肝脏中的内皮细胞是一种重要的非实质细胞类型，主要由肝窦内皮细胞构成，存在于肝脏的血管壁上。它们具有多种功能，包括调节血管张力、维持血液凝固平衡、参与免疫反应和促进血管生成等。

LSECs最大的特点就是存在开放的窗孔，没有基底膜，形成可渗透的屏障。1970年，Eddie Wisse首次用透射电镜观察肝窦内皮细胞的窗孔，证实大鼠肝窦内皮细胞的窗孔呈簇状或筛板状排列 [ 10 ] 。LSECs窗口的维持需要旁分泌和自分泌细胞信号 [ 11 ] 。由肝细胞和星状细胞分泌的血管内皮生长因子(VEGF)，在LSECs的窗孔维持中发挥重要作用，并通过一氧化氮(Nitric Oxide, NO)依赖和非NO依赖的途径发挥作用 [ 12 ] [ 13 ] 。LSECs的窗孔结构使得肝细胞与血液之间能够直接交流，并从血液中获得氧气、微量营养素和大量营养素。循环中存在的膳食脂肪必须通过血管内皮细胞运输，才能被组织代谢。在生理条件下，LSECs是血液和肝实质之间双向物质交换的主要调节细胞。首先，肝窦内皮细胞的窗孔允许脂蛋白、乳糜粒残留物(来自饮食脂质的肠细胞产生的乳糜粒的小脂蛋白和其他大分子从肝窦血液有效地转移到Disse间隙，之后被肝细胞摄取 [ 14 ] 。LSECs的窗孔可以形成脂质的选择性屏障。有研究发现，使用放射性元素标记脂蛋白后，较大的脂蛋白不能穿过LSEC窗口，而留在窦腔内，此外，当LSECs在VEGF通路中断后，会导致LSECs窗孔消失并对荧光标记脂质的摄取受损 [ 12 ] [ 13 ] 。

LSECs还会分泌参与调节血管张力和分泌具有血管活性的分子，如NO。正常情况下，LSECs在肝窦剪切应力下分泌NO，以自分泌方式调节血流并维持其分化表型 [ 15 ] 。健康分化的LSECs通过内皮型一氧化氮酶(eNOS)依赖的NO途径维持Kupffer细胞和肝星状细胞(Hepatic Stellate Cell, HSCs)处于静止状态 [ 16 ] 。

在免疫方面，LSECs还作为抗原提呈细胞，通过释放细胞因子和激活免疫细胞信号通路来调节免疫动态平衡 [ 17 ] 。与传统的抗原呈递细胞相比，LSECs的激活具有细胞特异性反应的限制，从而有助于器官对抗原的特异性反应和肝脏的耐受性环境 [ 18 ] 。此外，与普通内皮细胞相比，LSECs另一个独特的特征是高表达多种清道夫受体，如甘露糖受体(MR)、清道夫受体(SR)和Fcγ受体IIb2 (FcRIIb2)，使其具有很强的内吞能力，因此LSEC可以积极参与清除到达肝窦的抗原，并有助于肝脏维持耐受状态 [ 19 ] 。除此之外，LSEC还介导氧化和乙酰化低密度脂蛋白、晚期糖基化终产物和废物(透明质酸、硫酸软骨素或前胶原N末端前肽(I、III))等物质的内吞作用 [ 20 ] 。

LSECs还可以通过不同的机制积极调节肝内凝血，包括直接产生促凝剂和抗凝血因子，募集和激活中性粒细胞以及与血小板的相互作用 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] 。

越来越多的证据支持NAFLD与心血管疾病(CardiovascuIar Disease, CVD)风险增加之间存在强烈的相关性，并且除了肝纤维化/肝硬化的风险外，NAFLD患者的全因死亡率风险增加，特别是CVD [ 24 ] 。这种风险归因于NAFLD和CVD的共同易感因素，其中内皮功能障碍是一个关键因素 [ 25 ] 。血管内皮细胞对血管功能的平衡调节可以被许多损伤打破。作为对各种伤害性刺激的反应，内皮细胞经历了表型向非适应性状态的转变，称为内皮功能障碍，其特征是在健康内皮细胞中工作的内环境平衡机制的丧失或失调，主要表现为NO生物利用度降低、黏附分子表达增加、促炎和促血栓形成因子合成增加和血管张力调节异常等 [ 26 ] 。血管功能障碍可以发生在全身任何的血管中，越来越多的研究都开始注意到了肝脏中的内皮功能障碍，并且在包括NAFLD在内的肝脏疾病中发挥非常重要的作用。许多研究都表明，LSECs功能障碍是NAFLD肝脏病理发展的主要特征或早期事件。LSECs功能障碍可能通过多种机制参与NAFLD的进展，包括炎症过程的调节、肝星状细胞的激活、血管阻力的增加和微循环的扭曲，进而引起肝脏脂质摄取和代谢受损、大分子和代谢物运输紊乱、血管生成、肝内炎症、肝细胞损伤，最终导致NAFLD进展 [ 8 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] 。LSECs是NAFLD整个过程中肝脏稳态、血流、内吞能力和炎症反应的关键调节因子 [ 30 ] 。同样，NAFLD的发生也会导致血管内皮功能障碍和动脉粥样硬化进展的风险增加，而与代谢综合征及其组成部分的发生无关 [ 31 ] 。

LSECs与其他组织的内皮细胞一样，负责血流调节 [ 32 ] 。多项研究表明，肝血流减少等肝脏微循环障碍可能在包括NAFLD在内的慢性肝脏疾病的发病和进展中发挥关键作用 [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] 。

有研究评估了Zucker大鼠脂肪变性肝脏微血管的改变情况，发现与对照组相比，微循环异常，主要表现为肝窦密度降低 [ 36 ] 。重度肝脂肪变性ob/ob小鼠的肝脏血流和LSECs功能评估显示，肝脏血流和窦血流灌注受损，肝缺血损伤后进一步恶化 [ 37 ] 。同样还有研究发现在NASH或单纯性脂肪变性小鼠的肝脏中观察到血流的实质性改变，具体表现为，肝脂质积累引起肝实质细胞增大，导致实质细胞板变宽，窦腔变窄 [ 38 ] 。另一项对饮食诱导的NAFLD大鼠的研究证实了这些发现，表明脂质积累引起的肝实质细胞肿大和肿胀导致窦血流灌注减少；这些改变导致窦状内皮细胞管腔扭曲和窦内体积减少，导致LSECs结构改变和组织灌注损伤 [ 39 ] 。

肝内血管阻力的增加有机械和动力两方面的原因。机械部分是由于增大的脂肪肝细胞对窦腔的压迫。动态部分是由于肝内皮功能障碍。肝内剪切应力被认为是肝脏血流调节的主要驱动因素 [ 40 ] 。在正常情况下，肝脏和其他血管床一样，内皮细通过产生血管活性物质，即NO和内皮素-1 (Endothelin 1, ET-1)，以应对增加的剪切应力，减弱血压的升高。而当NAFLD发生后，内皮细胞的这种应对剪切应力的能力会丧失。多项证据表明，脂肪肝中出现LSECs功能障碍，并参与与脂肪变性相关的肝内血管阻力增加。高脂肪饮食或富含饱和脂肪酸饮食4周后，小鼠和大鼠的eNOS激活和肝脏一氧化氮含量降低，并且分离灌注肝脏实验显示，门静脉灌注压力增加，乙酰胆碱对血管的舒张反应降低，表明肝内皮功能障碍 [ 41 ] 。这些变化是在没有炎症和纤维化的情况下观察到的，这表明内皮功能障碍是nafld脂肪变性的早期特征。LSECs通过被称为kruppel样因子2 (kruppel-like foctor, KLF2)的内皮特异性转录因子调节NO和ET-1的表达。有研究发现，与对照组相比，喂食CafD (65%脂肪，大部分为饱和脂肪)的Wistar Kyoto大鼠的灌注肝脏中观察到门脉压(Protal venous Pressure, PP)升高，内皮依赖性血管舒张功能降低，同样还观察到CafD大鼠肝血管阻力增加与蛋白激酶B依赖性eNOS磷酸化和eNOS活性降低有关 [ 28 ] 。

LSECs释放的调节血流的其他分子包括血管舒张剂一氧化碳以及环加氧酶(cyclo-oxygenase, COX)途径的代谢物(血栓素A2、前列环素)，并以旁分泌但形式作用于位于Disse间隙的肝星状细胞 [ 42 ] 。

综上，LSECs在感知和调节NAFLD中肝血管阻力以及最终肝微血管血流方面发挥着至关重要的作用。

LSECs在细胞表面独特的窗孔结构是其与其他内皮细胞相比最显著的特点。肝脂肪变性过程中LSECs形态和功能都会发生改变 [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] 。LSECs的毛细血管化发生在NAFLD的早期阶段，甚至在脂肪变性形成之前 [ 46 ] 。有研究显示，小鼠在给予胆碱缺乏l-氨基酸定义(CDAA)饮食1周后开始LSEC窗孔开始消失 [ 47 ] ，HFD大鼠在喂养三周后也出现了类似的现象 [ 43 ] 。

导致肝窦内皮细胞毛细血管化的因素尚未完全确定，但可以推测，过量的脂质可能是导致毛细血管化的主要因素。Cogger等人在小鼠实验中发现，不同的饮食中含有不同的大量营养素和能量，LSEC孔隙度和窗孔数量与饮食脂肪摄入量呈负相关，而窗孔直径与蛋白质或碳水化合物摄入量呈负相关 [ 43 ] 。在这项研究中，作者还发现LSECs的窗孔数量、孔隙度和直径与循环游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)水平呈负相关 [ 43 ] 。体外研究表明，人的原代LSECs暴露于氧化低密度脂蛋白会导致窗孔的直径和孔隙度减少 [ 45 ] 。

而毛细血管化对脂肪变性的影响研究较少，目前只有两个相关的假设。第一个假设是LSEC通透性的降低阻碍了肝细胞来源的极低密度脂蛋白向窦状管腔的通道，从而导致胆固醇和甘油三酯滞留在肝脏中 [ 46 ] 。而另一种假设由Herrnberger等人提出，他们认为源于血液的乳糜微粒残余物，是肝细胞合成极低密度脂蛋白所必需的，而LSECs毛细血管化后，乳糜微粒残余物无法到达肝细胞。而作为一种代偿机制，可能刺激肝脏脂质合成并诱导脂肪变性 [ 48 ] 。

在毛细血管形成过程中有几种信号通路参与。Notch信号通路的配体Delta-like 4在人和四氯化碳诱导的肝纤维化小鼠的LSECs中表达上调，并且还介导了纤维化和病理性窦重构之间的恶性循环 [ 49 ] 。骨形态发生蛋白9 (Bone morphogenetic protein 9, BMP9)是一种由肝星状细胞产生的循环因子 [ 50 ] 。有研究发现，BMP9敲除的小鼠LSEC窗孔数量减少，以及Lyve1和Stab2等多种LSECs的标志基因表达减少，并引发肝窦周纤维化 [ 51 ] 。

综上，LSECs的毛细血管化是其在NAFLD中特有的病理改变，毛细血管化发生在NAFLD的早期，并且持续存在，对于NAFLD的进展具有重要意义。但目前电镜仍是反映LSECs毛细血管化的“金指标”，缺乏其他更加便捷的检测手段。

肝脏单纯脂肪变性到NASH的进展过程会伴随着白细胞粘附内皮细胞，随后白细胞浸润到肝实质内形成炎症灶。NASH中的慢性炎症会会导致肝细胞死亡并对肝实质造成损害。在生理条件下，LSECs作为一种屏障，可以调节循环中的白细胞进入肝实质并发挥抗炎作用 [ 52 ] 。在NAFLD进展的早期阶段，一些研究表明LSECs表现出抗炎功能。Tateye等人的研究证明LSECs产生的NO在短期(8周)喂养高脂饮食的小鼠中可以抑制Kupffer细胞的激活 [ 53 ] 。在体外，人和小鼠原代LSECs暴露于FFA 16小时后，参与单核细胞和巨噬细胞募集的促炎趋化因子的显著下调 [ 54 ] 。

而当疾病进展至NASH晚期阶段时，LSECs获得促炎表型和功能。在NASH小鼠模型中观察到，LSECs在NASH过程中的促炎表型以LSECs表面细胞间黏附分子1 (ICAM-1)、血管细胞黏附分子1 (VCAM-1)和血管黏附蛋白1 (VAP-1的渐进性过度表达为特征 [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] 。LSECs还在NASH中产生许多促炎介质，包括肿瘤坏死因子α (TNF-α)、白介素-6 (IL-6)、白介素-1 (IL-1)和趋化因子(CCL2) [ 18 ] [ 58 ] 。NASH中LSECs的这种促炎表型与其促炎功能有关。LSECs释放炎症介质，通过激活邻近的Kupffer细胞，并通过促进血液白细胞的招募、黏附和迁移来促进炎症反应 [ 59 ] [ 60 ] 。LSECs通过表达的典型的黏附分子ICAM-1，VCAM-1，以及非典型黏附分子如VAP-1和stabilin-1来促进白细胞募集。体内和体外研究表明，当这些受体被阻断时，白细胞与肝窦的黏附减少 [ 55 ] [ 61 ] 。Weston等人证明，在饮食诱导的NASH小鼠模型中，VAP-1敲除或药物阻断会导致白细胞向肝脏募集减少，并减轻纤维化 [ 55 ] 。他们还显示，与健康对照组相比，NAFLD患者的血清可溶性VAP-1水平升高 [ 55 ] 。此外，有研究发现，无论是在高脂饮食的野生型小鼠还是ob/ob肥胖小鼠上，使用单核细胞上的VCAM-1配体VLA4的抑制剂后，可以抑制单核细胞通过LSECs的黏附和跨内皮迁移，并改善肝脏炎症 [ 57 ] 。

LSECs还表达模式识别受体，如稳定剂和Toll样受体(TLR1-9)。除TLR5外，LSEC对TLR配体刺激的反应是激活炎症小体和炎症信号 [ 62 ] 。并且LSEC通过分泌不同类型的细胞因子对TLRs的反应是细胞特异性的 [ 18 ] 。在NASH中，LSECs分泌细胞因子导致炎症介质的释放，从而促进疾病的进展。LSECs中的一些炎症相关信号是通过LSECs上表达的内吞受体和TLRs之间的相互作用来调节的 [ 29 ] 。LSECs表达的TLR9可以通过清道夫受体激活内吞作用，导致炎性细胞因子如IL-1β和IL-6的分泌 [ 63 ] 。

尽管在NASH中导致LSECs获得炎症表型和功能的刺激因素尚未确定，但氧化低密度脂蛋白、FFA和脂肪因子等都可能导致LSEC的发炎症反应激活。体外研究表明，用ox-LDL和FFA刺激LSECs分别激活了NF-κB和TLR-4 [ 64 ] 。

综上，虽然LSECs在NAFLD的早期阶段起到抗炎作用，但在NAFLD的发展过程中发生了向促炎功能的转变，促进疾病发展至NASH阶段。

此外，LSECs通过释放血管分泌信号在NALFD进展至纤维化阶段的过程中发挥重要作用。NASH小鼠中功能障碍的LSECs产生会促纤维化分子，如转化生长因子-β (TGF-β)，进而导致NO生物利用度的降低，促进肝星状细胞的激活，最终导致中细胞外基质的产生和窦性血管收缩 [ 65 ] 。在正常肝脏中，健康的LSECs通过VEGF诱导的NO的产生部分地阻止HSCs的激活。而在疾病状态下，毛细血管化的LSECs可以通过分泌纤维连接蛋白A (EIIIA)、纤溶酶激活转化生长因子-β1 (TGF-β1)、血小板衍生生长因子(PDGF)等从而激活肝星状细胞，进而导致疾病向肝纤维化的方向发展 [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] 。此外，健康的LSECs可以将激活的HSCs逆转到静止状态。有研究发现，从正常大鼠肝脏中分离的LSECs可以抑制肝星状细胞的激活，主要表现为α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达减少，而从硫代乙酰胺诱导的肝硬变大鼠肝脏分离的毛细血管化的LSECs促进HSCs的激活，但涉及的旁分泌因子尚未完全确定 [ 16 ] 。

LSEC还可以通过肝细胞生长因子(HGF)的旁分泌作用促进肝细胞再生 [ 69 ] 。研究表明肝切除后肝内皮细胞中血管生成素-2的表达发生变化。肝再生早期LSEC通过下调血管生成素-2表达，来促进肝细胞增殖 [ 70 ] 。

LSECs甚至可以根据不同的损伤而释放不同的血管分泌信号，平衡肝脏再生和纤维化。在急性肝损伤后，LSECs中CXCR7-Id1通路的激活刺激肝脏活性血管分泌因子的产生，从而导致肝再生。相比之下，慢性损伤导致LSECs持续激活FGFR1，扰乱CXCR7-ID1途径，有利于CXCR4驱动的促纤维化血管分泌反应，从而引发肝纤维化 [ 71 ] 。

综上，LSEC在肝脏内的细胞串扰中扮演重要角色。可以通过分泌信号来影响肝细胞、肝星状细胞等功能，进而导致疾病的继续进展。