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这篇综述聚焦胆管反应（DR），详细阐述其在肝脏损伤修复和疾病进展中的双重作用。探讨了 DR 的细胞和分子机制，以及细胞外基质、组织力学等微环境因素的影响，还介绍了相关实验模型和治疗意义，为肝脏疾病研究提供重要参考。
胆管反应（DR）概述
“胆管反应（DR）” 这一术语由 Hans Popper 在 1957 年提出，它是肝脏在受到各种损伤时发生的一种复杂细胞反应。当肝脏遭遇损伤，比如慢性肝病导致肝细胞再生能力受损时，DR 便会启动。这一过程主要涉及肝祖细胞（HPC）从静止状态被激活，或者胆管上皮细胞（BEC，又称胆管细胞）去分化为 HPC 并增殖。
HPC 最早于 1937 年在大鼠肝脏中被发现，它们位于肝脏的门管区，靠近胆管和赫令管，具有干细胞 / 祖细胞的特性，能够增殖、自我更新，并分化为 BEC 和肝细胞 ，就像是肝脏的 “储备军”，随时准备修复受损组织。不过，在慢性炎症的影响下，部分 BEC 和 HPC 可能会进入衰老状态，释放出促炎因子，引发 “衰老相关分泌表型”（SASP）。
DR 在组织学上表现为 HPC 的激活、增殖和分化，进而在门管区或肝实质内形成胆管样结构。这些结构形态多样，有的是门管区内出现多个小胆管，有的是多层胆管结构，还有的是缺乏管腔的 BEC “条索” 浸润到肝实质中。而且，这些增殖的胆管细胞同时具有胆管细胞和肝细胞的特征，但主要表达胆管细胞的标记物，如细胞角蛋白（CK7、CK19）和上皮细胞黏附分子（EpCAM）。
DR 对肝脏病理有着复杂的影响。在肝脏再生过程中，它被认为有助于恢复肝脏功能和促进组织修复。然而，在某些慢性肝脏疾病，如胆管病、酒精性肝炎、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）和肝硬化中，持续且失调的 DR 却会加剧炎症、促进纤维化，导致肝脏功能受损。因此，DR 成为了慢性肝病治疗的一个潜在重要靶点。
DR 在肝脏再生中的作用
在正常情况下，肝脏受到损伤后，健康的肝细胞会迅速增殖，补充受损细胞，此时 DR 对肝实质再生的贡献较小。但在慢性损伤的情况下，情况就大不相同了。由于肝细胞可能会出现衰老、表观遗传或信号传导异常等问题，其增殖能力受到严重影响。这时，BEC 或 HPC 就会发挥关键作用，它们重新进入细胞周期，不断扩增，并最终分化为胆管细胞或肝细胞，从而支持肝实质的修复，帮助肝脏重新建立正常功能。
多项研究都为这一观点提供了有力证据。在小鼠实验中，研究人员通过仔细的谱系追踪发现，肝损伤后 HPC 或 BEC 能够分化为功能性肝细胞。例如，当小鼠肝细胞中的 β1- 整合素缺失时，会引发 DR，促使 BEC 来源的肝细胞大量出现，进而协调肝实质的再生 。还有研究表明，在食用 CDE 饮食的小鼠中，肝细胞中 β- 连环蛋白的缺失会导致严重的肝损伤，刺激 BEC 分化为肝细胞，推动肝脏再生。
值得注意的是，DR 来源的肝细胞具有独特的优势，它们增殖能力更强，凋亡更少，高度多倍体核的比例较低，并且能够有效清除 DNA 损伤。这些特性使得 DR 在再生医学领域极具潜力。此外，将 HPC 移植到小鼠和人类肝脏中，也显示出了一定的再生能力，进一步证明了其在细胞治疗方面的潜在价值。
不过，DR 在肝脏再生中的作用并非一帆风顺。如果导致肝损伤的因素被消除，DR 可以通过胆管结构的凋亡等机制发生逆转，有助于疾病的改善。但在慢性肝病的情况下，DR 会转变为慢性状态，这不仅会显著限制其对肝实质的再生能力，还会激活慢性伤口愈合反应，释放促炎和促纤维化信号，反而促进疾病的进展。所以，深入了解 DR 在肝脏再生过程中的复杂机制，对于开发有效的治疗策略、促进肝脏再生至关重要。
DR 在慢性肝脏疾病中的作用
虽然在一些实验环境中，DR 能够促进 HPC 的激活和分化，帮助修复肝损伤，但在慢性肝脏疾病中，它的影响往往是负面的，会推动炎症和肝纤维化的发生和发展。
慢性病毒性肝炎，如乙型肝炎（HBV）和丙型肝炎（HCV）感染，是引发 DR 的重要原因之一，并且 DR 在这些疾病的进展中起着关键作用。病毒蛋白，如 HBV 的 X 蛋白（HBx）和 HCV 的核心蛋白，能够激活与 HPC 激活和增殖相关的信号通路，使得 DR 在肝细胞坏死和炎症的区域被激活。
酒精性肝病（ALD）是由于长期大量饮酒导致的，会引起肝细胞损伤、炎症和氧化应激，进而导致慢性肝损伤。在酒精诱导的肝损伤过程中，DR 最初作为一种修复过程启动，但随后会演变为一种适应不良的伤口愈合反应，与疾病的严重程度、预后和死亡率密切相关。
代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）涵盖了一系列肝脏脂肪堆积的病症，而 MASH 作为其更严重的阶段，伴有肝脏炎症和肝细胞气球样变性。在 MASLD 中，DR 经常出现，并且与疾病进展到 MASH 密切相关。在这种病理情况下，DR 在肝脏炎症和纤维化的实质区域尤为明显，可能源于肝细胞的胆管化生。研究还发现，DR 与 MASH 患者的纤维化阶段存在关联。
慢性胆汁淤积性肝病，如原发性胆汁性胆管炎（PBC）、原发性硬化性胆管炎（PSC）和胆道闭锁（BA），其特征是胆管的炎症和损伤。在这些胆管疾病中，DR 是病理生理的重要组成部分，对预测治疗反应和疾病进展具有重要意义。
此外，DR 还被认为是肝细胞癌（HCC）、胆管癌（CCA）和混合性 HCC-CCA 这些原发性肝癌的前体病变。通过谱系追踪实验发现，表达 EpCAM 的胆管增殖细胞能够发展为 HCC，而在 Mdr2KO 小鼠模型中，HPC 是混合性 HCC-CCA 的来源。在 PSC 患者中，DR 细胞的慢性激活为遗传改变和表观遗传变化提供了条件，增加了患 CCA 的风险，临床数据显示，PSC 患者患 CCA 的终身风险超过 10%。实验模型也进一步证实了 DR 细胞的致癌潜力，对 HPC 来源的类器官进行基因改造，使其携带癌症相关突变，如 BAP1 缺失和 FGFR2 融合，这些类器官会出现异常增殖和分化缺陷，移植到小鼠模型中后会发展为 CCA。
DR 细胞的起源和命运
DR 细胞的起源和命运在不同的肝脏疾病中存在差异，这主要取决于潜在的损伤刺激和疾病背景。
在胆汁淤积性疾病，如 PBC、PSC、BA 和胆管梗阻中，胆管细胞持续受损，会引发广泛的胆管增殖。这些 DR 细胞主要来源于赫令管中的 HPC 和重新进入细胞周期的胆管细胞，它们在组织学上表达胆管标记物 CK19 和 CK7。在这些情况下，DR 细胞的主要命运是向胆管细胞分化，以修复受损的胆管，很少分化为肝细胞。
在肝细胞损伤相关疾病，包括慢性 HBV、HCV 感染、酒精性肝病或 MASH 中，DR 的程度相对较轻。DR 细胞起源于门周区域的 HPC，它们的目的是重新建立受损肝细胞、被破坏的胆小管和胆管树之间的连接。这些细胞具有分化为胆管细胞和肝细胞的能力，但具体分化方向取决于损伤的程度和局部微环境的信号。在实验模型中，当肝细胞出现广泛坏死或功能障碍时，HPC 来源的细胞会倾向于向肝细胞命运转变，以补充受损的肝实质。然而，持续的炎症和纤维化往往会限制它们向肝细胞分化的潜力。
在毒素诱导的肝损伤，如实验模型中由四氯化碳（CCl4）或对乙酰氨基酚（APAP）引起的损伤中，DR 细胞来源于 HPC 和增殖的胆管细胞。其命运会随着损伤的严重程度而变化，虽然主要是向胆管细胞分化，但在严重的肝实质损伤情况下，也会出现向肝细胞的分化。
在缺血 / 再灌注损伤中，DR 细胞主要起源于门周区域的 HPC，它们会因局部坏死而被激活。这些细胞通常保持胆管表型，因为损伤往往局限于门周区域，该区域胆管结构占主导地位。值得注意的是，在缺血和脂肪肝疾病中，DR 也可能出现在中央静脉周围，这是由肝细胞的转分化引起的。
总体而言，局部微环境在决定 DR 细胞的起源和命运方面起着至关重要的作用。不同疾病中 DR 细胞在分子水平上存在明显差异，研究这些差异有助于深入了解疾病的发生发展机制，为精准治疗提供依据。
DR 的细胞和分子机制
DR 的发生涉及复杂的细胞和分子机制，受到多种信号通路和微环境信号的调控，这些信号共同驱动 HPC 的激活、增殖和分化。
Notch 信号通路在 HPC 的命运决定中起着关键作用，它能够促进 HPC 向胆管样细胞分化。在人类 BA 和小鼠由 3,5 - 二乙氧基羰基 - 1,4 - 二氢吡啶（DDC）诱导的胆汁淤积中，DR 都与 Notch 信号通路的激活有关，该通路会诱导胆管标记物的表达，促使胆管结构的形成。抑制 Notch 受体的常见 DNA 结合伙伴重组信号结合蛋白免疫球蛋白 κ J（RBPjκ），能够减少 DDC 小鼠的 DR 和胆管纤维化。此外，研究还发现，Notch - RBPJ 信号轴通过协调 HPC 向胆管细胞的命运决定，来调节胆管再生。在脂肪性肝炎模型中，抑制 Notch 信号通路可以减少 DR 和胆汁淤积性肝纤维化。在胆管再生过程中，肌成纤维细胞表达的 Jagged 1（一种 Notch 配体）能够促进 HPC 中的 Notch 信号传导，从而促使 HPC 向胆管细胞分化。在胆管细胞中，CCN1 通过整合素 αvβ5/αvβ3激活 NF-κB，导致 Jag1 表达，进而激活 JAG1/NOTCH 信号通路，促进细胞增殖。
Wnt/β - 连环蛋白信号通路也参与促进 HPC 的增殖和扩增。在部分肝切除后，如果缺乏 β - 连环蛋白，HPC 的数量会显著减少，这表明 Wnt/β - 连环蛋白在 HPC 生物学中具有重要作用。Wnts 能够调节 HPC 的增殖以及肝细胞向胆管细胞的化生。在 DDC 小鼠中，Wnt7b 在 DR 细胞中被诱导表达。然而，巨噬细胞来源的 Wnt 蛋白却可以通过对抗 Notch 信号通路来抑制 DR。Wnt 靶基因富含亮氨酸重复序列的 G 蛋白偶联受体 5（Lgr5）在损伤后出现在胆管附近的 DR 细胞中被激活，这些 Lgr5+细胞具有在体内再生肝细胞和胆管细胞的能力。不过，Wnt/β - 连环蛋白信号通路的失调会导致 HPC 异常扩增，进而引发肝脏疾病，如纤维化和 HCC。
Hedgehog（Hh）信号通路在控制胎儿肝祖细胞的增殖以及成年 HPC 的激活、增殖和分化方面发挥着重要作用。在 MASH 中，胆管细胞表达 Hh 通路下游的骨桥蛋白（OPN），它能够促进肝星状细胞（HSC）的激活和纤维化。在 PBC 中，慢性胆汁淤积性肝损伤引发的纤维增殖反应中，HPC 中的 Hh 通路会被激活。此外，在人类肝硬化中，经典 Hh 信号通路的标记物主要存在于 DR 细胞中，Hh 信号转导分子 Gli 能够支持慢性损伤期间 HPC 的存活和再生。
近期研究表明，Hippo 通路在 HPC 的激活和 DR 反应中起着关键作用。肝脏受到损伤后，Hippo 通路的核转导因子 YAP/TAZ 会转移到 HPC 的细胞核中，启动与获得祖细胞特征相关的转录程序，这一过程部分是通过激活 Notch 信号通路实现的。相反，抑制 YAP/TAZ 会抑制胆管细胞的分化和胆管形态发生，在成年胆管中删除 YAP/TAZ 会导致肝脏再生出现严重缺陷和延迟。
TROP2 是一种仅在 HPC 中表达的蛋白，它可以作为区分 DR 细胞和正常胆管细胞的可靠标记物。单细胞 RNA 测序（scRNAseq）发现，正常肝组织中存在一种 TROP2int祖细胞群体，它们在体外具有形成双能肝类器官的强大潜力。重组肝细胞生长因子（HGF）能够促进啮齿动物部分肝切除后的肝脏再生，HGF/cMET 轴可以促进 HPC 的迁移和侵袭表型，以及 DR 和祖细胞介导的肝脏再生。值得注意的是，c - Met 刺激能够促进肝细胞向胆管细胞的转分化。
细胞代谢在 DR 细胞中也起着关键作用。由于 HPC 增殖需要大量的能量和生物合成前体，细胞代谢的变化会影响 HPC 的命运和可塑性，决定它们是分化为肝细胞还是胆管细胞。通过 CRISPR 筛选发现，代谢主调节因子哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）在体外 HPC 生长中起着关键作用。此外，在 MASLD 的早期阶段，脂质过载能够促使一部分 BEC 重新编程为 “祖细胞” 状态。
除了上述信号通路，还有一些关键蛋白，如 CD44、CD133（PROM1）、SOX9 和 OV6 等，在 DR 中也发挥着重要作用，被认为是 HPC 的标记物。这些信号通路和蛋白相互作用，共同调控着 DR 的发生和发展，影响着肝脏的病理过程。
DR 细胞的炎症和纤维化功能
在 DR 过程中，胆管细胞和 HPC 会释放一系列称为胆管因子（cholangiokines）的分泌因子，包括细胞因子、趋化因子和生长因子。这些因子会显著影响周围的微环境，调节免疫细胞的募集以及间充质细胞的迁移和激活。
当 HPC 被激活时，它们会呈现出独特的分泌谱。例如，反应性胆管细胞分泌的 IL - 6 和 IL - 17 能够促进辅助性 T 细胞（Th）的分化。在 PSC 患者中，通过组织学和单细胞 RNA 测序发现，Th 细胞在肝脏中积累，且靠近 DR 细胞。DR 细胞释放的 CX3CL1 和 CXCL - 1 可以吸引单核细胞和 T 细胞。胆管受到损伤时，反应性胆管细胞会分泌 TNFα 和 IL - 6，TNFα 能够激活幼稚和效应 T 细胞，IL - 6 则调节 B 细胞的终末分化以及 Th17 和调节性 T 细胞（Treg）之间的平衡。抗炎药物地塞米松可以通过抑制 TNFα 和 IL - 6 来有效阻止 HPC 的激活。
此外，人类胆管细胞还会分泌 CCL - 20 和 CCL - 2，促进 Th17 细胞、单核细胞和树突状细胞浸润到门管区。严重的胆管损伤会触发大量 CX3CL1 的释放，吸引自然杀伤（NK）细胞。在 PSC 患者中，DR 细胞释放的免疫因子，如 IL - 1β、IL - 6、IL - 23、CXCL - 1/2/3/6/8、CCL - 2/20 等均过度表达。在酒精性肝炎患者中，DR 细胞释放的炎症介质 CXCL - 5 也会过度表达。IFNγ 会促使胆管细胞细胞因子分泌发生转变，从急性炎症转变为慢性炎症，减少 IL - 8 的分泌，同时增加多种细胞因子的释放，如 MCP - 1、单核因子、ITAC 和 IP10。IFNγ 和 IL - 6 还能通过上调一氧化氮合酶 - 2（NOS - 2）的表达，刺激胆管细胞产生一氧化氮（NO）。IFNα 则会减少食用 CDE 饮食小鼠的 HPC 数量。在感染幽门螺杆菌或吸虫时，胆管细胞会增殖并大量释放 IL - 6 和 IL - 8，启动针对微生物的先天黏膜免疫激活。
DR 细胞的分泌产物不仅在门管区炎症中发挥作用，还能通过上皮 - 间充质相互作用，与门管区的肌成纤维细胞进行动态交互，直接刺激 HSC 的激活、胶原蛋白的沉积和纤维化。研究发现，慢性肝病患者肝脏中 DR 的程度与纤维化的严重程度相关。DR 细胞是促纤维化结缔组织生长因子（CTGF）的重要来源，YAP 在纤维化进展过程中对组织硬度的响应会触发 CTGF 的产生。
近期研究揭示了胆管细胞在胆管纤维化中的重要作用，尤其是通过 TGFβ 介导的信号传导以及涉及 H3K9 乙酰化的纤维化基因网络的表观遗传激活，与 HSC 进行通信。此外，门管区成纤维细胞在 MCP - 1/CCL2 轴的驱动下转分化为肌成纤维细胞，与 BEC 形成旁分泌环路。在纤维化肝脏中，DR 细胞中 TGF - β2 的表达明显，且与纤维化活动和胆管增殖相关。PSC 患者胆汁中 IL - 8 水平较高，能够刺激胆管细胞增殖和促纤维化基因的表达。在慢性胆汁淤积时，BEC 能够产生血小板衍生生长因子 - B（PDGF - B），激活 HSC，导致其易发生凋亡和纤维化。在实验性 PSC 模型中，BH3 模拟物 A - 1331852 能够减少衰老的 BEC 和激活的间质成纤维细胞，从而改善胆管纤维化。研究还发现，NF - κB 诱导激酶（NIK）在慢性肝病中协调 DR 和纤维化的过程中起着关键作用，上调胆管 NIK 会促进 DR、肝损伤、炎症和纤维化。胆管细胞分泌的富含 lncRNA - H19 的外泌体能够被 HSC 摄取，加速肝脏纤维化，并促进 HSC 的转分化、激活、增殖和细胞外基质的产生。在胆汁淤积性肝<
