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肝脏不仅是一个重要的生理器官,同时也被认为是一个免疫器官。与其他脏器相比,肝脏具有很多有意思的特性。首先,肝脏拥有非常强的再生能力,在肝脏受到损伤或者部分切除后,可以通过肝细胞自我复制和增殖,迅速恢复正常的生理结构和功能。近年来研究发现骨髓细胞也能够生成肝细胞,这为肝脏再生重建提供了新的选择。其次,肝脏具有倾向免疫耐受的特性,不仅会对胃肠道来源的微生物和食物代谢产物耐受以维持稳态,且对持续表达于肝脏中的外源性抗原诱导系统性免疫耐受。肝脏的这些特性不仅与其生理结构密切相关,例如双重血供系统和特有的肝窦结构,肝脏内独特的免疫细胞组成也在其中发挥了重要作用。与传统免疫器官相比,肝脏呈现出天然免疫优势状态,天然免疫细胞在肝脏中不仅占有很高比例,并且具有很多特定的表型和功能。一方面,肝脏独特的微环境对这些天然免疫细胞的发育和分化具有重要的影响作用,而另一方面,这些天然免疫细胞,在调节适应性免疫应答和维持肝脏特性,以及肝脏疾病的发生发展中也扮演了重要角色。本项研究中,我们分别研究了IFN-γ在骨髓细胞介导的肝再生和肝脏免疫耐受两大特性中的不同功能,具体结果分为两大部分：Ⅰ.NK细胞分泌的IFN-γ可以促进骨髓细胞重建肝脏1.NK细胞在骨髓细胞介导的肝脏再生过程中具有重要作用通过给致死辐照的Fah缺陷小鼠转输野生型小鼠骨髓细胞,此后停止NTBC补给以诱导肝细胞凋亡,我们成功建立了骨髓细胞介导的肝脏再生小鼠模型。在此模型中,我们检测到小鼠肝脏中存在大量的骨髓来源的肝细胞。我们进一步发现这群细胞是由骨髓来源的髓系细胞和宿主肝细胞融合产生的,NK细胞在此过程中具有极其重要的作用。移植NK细胞缺陷或者清除的骨髓会导致受体Fah缺陷小鼠生存率显著降低,骨髓来源肝细胞产生显著减少。2.NK细胞通过IFN-γ促进骨髓重建肝脏Fah缺陷小鼠的肝脏NK细胞在骨髓移植和NTBC停药后持续活化,并产生大量IFN-γ。NK细胞缺陷或者清除后,血清中IFN-γ含量明显降低,证实NK细胞是IFN-γ的主要来源。进一步研究发现IFN-γ在骨髓来源肝细胞的产生中同样具有重要作用,移植IFN-γ缺陷的骨髓并不能恢复Fah缺陷小鼠的肝脏功能和维持其存活。移植IFN-γ受体缺陷小鼠的骨髓同样不能挽救Fah缺陷小鼠的存活,说明IFN-γ作用的受体细胞是骨髓细胞而非肝细胞。3. IFN-γ和IFN-γR相互作用促进髓系细胞和肝细胞的融合尽管IFN-γ或者IFN-γR缺陷的骨髓在体内产生肝细胞的能力明显降低,这些缺陷型骨髓来源肝细胞的扩增能力或者髓系细胞的发育分化没有明显差异,提示我们IFN-γ可能主要作用于骨髓细胞的融合过程。野生型和IFN-γR缺陷的骨髓共同转输到Fah缺陷小鼠体内的嵌合骨髓实验证实生成的骨髓来源肝细胞大部分来自于野生型,说明IFN-γR缺陷的骨髓细胞的融合能力显著降低。体外实验验证了IFN-γ刺激可以明显促进髓系细胞与Fah缺陷肝细胞的融合。结论Ⅰ：我们发现NK细胞在骨髓来源肝细胞的产生过程中具有重要作用,并且NK细胞的功能依赖于IFN-γ的产生,IFN-γ可以直接促进髓系细胞和肝细胞之间的融合。Ⅱ. IFN-γ促进T细胞招募至肝脏并诱导外周耐受1. IFN-γ缺陷小鼠外周耐受消失野生型小鼠通过高压注射质粒,能够长期持续表达HBV,并且会形成外周免疫耐受,对HBsAg疫苗免疫无应答。而IFN-γ缺陷的HBV携带小鼠在外周进行HBsAg疫苗免疫时,却可以产生明显应答能力,表现为血清中HBsAg, HBeAg和HBVDNA含量降低,并可以产生anti-HBs抗体。IFN-γ缺陷小鼠外周耐受消失的原因是外周中(如脾脏)保留有更多的HBV特异性CD4+T细胞。2. HBcAg刺激肝脏CD4+T细胞产生IFN-γ小鼠高压注射HBV质粒后,肝脏CD4+T淋巴细胞分泌IFN-γ能力显著增高,并可以维持两到三周。IFN-γ的分泌主要是由质粒中的HBcAg所引起,HBcAg缺失质粒不会导致IFN-γ分泌升高。3.FN-γ通过CXCR3招募HBV特异性T细胞进入肝脏高压注射HBV质粒后,小鼠肝脏中HBV特异性CD4+T细胞明显增多,并且CXCR3表达明显增加。而IFN-γ缺陷小鼠肝脏中特异性CD4+T细胞没有明显变化。阻断CXCR3可以抑制HBV特异性CD4+T细胞进入肝脏。4.HBV特异性CD4+T细胞在肝脏中凋亡,诱导外周耐受野生型HBV携带小鼠肝脏中HBV特异性CD4+T细胞的凋亡明显高于IFN-γ缺陷小鼠,阻断CTLA-4可以抑制细胞凋亡,使脾脏中特异性CD4+T细胞增多,外周耐受消失。结论Ⅱ:IFN-y在肝脏诱导的外周耐受中具有重要作用,HBcAg可以刺激肝脏CD4+T细胞持续分泌IFN-y,然后通过CXCR3募集外周中HBsAg特异性CD4+T细胞进入到肝脏,并进而使其发生凋亡和克隆清除,导致外周中T细胞克隆减少和免疫耐受的形成。