库普弗细胞（Kupffer Cells）是什么？从DILI、NASH到肝纤维化的关键免疫调控机制解析

摘要

库普弗细胞（Kupffer Cells）是肝脏内最重要的常驻巨噬细胞群体，也是机体固有免疫系统的重要组成部分。作为肝脏免疫防御网络中的核心成员，库普弗细胞不仅承担病原体清除、衰老细胞吞噬以及组织稳态维持等功能，同时也是药物性肝损伤（DILI）、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、肝纤维化以及肝癌等疾病发生发展的关键调控细胞。近年来，随着单细胞测序、空间转录组以及类器官技术的发展，研究人员对库普弗细胞的异质性、免疫调控功能以及疾病相关机制有了更加深入的认识。本文结合公开研究资料，对库普弗细胞的发育来源、生理功能、疾病作用机制以及原代细胞应用进行系统整理。

关键词：库普弗细胞、Kupffer Cells、药物性肝损伤、原代库普弗细胞、DILI、NASH机制、肝纤维化、肝脏免疫、肝脏巨噬细胞、肝病研究、原代人肝细胞

一、库普弗细胞为何受到广泛关注？

库普弗细胞是定居于肝脏肝窦内的常驻巨噬细胞，占人体全部巨噬细胞总量的绝大部分。由于肝脏承担着来自肠道血液的过滤任务，因此库普弗细胞天然位于机体免疫防御的前沿位置。来自肠道的营养物质、代谢产物以及潜在微生物组分首先进入门静脉系统，随后流经肝脏。在这一过程中，库普弗细胞能够迅速识别并清除外来危险信号，从而维持肝脏和机体整体稳态。

随着肝病研究不断深入，研究人员发现库普弗细胞并不仅仅是简单的吞噬细胞，其还参与炎症调控、免疫应答、组织修复、纤维化进展以及肿瘤微环境塑造等多个关键过程。因此，无论是在基础研究领域还是新药开发领域，库普弗细胞都已经成为重要研究对象。

二、库普弗细胞的定位与发育来源

库普弗细胞主要分布于肝小叶内的肝窦腔中，并且在门静脉周围区域呈现更高密度分布。这种特殊的空间布局使其能够在病原体进入肝脏的第一时间进行识别和清除。

从发育来源来看，稳态条件下的库普弗细胞并非来源于成年骨髓单核细胞，而主要来源于胚胎时期卵黄囊产生的红系髓系前体细胞。这些前体细胞在胚胎发育过程中迁移至肝脏并定植下来，随后逐渐成熟为具有完整吞噬和免疫调节功能的库普弗细胞。成年后，库普弗细胞主要通过局部自我更新维持群体稳定，仅在严重损伤或感染导致细胞大量耗损时，骨髓来源单核细胞才会进入肝脏并补充这一细胞群体。

肝脏巨噬细胞的分布与肝小叶结构示意图

图1：肝脏巨噬细胞的分布与肝小叶结构示意图，库普弗细胞主要富集于门周区肝窦内。

三、库普弗细胞在肝脏稳态中的核心作用

作为肝脏免疫系统的重要组成部分，库普弗细胞承担着多种关键生理功能。首先，其能够持续监测流经肝窦的血液，并通过表面受体快速识别和吞噬细菌、真菌以及其他外源性颗粒，从而维持血液环境稳定。研究表明，大部分经门静脉进入肝脏的微生物相关成分都能够被库普弗细胞快速清除。

除了病原体清除功能外，库普弗细胞还参与衰老红细胞和血小板的代谢回收过程。通过识别衰老细胞表面的特征信号，库普弗细胞能够将其吞噬并降解，同时参与铁代谢和循环稳态调节。

在肿瘤免疫方面，库普弗细胞同样发挥重要作用。其不仅具有直接吞噬肿瘤细胞的能力，还能够通过释放细胞因子调节T细胞和其他免疫细胞活性，从而参与肿瘤免疫监视过程。

四、库普弗细胞在肝脏疾病中的双重角色

库普弗细胞既能够保护机体，也可能在特定条件下促进疾病发展。在药物性肝损伤研究中，库普弗细胞被认为是免疫介导型DILI的重要参与者。当药物或其代谢产物形成免疫原性复合物后，库普弗细胞能够被激活并释放大量炎症因子，从而诱导肝细胞损伤和坏死。因此，仅使用单一肝细胞模型往往无法充分反映真实DILI发生过程。

在非酒精性脂肪性肝病及NASH研究中，库普弗细胞同样发挥核心作用。游离脂肪酸积累以及肠源性炎症信号均可促使库普弗细胞向促炎状态转化，并持续释放炎症介质和促纤维化因子，从而推动疾病由脂肪沉积向炎症和纤维化阶段进展。

对于肝纤维化和肝硬化而言，长期活化的库普弗细胞能够持续刺激肝星状细胞活化，促进细胞外基质沉积并加速纤维化形成。因此，调控库普弗细胞功能已经成为多种抗纤维化药物开发的重要策略之一。

五、库普弗细胞在现代肝病研究中的应用价值

随着体外模型技术不断发展，研究人员越来越重视库普弗细胞在高生理相关性模型中的应用。传统单一肝细胞培养体系虽然操作简单，但难以模拟真实肝脏中的免疫微环境。通过引入库普弗细胞与肝细胞、肝星状细胞以及肝窦内皮细胞共同培养，可以构建更接近人体真实情况的多细胞模型。

目前，这类共培养体系已经广泛用于DILI研究、NASH机制研究以及抗纤维化药物筛选等领域。与此同时，库普弗细胞也是肝脏类器官和器官芯片模型中的重要组成部分，其能够帮助维持长期功能稳定性，并提高模型对人体疾病过程的模拟能力。

六、原代库普弗细胞培养与使用注意事项

原代库普弗细胞属于终末分化细胞，体外不具备持续增殖能力，因此实验设计阶段应充分考虑细胞用量需求。复苏过程中应采用快速解冻、轻柔操作原则，并避免反复吹打和剧烈温度变化，以降低细胞损伤风险。

由于库普弗细胞具有较强敏感性，培养过程中容易发生自发激活，因此建议使用无内毒素培养体系，并尽量减少不必要的机械刺激。一般情况下，细胞贴壁后4至6小时进行首次换液有助于提高培养稳定性。多数功能实验建议在复苏后72小时内完成，以获得更稳定和可靠的数据结果。

人原代库普弗细胞

图2：人原代库普弗细胞形态示意图。

七、常见问题（FAQ）

为什么原代库普弗细胞不能传代？

库普弗细胞属于终末分化细胞，体外培养条件下几乎不具备增殖能力，因此无法像常规细胞系一样进行连续传代培养。

为什么构建DILI模型时需要加入库普弗细胞？

大量研究表明，许多药物性肝损伤属于免疫介导过程，仅使用肝细胞模型往往难以完整模拟疾病机制，而加入库普弗细胞后可提高模型生理相关性。

原代库普弗细胞最长可以培养多久？

通常情况下可维持约7天左右，具体时间与培养条件及实验设计有关。多数功能研究建议在72小时内完成。

NASH研究为什么需要库普弗细胞？

库普弗细胞是NASH炎症反应和纤维化发展的关键调控者，其活化状态直接影响疾病进展，因此是相关研究模型的重要组成部分。

八、总结

库普弗细胞作为肝脏固有免疫系统的核心成员，不仅负责维持肝脏稳态和免疫防御，同时也是药物性肝损伤、NASH、肝纤维化以及肝癌等多种疾病的重要调控细胞。随着单细胞组学、器官芯片以及类器官技术的发展，研究人员对库普弗细胞功能和异质性的认识正在不断深化。未来，通过构建更加高生理相关性的体外模型，并结合原代库普弗细胞开展机制研究和药物筛选，有望进一步推动肝病研究与新药开发领域的发展。

参考文献

Nusse Y., Kubes P.

Liver macrophages: development, dynamics, and functions

Cellular & Molecular Immunology, 2025.

关于技术来源：本文基于LifeNet Health、人原代肝细胞、库普弗细胞、Kupffer Cells应用文章及相关公开科研文献资料曼博生物整理，用于科研与技术交流或是实验参考。