静脉血流相对增加，会在LSECs上产生“剪切应力”，进而触发一系列反应。同时，脾脏作为“肝脾轴”的重要一环，可能是炎症细胞和细胞因子向肝脏迁移的源头。那么，移除脾脏是否会通过改变LSECs的状态，从而为肝再生创造一个更有利的微环境呢？发表在《Scientific Reports》上的这项研究为此提供了深入的见解。

为了回答这个问题，研究人员在小鼠模型中设计了两组实验：一组在70%肝切除前7天先行脾切除，另一组则只进行肝切除。他们在术后第1、3、7天分析肝脏再生情况，关键技术方法包括：利用流式细胞术分析LSECs的表型（如VCAM-1、VE-cadherin表达）、凋亡（Annexin V/PI染色）和增殖（Ki67）；通过转录组微阵列（Clariom? S Assay）分析LSECs的基因表达谱；以及采用实时荧光定量PCR验证关键基因表达。此外，还评估了肝脏质量恢复、肝功能指标（AST、ALT、 albumin）以及肝内淋巴细胞（CD3⁺、NK1.1⁺）的动态变化。

Effect of splenectomy on the dynamics of liver regeneration

研究结果证实，脾切除确实加速了肝再生。与保留脾脏的小鼠相比，脾切除组在肝切除后第1天就表现出更快的肝脏质量恢复。同时，反映肝细胞损伤的丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）水平在脾切除组显著降低，而肝脏细胞增殖标志物Ki67的阳性指数在术后第1天和第7天显著更高，表明脾切除促进了肝细胞的增殖。

Effects of splenectomy on liver sinusoidal endothelial cell immunophenotypes

研究聚焦于LSECs，发现脾切除显著改变了它们的免疫表型。在肝切除后第1天和第7天，脾切除组肝脏中表达血管细胞粘附分子-1（VCAM-1，即CD106）的LSECs数量显著减少。同样，在术后第7天，表达VE-钙粘蛋白（VE-cadherin，即CD144）的LSECs也明显减少。这些粘附分子是细胞感受剪切应力的关键介质，其表达下调提示脾切除减轻了LSECs所承受的机械应力。

Cell death levels and proliferative activity of liver sinusoidal endothelial cells

肝切除本身会导致LSECs凋亡增加和增殖活跃。然而，脾切除改变了这一平衡。在肝切除后第1天，保留脾脏的小鼠其LSECs的凋亡率显著高于脾切除组。相反，脾切除组LSECs的增殖活性（Ki67⁺指数）在术后第1天和第3天均显著更高。这表明脾切除保护了LSECs免受过度损伤，并促进了其自身的修复性增殖。

Lymphocyte population dynamics in regenerating livers

脾切除还影响了肝内的免疫细胞浸润。在肝切除后第7天，脾切除组肝脏中CD3⁺T淋巴细胞的数量显著减少。虽然NK1.1⁺细胞（包括自然杀伤细胞和NKT细胞）的绝对数量较低，但分析显示其在脾切除组也有下降趋势。这些淋巴细胞亚群，特别是能够产生干扰素-γ（IFN-γ）的NK1.1⁺细胞，被认为对肝再生有抑制作用。

Transcriptome analysis of sinusoidal endothelial cells in regenerating livers

转录组分析为上述发现提供了分子层面的解释。脾切除显著改变了LSECs的基因表达谱。在肝切除后早期（第1天），脾切除组LSECs中与炎症相关的通路，如B细胞受体信号通路、T细胞受体信号通路和Toll样受体信号通路中的基因普遍呈下调趋势。同时，与血管生成、细胞迁移和细胞外基质组织相关的通路则被激活。值得注意的是，脾切除组LSECs中肝细胞生长因子（HGF）和内皮型一氧化氮合酶（eNOs）基因的表达在术后第1天有所增加，这两种因子都是促进肝细胞增殖的关键信号。此外，PI3K-Akt-mTOR信号通路和粘着斑通路在脾切除组持续富集，提示这些通路可能参与了脾切除带来的有益效应。实时荧光定量PCR结果进一步证实，脾切除组LSECs中多种促炎细胞因子和趋化因子（如IL1β、IL6、Cx3cr1、Ccr2）的表达显著降低。

综上所述，本研究揭示了脾切除促进肝再生的双重机制。一方面，脾切除可能通过减轻门静脉血流压力，直接降低了LSECs的剪切应力，表现为VCAM-1等粘附分子表达下降，从而减少了LSECs的凋亡并促进了其增殖。另一方面，脾切除移除了一个重要的促炎信号来源（如细胞因子）和淋巴细胞（如CD3⁺和NK1.1⁺细胞）库，从而减轻了LSECs的炎症激活状态，限制了抑制性淋巴细胞向肝脏的迁移。LSECs功能的改善进而导致其产生更多的HGF和NO，进一步优化了肝再生的微环境。这项研究不仅深化了对“肝脾轴”在肝再生中作用的理解，而且为临床上通过干预脾脏或靶向LSECs相关通路（如PI3K-Akt-mTOR）来改善肝脏手术预后提供了新的思路和潜在靶点。未来的研究可以探索替代脾切除的药物治疗策略，以调节肝脏的免疫微环境，从而惠及那些不适合进行脾切除手术的患者。