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上海伯豪生物技术有限公司
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新闻/正文
文献分享｜Notch-RBPJ 信号调控肝脏巨噬细胞介导的脂肪性肝炎炎症反应
0 人阅读发布时间：2026-10-28 16:52
期刊：Immunity
影响因子：30.6
主要技术：单细胞RNA测序（scRNA-seq）
科学问题
肝脏巨噬细胞包括胚胎来源、自我维持的库普弗细胞（KCs）与外周单核细胞来源的巨噬细胞（MDMs），两者具有截然不同的促炎或抗炎特性，深刻影响肝病的严重程度与进程。然而，在代谢功能障碍相关脂肪性肝病/脂肪性肝炎（MASLD/MASH）中，单核细胞如何分化为不同类型的巨噬细胞亚群、这一过程受到何种信号调控仍不清楚：Notch-RBPJ信号如何控制单核细胞向巨噬细胞的转变？Rbpj缺失会如何重塑MASH中单核/巨噬细胞亚群的组成与功能？靶向RBPJ能否缓解MASH？
技术路线
实验方法和材料
小鼠模型：Ms4a3Cre-RosaTdT谱系示踪、Ms4a3CreERT2-RosaTdT诱导型示踪、Lyz2Cre-Rbpjfl/fl（KO）与Ms4a3Cre-Rbpjfl/fl-RosaTdT条件性敲除、Rbpjfl/fl-Apoe-/-与Lyz2Cre-Rbpjfl/fl-Apoe-/-、Rbpjfl/fl-Nr4a1fl/fl双敲除；竞争性骨髓移植嵌合（CD45.1/CD45.2骨髓各50%混合移植）与异种共生（parabiosis）模型。
饮食模型：蛋氨酸胆碱缺乏饮食（MCDD）8周诱导MASH；Western diet（WD，饮水中添加23.1 g/L果糖与18.9 g/L蔗糖）7–24周诱导MASH（含Apoe-/-模型）。
分析数据集：整合两个公共Western diet诱导的MASH/MASLD小鼠scRNA-seq数据集与人肝scRNA-seq数据集（lean vs obese）进行跨模型、跨物种验证。
技术方法：单细胞RNA测序（GEXSCOPE平台，harmony整合、Seurat无监督聚类）、多色流式细胞术与分选（UMAP降维、分选纯度>95%）、活体显微成像（FV3000共聚焦+Imaris轨迹追踪）、Luminex 23因子液相芯片、组织学分析（H&E、Masson三色、Oil Red O染色与NAS评分）、BODIPY-C16长链脂肪酸摄取实验、Monocle3发育轨迹推断、GSEA/GSVA通路富集、scMetabolism代谢分析、CellChat（v1.6.1）细胞间通讯推断。
药物处理：RBPJ拮抗剂RIN1（Selleck S3376）15 mg/kg腹腔注射，每3天一次共2周；介孔二氧化硅纳米颗粒负载RIN1（NP-RIN1，5 mg/mL）静脉注射，每3天一次共2周。
导语
《Immunity》发表代谢相关脂肪性肝病重磅研究！上海交通大学医学院（附属瑞金医院）联合法国古斯塔夫·鲁西癌症研究中心等多国团队，通过单细胞测序与谱系示踪，系统解析了MASH中单核细胞向巨噬细胞分化的时空动态，首次揭示了Notch-RBPJ信号在其中的关键调控作用。研究发现：Notch-RBPJ信号控制单核细胞向炎症性巨噬细胞的分化，Rbpj缺失可削弱炎症性巨噬细胞与单核细胞来源KC的分化，转而促进保护性Ly6Clo巡逻单核细胞的生成；使用RBPJ选择性拮抗剂可降低MASH严重程度。这项研究不仅揭示了MASH中巨噬细胞分化的新机制，更为靶向Notch-RBPJ通路的MASH治疗策略提供了重要依据。
研究结果
主要技术
单细胞RNA测序（scRNA-seq）
研究结果
1.MASH期间单核细胞被动态募集并分化为巨噬细胞亚群
为追踪MASH中单核细胞的命运，作者将Ms4a3Cre-RosaTdT小鼠给予MCDD喂养8周诱导MASH。结果显示：MCDD组肝脏Tim4-巨噬细胞中Tomato标记比例高达80%，Tim4+KC中亦达约30%，证实单核细胞在MASH中大量浸润肝脏，其中一部分分化为单核细胞来源的库普弗细胞（MoKC）（图1A–D）。活体显微成像显示，Tomato+F4/80+的MDM主要定位于Disse间隙，并聚集于中央静脉（CV）周围（图1E–G）。利用诱导型Ms4a3CreERT2-RosaTdT模型对Ly6Chi单核细胞进行“时间戳”标记，发现单核细胞在3天内快速募集并分化为巨噬细胞，4周内逐渐获得Tim4表达，MASH期间存在持续而动态的单核细胞补充（图1H–L）。
图1 MASH期间单核细胞的动态募集与分化
2.RBPJ信号是MASH中单核细胞向巨噬细胞转变所必需
为解析Notch信号的作用，作者构建了髓系特异性Lyz2Cre-Rbpjfl/fl（KO）小鼠。与WT相比，MCDD喂养的KO小鼠肝脏中Tim4-MDM显著减少（图2A–C），而骨髓中经典Ly6Chi单核细胞的生成不受影响。利用竞争性骨髓移植嵌合模型（CD45.1与CD45.2骨髓各50%混合移植），发现KO来源的单核细胞在肝脏中分化出的巨噬细胞不足20%（WT约60%）（图2G–I）；异种共生模型进一步证实，Rbpj缺陷的Ly6Chi单核细胞即使迁移至WT肝脏，也缺乏分化为MDM的能力（图2J–L）。这些结果表明，RBPJ信号决定了Ly6Chi单核细胞向巨噬细胞分化的命运。
图2 RBPJ信号调控单核细胞向巨噬细胞的转变
3.RBPJ调控单核来源巨噬细胞分化：scRNA-seq鉴定9类单核/巨噬细胞亚群
作者对ND与MCDD喂养的WT和KO小鼠肝脏巨噬细胞富集群进行scRNA-seq，整合公共WD模型数据后鉴定出9类单核/巨噬细胞亚群：Ly6Chi与Ly6Clo单核细胞、ResKC/MoKC/增殖型KC、Clec4e+、C1qc+、Spp1+巨噬细胞及荚膜巨噬细胞（图3A、3B）。MASH中ResKC减少、Ly6Chi单核与MoKC增多；Rbpj缺失后Ly6Chi单核与MoKC相对减少，而Ly6Clo单核与增殖KC增多（图3C、3D）。基于Cd74/Ly6c2等标志基因的流式分型策略可在不依赖谱系示踪背景的情况下区分各亚群（图3E–I），为后续功能研究奠定基础。
图3 RBPJ调控单核来源巨噬细胞的分化
4.RBPJ调控巨噬细胞亚群的发育轨迹与空间生态位
Monocle3轨迹分析显示，Ly6Chi单核细胞经短寿命的Clec4e+巨噬细胞中间态，分化为C1qc+、Spp1+巨噬细胞并最终形成长寿命的MoKC（图4D）。Clec4e+巨噬细胞高表达死亡受体Fas且富集凋亡信号通路（图4I–K），半衰期短；诱导示踪动力学证实Clec4e+为早期优势群体，MoKC在4周后占比超过90%、可维持约8周（图4E–G）。空间上，MDM随病程从门静脉（PV）区向CV区演变，MoKC最终定位于CV旁（图S4J）。上述亚群在Apoe-/-WD模型中得到验证（图S4A–D），证明该分化层级在多种MASH模型中保守。
图4 RBPJ调控巨噬细胞亚群的发育轨迹
5.RBPJ信号控制巨噬细胞亚群的转录与功能景观
KO小鼠MASH肝脏中促炎细胞因子CCL2与TNF-α显著降低（图5A）。GO富集分析显示，Clec4e+巨噬细胞富集炎症反应、趋化与凋亡信号通路，高表达Il1b、Tnf、Ccl3、Ccl4等促炎基因并分泌IL-1β、TNF-α（图5B–D）；C1qc+巨噬细胞富集抗原加工呈递通路；Spp1+巨噬细胞富集整合素、脂肪酸结合与脂蛋白颗粒通路，高表达Trem2、Cd9、Gpnmb、Fabp5、Cd36等脂质相关巨噬细胞（LAM）标志（图5B、S5C–D）。Rbpj缺失并未改变Clec4e+自身的促炎基因表达，但降低了各亚群的Ccl2表达（图5E、5F）。组织学显示KO组肝纤维化与血清LDL-c显著降低（图5G–H、S5I），Rbpj缺陷的KC高表达CD36并摄取更多长链脂肪酸（S5K–N）。人肝scRNA-seq整合分析证实CLEC4E+巨噬细胞同样高表达促炎基因，各亚群的代谢特征跨物种保守（图5K–M、S5P）。
图5 RBPJ信号控制巨噬细胞亚群的转录与功能景观
6.Rbpj缺失促进Nr4a1依赖性Ly6Clo单核细胞分化并抑制内皮炎症
scRNA-seq与流式细胞术均显示KO组肝脏Ly6Clo单核细胞显著增多（12%→33%），其表达Spn、Ear2、Ace、Nr4a1等经典非经典单核细胞标志（图6A–C）。活体成像显示这些细胞沿肝窦内皮巡逻，运动速度更快（图6E、6F）。转录组分析表明，Rbpj缺陷的Ly6Clo单核细胞上调细胞黏附（Cx3cr1）、迁移（S1pr5、Ccr2）、抗原呈递（Cd74、H2-Aa、H2-Ab1、H2-Eb1）与脂质转运（Cd36）基因，表面CCR2、CX3CR1、ICAM1、ICAM2表达升高（图6H）；高表达CD36增强了其长链脂肪酸摄取能力（S6I、S6J）。Rbpj-Nr4a1双敲除可回复这些表型，证明其Nr4a1依赖性（图6I）。同时，KO组肝窦内皮细胞（LSEC）的促炎基因整体下调（图6J），提示Ly6Clo单核细胞通过增强黏附与脂质摄取保护LSEC、抑制MASH中的内皮炎症。
图6 Rbpj缺失促进Ly6Clo单核细胞分化并抑制内皮炎症
7.RBPJ抑制缓解MASH等级
为评估治疗价值，作者在WD诱导的MASH小鼠中给予RBPJ拮抗剂RIN1（15 mg/kg，腹腔注射）：RIN1处理组NAS评分显著降低、各MDM亚群绝对数量减少（图7A–D）。进一步采用介孔二氧化硅纳米颗粒负载RIN1（NP-RIN1）静脉给药，在Apoe-/-WD MASH模型中同样降低MASH等级，MoKC、Clec4e+、C1qc+与Spp1+巨噬细胞均显著减少，且未观察到明显副作用（ALT降低、HDL升高）（图7E–H）。bulk RNA-seq显示NP-RIN1与Rbpj-cKO均下调促炎、纤维化与胆固醇合成相关通路（图7I–L），表明抑制RBPJ信号可部分模拟遗传敲除表型，缓解MASH。
图7 RBPJ抑制缓解MASH等级
总结
这项研究通过单细胞测序、谱系示踪与多模型遗传学验证，首次系统解析了MASH中单核细胞向巨噬细胞分化的时空动态与Notch-RBPJ信号的关键调控作用：Rbpj缺失削弱促炎性Clec4e+巨噬细胞与MoKC的分化，转而促进Nr4a1依赖性保护性Ly6Clo巡逻单核细胞的生成，通过CD36介导的脂质摄取与内皮黏附保护肝窦内皮、抑制炎症；RBPJ拮抗剂RIN1（含纳米颗粒递送）可部分模拟遗传敲除表型并显著缓解MASH等级。该研究为理解肝脏巨噬细胞生物学与MASH发病机制提供了全新视角，提示靶向Notch-RBPJ信号是MASH极具前景的治疗策略。
参考文献：
Guo W, Li Z, Anagnostopoulos G, Kong WT, Zhang S, Chakarov S, Shin A, Qian J, Zhu Y, Bai W, Cexus O, Nie B, Wang J, Hu X, Blériot C, Liu Z, Shen B, Venteclef N, Su B, Ginhoux F. Notch signaling regulates macrophage-mediated inflammation in metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease. Immunity. 2024 Oct 8;57(10):2310-2327. doi: 10.1016/j.immuni.2024.08.016. PMID: 39317200.