肝脏纤维化是危害人类健康的最严重的终末期肝病,病毒、酒精、寄生虫等多种病因都可以导致肝脏纤维化。虽然去除或控制病因可以在一定程度上控制疾病的进展,但部分肝纤维化依然持续存在。了解肝纤维化的机制是控制肝纤维化进展及逆转肝纤维化的关键。肝纤维化是肝脏损伤修复失衡的结果。在这个过程中,主要涉及两种重要的细胞:肝星状细胞和枯否细胞。肝星状细胞是产生细胞外基质的主要细胞,它的激活和凋亡是肝纤维化进展和逆转的核心环节。枯否细胞是肝脏固有免疫的重要组成部分,在肝脏损伤和修复过程中发挥重要作用。同时,二者都位于肝脏的窦间隙内。二者从功能上、空间位置上对肝纤维化的作用使二者成为研究的焦点。S100蛋白家族是一个具有EF螺旋结构、钙结合蛋白家族,有20多个家族成员。S100蛋白广泛分布于人体细胞的胞浆和胞核内,参与细胞周期、细胞分化等众多生理活动。S100B蛋白可以调节单核细胞的功能,但是关于S100B蛋白对巨噬细胞的极化以及与肝纤维化的关系没有研究报道。本研究收集自2013年3月至2015年3月于吉林大学第一附属医院肝胆外科住院并因肝硬化需要肝移植而行切除手术的纤维化肝组织和经胆结石手术切除的健康肝组织各35例。我们应用免疫组化、Real-Time PCR和Elisa等方法对比分析纤维化肝组织与健康肝组织内胶原形成及胶原酶活性的差异、肝内巨噬细胞的浸润及极化程度的区别、以及肝组织内S100B蛋白产生的差异。我们建立了体外巨噬细胞诱导的模型,研究了M1和M2两种巨噬细胞不同的诱导条件和细胞表型及功能差异。最后,应用RNA干扰和抗体中和的实验证明了LX2细胞通过分泌S100B蛋白对巨噬细胞极化的调节机制。研究结果表明,与正常肝组织相比,在纤维化肝脏中,促炎性基因(IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α)表达增高,抗炎性基因(IL-10、IL-22)表达降低,纤维化相关基因表达(α-SMA、Col1A1、Col1A2)也增高,而促进胶原降解酶(TIMP-1、TIMP-2)的分泌明显受到抑制。同时检测到纤维化肝组织中巨噬细胞的浸润明显增多,而且表现为M2(IL-10、IL-22、IL-33等高表达)极化形式。S100B蛋白在纤维化肝组织中的表达显著提高。相关性分析结果表明,促炎性基因的表达与纤维化相关基因的表达呈正相关,抗炎性基因的表达与纤维化相关基因的表达呈负相关。S100B蛋白的分泌与纤维化相关基因和M2巨噬巨噬细胞相关基因表达均呈正相关。体外通过对单核细胞的诱导可以获得巨噬细胞,M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞具有不同的细胞形态。M1型巨噬细胞高表达和分泌促炎性细胞因子IL-6、IL-12、TNF-α,抗炎性细胞因子IL-10、IL-22的分泌量较低,同时i NOS的基因表达量很高。M2型巨噬细胞高表达和分泌抗炎性细胞因子IL-10、IL-22,促炎性细胞因子IL-6、IL-12、TNF-α的分泌量较低,同时Arg1的基因表达量很高。LX2细胞抑制M1巨噬细胞的表型、细胞因子分泌和相关转录因子的表达;相反,LX2细胞可以促进M2型巨噬细胞的极化。M1型巨噬细胞对LX2细胞的杀伤作用明显高于M2型巨噬细胞。S100B蛋白体外可以明显地促进M2型巨噬细胞的极化,而抑制M1型巨噬细胞的极化,而且呈现剂量依赖关系。在LX2细胞培养体系中加入S100B的中和性抗体,或用基因沉默的方法将LX2中的S100B基因沉默后,LX2细胞对巨噬细胞极化的影响将消失。S100B通过抑制STAT1的磷酸化水平而抑制M1型巨噬细胞的极化;而通过促进STAT3的磷酸化水平而调节M2型巨噬细胞的极化。综上所述,我们通过实验发现了纤维化肝组织与健康肝组织内巨噬细胞的极化水平的差异,同时在体外实验证明了S100B蛋白可以抑制单核细胞向M1型巨噬细胞极化,而促进单核细胞向M2型巨噬细胞极化及其机制,并指出了可以靶向S100B治疗或缓解肝纤维化的新方向。