肝脏免疫、肝病研究的核心靶点库普弗细胞Kupffer Cells的介绍与应用
2026-06-01 来源:本站 点击次数:20摘要：库普弗细胞是肝脏免疫核心，参与DILI、NASH、肝纤维化等疾病进程，是肝病研究与新药研发核心靶点。
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、肝纤维化靶点、肝脏免疫、肝病药物研发、肝脏巨噬细胞
以下内容由上海曼博生物技术团队基于LifeNet Health人原代肝细胞、库普弗细胞（Kupffer Cells）公开科研资料整理。曼博生物直售LifeNet原代人肝细胞，同时提供专业的技术支持。如需了解更多，敬请咨询。
库普弗细胞（Kupffer Cells）是定居于肝脏血窦内的常驻巨噬细胞，占人体全身巨噬细胞总量的80%以上，是肝脏固有免疫系统的核心组成部分。作为肠道血液进入体循环的初始免疫屏障，Kupffer细胞不仅负责清除血源性病原体、维持肝脏稳态，更是药物性肝损伤、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、肝纤维化、肝癌等几乎所有肝脏疾病发生发展的关键调控者。近年来，随着单细胞测序和类器官技术的发展，Kupffer细胞的异质性和功能复杂性被逐步揭示，成为肝病机制研究和新药研发的核心靶点。
一、库普弗细胞基本特征与发育稳态
1.解剖定位：肝窦内的免疫哨兵
Kupffer细胞特异性分布于肝脏肝小叶的肝窦腔内，且呈现明显的门周区富集特征——靠近门静脉的肝窦段Kupffer细胞密度较高，越靠近中央静脉数量越少。这种空间分布与肝脏的免疫防御功能高度匹配：门静脉携带来自肠道的营养和潜在病原体，门周区富集的Kupffer细胞可快速拦截并清除入侵的微生物。
形态上，Kupffer细胞呈星形，伸出大量伪足。其细胞体附着于肝窦内皮细胞表面，伪足可穿过内皮细胞间隙延伸至Disse间隙，与肝细胞、肝星状细胞（HSCs）直接接触，形成精密的细胞互作网络。
2.库普弗细胞的发育起源与稳态维持
稳态下库普弗细胞并非由骨髓单核细胞分化而来，而是起源于胚胎卵黄囊红髓系前体（EMPs），小鼠胚胎E8.5–E9.5 定植肝脏，出生后P7迁移入肝窦发育成熟并获得完整吞噬功能。成年后主要依靠局部自我更新维持细胞群体稳定；仅在毒素、感染造成大量细胞损耗时，骨髓Ly6C⁺单核细胞才会募集至肝脏，依托肝星状细胞、肝窦内皮细胞、肝细胞构成的生态位信号，分化补充为成熟库普弗细胞。
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（Kupffer cells）富集于门周区肝窦内。
二、库普弗细胞核心生理功能：肝脏稳态的多面手
1.血液病原体清除：初始免疫屏障
Kupffer细胞核心的功能是滤过门静脉血，维持血液无菌状态。其表面的补体受体CRIg具有独特的“捕获键”特性，可在肝窦高血流动力学条件下结合并吞噬细菌、病毒、真菌等病原体。研究显示，血液初次流经肝脏时，90%以上的血源性病原体可被Kupffer细胞捕获清除；小鼠缺失Kupffer细胞后，金黄色葡萄球菌感染48小时死亡率很高。
2.衰老细胞与异物清除：维持循环稳态
Kupffer细胞负责清除血液循环中衰老的血小板和红细胞：
· 衰老血小板因表面唾液酸丢失，被Kupffer细胞表面的Clec4f、Ashwell-Morell受体识别并吞噬；
· 作为脾脏的补充，Kupffer细胞可清除衰老红细胞，参与铁代谢和再循环。
3.抗肿瘤免疫：突破“别吃我”信号
Kupffer细胞具有强大的抗肿瘤功能，其核心机制是抑制信号受体SIRPα的表达，从而能够识别并吞噬表达CD47的肿瘤细胞。此外，Kupffer细胞还可分泌细胞因子激活细胞毒性T细胞，启动适应性抗肿瘤免疫应答。
三、库普弗细胞在肝脏疾病中的双重作用
库普弗细胞功能失衡是各类肝病发生发展的核心诱因，可极化为促炎M1型与抗炎促修复M2型，在疾病中发挥双向调控作用。
1.药物性肝损伤（DILI）
临床多数特异质性药物肝损伤由免疫机制介导。库普弗细胞识别药物代谢复合物后激活炎症通路，释放TNF-α、IL-1β 等炎症因子，招募免疫细胞诱发肝细胞坏死；仅用单一肝细胞模型难以模拟真实损伤过程，也是药物筛选假阴性偏高的重要原因。
2.NAFLD/NASH
游离脂肪酸与肠道LPS可激活库普弗细胞向M1极化，诱发肝脏炎症与肝细胞脂肪变性；活化的库普弗细胞进一步分泌促纤维化因子，激活肝星状细胞，加速病程向肝纤维化演进。部分库普弗细胞可转型为TREM2脂质相关巨噬细胞，参与细胞碎片与脂质清除、介导损伤修复。
3.肝纤维化与肝硬化
慢性肝损伤会破坏库普弗细胞生存生态位，使其免疫防御功能衰退；骨髓单核细胞可融合形成库普弗样合胞体，代偿恢复抑菌清除能力。同时持续活化的库普弗细胞及脂质相关巨噬细胞分泌促纤维化因子，持续推动肝纤维化、肝硬化进程。
四、科研与转化应用：肝病研究的核心工具
1.高生理相关性体外模型构建
传统单一肝细胞模型存在体外快速去分化、无法复现炎症和纤维化表型的缺陷。引入Kupffer细胞构建的多细胞共培养体系（肝细胞+Kupffer细胞+肝星状细胞+肝窦内皮细胞），可在体外同步复现NASH从脂肪变性→炎症→纤维化的全病理进程，是目前抗NASH、抗纤维化药物筛选的金标准模型，已获得FDA和EMA的推荐。
2.3D肝脏类器官与生物人工肝
Kupffer细胞作为核心支持细胞，与肝细胞共培养构建的3D肝脏类器官，可长期维持肝细胞的分化状态和代谢功能，解决了传统类器官功能维持时间短的问题。基于Kupffer细胞的生物人工肝，其解毒能力和免疫防御功能较传统模型大幅提升，是终末期肝衰竭治疗的重要研发方向。
3.肝靶向药物递送
利用Kupffer细胞的吞噬特性，通过调控脂质体药物表面的PEG密度，可实现“捕获-释放”式肝靶向递药，提升药物在肝脏的浓度，降低全身毒性。此外，靶向Kupffer细胞的小分子药物（如CSF-1R抑制剂）可通过抑制Kupffer细胞活化，用于治疗NASH和肝纤维化。
五、原代库普弗细胞（Kupffer Cells）使用及体外培养注意事项
1.kupffer细胞核心特性
人原代库普弗细胞体外不增殖、不可传代，需一次性复苏足量细胞用于实验。
细胞高度敏感，易激活、易脱壁、易结团，全程操作需轻柔、低温、无菌。
图2.人原代库普弗细胞
· 水浴复苏：37℃快速解冻1.5–2 分钟，仅留小冰晶即停止。
· 全程低温：复苏、离心前必须置于冰上。
· 离心条件：室温或4℃条件下以500×g离心5 分钟
· 轻柔重悬：避免吹打造成细胞破碎、激活。
· 重要提醒：切勿预热培养基以解冻细胞，库普弗细胞在37℃条件下易黏附于锥形管壁，因此不建议使用预热的培养基复苏。
3.铺板与贴壁
推荐接种浓度：0.2–0.4×10⁶ cells/mL。
铺板后轻轻混匀，放入37℃、5% CO₂培养箱。
4–6小时后必须换液，去除未贴壁细胞与碎片。
4.培养维护
最长可培养：7天。
换液频率：每日全量换液，或按实验需求调整。
换液动作轻柔，避免吸走贴壁细胞。
5.储存与运输
储存条件：气相液氮-135℃至-190℃。
严禁反复冻融，签收后立即转入液氮。
6.质量与安全要点
· 每批次附CoA质检报告，含活率、形态、LPS 响应、无菌检测。
· 仅供研究使用，不可用于临床、诊断。
· 操作按生物安全规范，废弃物合规处理。
六、常见问题FAQ（体外培养与模型构建成功率）
Q1：原代库普弗细胞复苏后存活率低，是什么原因？
A：主要与解冻速度、温度控制、操作力度相关。参照LifeNet Health细胞培养方案：37℃快速解冻1.5–2分钟，全程冰上操作，轻柔吹打；500×g离心5分钟，避免过度离心损伤细胞。确认培养基、血清无内毒素、无支原体污染。同时，不预热复苏培养基，以防库普弗细胞在37℃条件下黏附于锥形管壁。
Q2：细胞贴壁差、易脱落，如何提高贴壁率？
A：建议使用I型胶原蛋白包被培养器皿；铺板密度控制在0.2–0.4×10⁶ cells/mL；接种后4–6小时轻柔换液，去除未贴壁细胞与碎片，可显著提升贴壁稳定性。
Q3：为什么原代库普弗细胞不能传代？
A：人原代库普弗细胞体外不增殖，为终末分化细胞，一旦消化会大量死亡、功能丢失。因此必须一次性复苏足量细胞完成全部实验，不可传代扩增。
Q4：如何避免细胞自发激活，保证实验稳定性？
A：激活会导致形态变圆、吞噬下降、炎症因子升高。关键控制要点：
· 全程无内毒素、无菌、无支原体耗材与试剂
· 避免反复晃动、剧烈吹打、温度骤变
· 铺板后4–6小时换液，减少应激刺激
· 尽量在复苏后24–72小时内完成功能实验
Q5：构建共培养/类器官模型，成功率低怎么办？
A：提高模型成功率的核心要点：
先单独验证Kupffer细胞活率、贴壁、形态正常
接种顺序：先铺肝细胞/基质细胞，4–12小时后再加入Kupffer细胞
控制接种比例，避免Kupffer细胞过度活化影响体系
使用低激活、低内毒素的培养基体系
Q6：最长可培养多少天？如何维持功能稳定？
A：参照LifeNet Health细胞培养方案，可维持最长7天。建议每日换液、保持培养环境稳定，避免干扰。功能实验（吞噬、LPS刺激、细胞互作）尽量在72小时内完成，以保证数据最稳定、重复性最高。
Q7：哪些因素最影响模型构建成功率？
A：按影响程度排序：
· 细胞复苏与操作不当（占比最高）
· 内毒素、支原体污染
· 贴壁与包被不到位
· 换液不及时导致细胞激活
· 培养体系与接种比例不匹配
七、总结
库普弗细胞作为肝脏免疫的核心，既是维持机体稳态的“守门人”，也是多种肝脏疾病的“始作俑者”。近年来，单细胞和空间转录组技术揭示了Kupffer细胞的异质性和动态可塑性，为肝病治疗提供了全新的靶点。高质量、高生理相关性的原代库普弗细胞是开展上述机制研究、药物靶点验证及新药筛选的核心工具，上海曼博生物作为LifeNet Health国内供应商直售原代人肝库普弗细胞（https://www.mine-bio.com/LifeNet_PrimaryCells_Medium/），并提供配套的细胞培养、功能验证等一站式技术支持，助力科研人员攻克肝脏免疫研究中的关键技术难题。未来，通过调控Kupffer细胞的极化、修复Kupffer细胞生态位、构建基于Kupffer细胞的高生理相关性模型，有望突破肝病治疗和新药研发的瓶颈，为广大肝病患者带来福音。
参考文献
Nusse, Y., Kubes, P. Liver macrophages: development, dynamics, and functions. Cell Mol Immunol 22, 1178–1189 (2025)
本文基于LifeNet Health公开资料由其中国提供商上海曼博生物整理，用于科研信息分享、实验参考等。上海曼博生物可提供LifeNet Health原代库普弗细胞（Kupffer Cells）、原代人肝细胞、肝脏巨噬细胞、DILI药物性肝损伤研究、NASH机制研究、肝纤维化靶点研究及肝脏免疫研究相关产品与技术支持，助力肝病机制研究、药物靶点验证、新药筛选及高生理相关性体外模型构建。