程佳 綜述 祁佐良 審校

周圍神經(jīng)損傷后，能夠通過(guò)再生重新支配相應(yīng)的靶器官，而成功的神經(jīng)再生依賴于大量巨噬細(xì)胞參與的瓦勒氏變性反應(yīng)過(guò)程。瓦勒氏變性是指由于各種創(chuàng)傷、牽拉、缺血、高低溫、電擊等原因，直接使神經(jīng)纖維受損中斷，周圍神經(jīng)損傷后遠(yuǎn)段發(fā)生的軸突壞死、髓鞘分解消失和神經(jīng)鞘膜增生等一系列蛻變和細(xì)胞吞噬過(guò)程[1]。1850年Waller等[1-4]提出損傷神經(jīng)發(fā)生瓦勒氏變性反應(yīng)以來(lái)，對(duì)于損傷后誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的變化規(guī)律和作用進(jìn)行了大量的研究。在此就周圍神經(jīng)損傷后修復(fù)和再生研究領(lǐng)域中，有關(guān)巨噬細(xì)胞作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 巨噬細(xì)胞的分類

巨噬細(xì)胞作為一種具有可塑性和多能性的細(xì)胞群體，在全身組織的修復(fù)和再生中均發(fā)揮了重要作用[5-7]。目前，根據(jù)巨噬細(xì)胞活化狀態(tài)和發(fā)揮功能的不同，可將巨噬細(xì)胞大致分為M1型即經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞 （Classically activated macrophages）和M2型即替代性活化的巨噬細(xì)胞（Alternatively activated macrophages）[8-10]。M1型巨噬細(xì)胞由損傷所誘發(fā)的內(nèi)源性免疫信號(hào)激活（如輔助性T細(xì)胞亞群Th1分泌的細(xì)胞因子IFN-γ等），M1型巨噬細(xì)胞可以產(chǎn)生大量的氧化反應(yīng)代謝產(chǎn)物和促炎癥反應(yīng)因子等。因此，M1型巨噬細(xì)胞具有促進(jìn)炎癥反應(yīng)的功能[11]。M2型巨噬細(xì)胞主要由輔助性T細(xì)胞亞群Th2分泌的細(xì)胞因子IL-4、IL-10和IL-13等激活，通過(guò)產(chǎn)生大量抗炎癥反應(yīng)因子等，促進(jìn)新生血管的形成、細(xì)胞交替以及再生微環(huán)境的重建，從而促進(jìn)受損組織的修復(fù)和再生。因此，M2型巨噬細(xì)胞能夠削弱M1型細(xì)胞極化所帶來(lái)的高炎癥反應(yīng)狀態(tài)。深入研究M2型巨噬細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，可將其進(jìn)一步分為三個(gè)亞型，即M2a、M2b和M2c型，M2a和M2c型巨噬細(xì)胞能夠增強(qiáng)組織修復(fù)和促進(jìn)細(xì)胞間親和能力，而M2b型巨噬細(xì)胞擁有抗炎癥反應(yīng)巨噬細(xì)胞和促炎癥反應(yīng)巨噬細(xì)胞的一些特征性調(diào)控功能[12-13]。

2 巨噬細(xì)胞參與神經(jīng)組織損傷后的修復(fù)過(guò)程

2.1 巨噬細(xì)胞的激活與募集

周圍神經(jīng)損傷后，由于損傷的遠(yuǎn)心段神經(jīng)軸突發(fā)生變性，大量的髓鞘發(fā)生崩解，而變性崩解的髓鞘碎片會(huì)抑制近心段神經(jīng)軸突的再生[14-15]，所以快速有效地清除髓鞘碎片意義重大，而巨噬細(xì)胞在此過(guò)程中發(fā)揮了巨大的作用。當(dāng)神經(jīng)組織損傷后，大量血源性巨噬細(xì)胞被激活，并募集到損傷部位，協(xié)同局部?jī)?nèi)源性巨噬細(xì)胞共同發(fā)揮作用。Ramaglia等[16-17]研究發(fā)現(xiàn)，瓦勒氏變性中有效地髓鞘清除有賴于大量外源性巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，血清成分（例如增加血-神經(jīng)屏障的通透性）以及局部各種需要被移除且易被吞噬的碎片成分產(chǎn)物都會(huì)促進(jìn)巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)。在消耗體內(nèi)各種誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的成分之后會(huì)發(fā)生3種現(xiàn)象：①巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減少；②周圍神經(jīng)損傷后清理髓鞘的能力減弱；③周圍神經(jīng)損傷后軸突再生延遲。因此，在瓦勒氏變性中，除了血-神經(jīng)屏障的破壞，損傷局部髓鞘和軸突碎片成分也對(duì)吸引巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)并激活其吞噬作用有著重要意義。Coleman等[3]通過(guò)一種Wlds突變小鼠（體內(nèi)神經(jīng)軸突變性時(shí)間明顯延遲，但髓鞘崩解速度正常）觀察到，體內(nèi)的巨噬細(xì)胞募集、髓鞘變性以及殘余髓鞘碎片的清除均被延遲，因而認(rèn)為遠(yuǎn)心段神經(jīng)組織殘株內(nèi)活化的巨噬細(xì)胞會(huì)通過(guò)誘發(fā)進(jìn)一步的炎癥反應(yīng)來(lái)促進(jìn)炎性因子的分泌。近年來(lái)的研究表明，受損軸突表達(dá)的鈣蛋白酶、Toll樣受體，以及細(xì)胞內(nèi)普遍存在的活化劑NF-kb、c-Jun都可能參與了損傷依賴性巨噬細(xì)胞的激活過(guò)程。Goethals等[18]觀察到，損傷后許旺細(xì)胞內(nèi)最敏感的TLR受體亞型TLR1大量表達(dá)。體外實(shí)驗(yàn)研究表明，神經(jīng)元壞死后的碎片和死亡的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)成分都會(huì)通過(guò)TLRs刺激損傷神經(jīng)組織內(nèi)許旺細(xì)胞。這種激活許旺細(xì)胞的作用促進(jìn)了重要炎性介質(zhì)的表達(dá)，例如TNF-a、iNOS、IL-1b 和 MCP-1（CCL-2）等，最終促進(jìn)了巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)和神經(jīng)軸突再生[19-20]。

2.2 巨噬細(xì)胞的作用

神經(jīng)損傷后第3天，大量血源性巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)到神經(jīng)外膜，第5～7天浸潤(rùn)至神經(jīng)內(nèi)膜內(nèi)，隨后快速浸潤(rùn)整個(gè)神經(jīng)損傷的遠(yuǎn)心段殘株，并且在第14天達(dá)到峰值[21-22]。募集的巨噬細(xì)胞高效地清除了含有大量抑制軸突生長(zhǎng)的物質(zhì)，除了清除破碎的軸突和髓磷脂之外，還參與合成促許旺細(xì)胞和成纖維細(xì)胞增殖有絲分裂因子，并通過(guò)IL-1b誘導(dǎo)NGF的合成[23]，從而有效地促進(jìn)了神經(jīng)再生。Nadeau等[24]的研究表明，損傷后誘導(dǎo)的IL-1b、TNF-a釋放與坐骨神經(jīng)遠(yuǎn)端殘株局部中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、急性炎性巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)損傷有著密切關(guān)系。缺乏相應(yīng)受體IL-1R1和TNFR1的小鼠中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)減少，并且由炎癥反應(yīng)造成的痛覺(jué)過(guò)敏也相應(yīng)減弱。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)抗體消耗中性粒細(xì)胞，在減輕損傷所導(dǎo)致的神經(jīng)痛覺(jué)過(guò)敏的同時(shí)并沒(méi)有影響神經(jīng)的修復(fù)進(jìn)程，提示巨噬細(xì)胞是周圍神經(jīng)軸突損傷后再生中最重要的浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞。

有研究指出，單核細(xì)胞MCP-1和MIP-1a在巨噬細(xì)胞的募集中起到了重要的作用[25-28]。TNF-α和IL-1β誘導(dǎo)MCP-1和MIP-1α在損傷后第一天表達(dá)達(dá)到高峰，保證了在單核細(xì)胞募集中的重要作用。體內(nèi)功能阻斷實(shí)驗(yàn)證實(shí)，通過(guò)完全抑制巨噬細(xì)胞反應(yīng)和髓鞘清理，最終卻產(chǎn)生了顯著的化學(xué)趨化作用，提示損傷神經(jīng)中急性炎性化學(xué)趨化因子MCP-1和MIP-1 α具有重要作用。Omura等[22]研究顯示，在神經(jīng)損傷后2～3 d內(nèi)，固有神經(jīng)內(nèi)源性巨噬細(xì)胞發(fā)生活化、增殖、表達(dá)ED-1抗原，并發(fā)揮吞噬髓鞘碎片的作用，但是血源性巨噬細(xì)胞在損傷5～7 d后到達(dá)損傷點(diǎn)神經(jīng)內(nèi)膜區(qū)域，并從該區(qū)域流入到遠(yuǎn)端神經(jīng)片段中。Cámara等[29]研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞不僅發(fā)揮清理髓鞘和軸突碎片的作用，同時(shí)也發(fā)揮了以下三方面的作用：①促進(jìn)許旺細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的增殖；②釋放神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子；③表達(dá)和釋放細(xì)胞因子。

2.3 巨噬細(xì)胞的清除

在神經(jīng)損傷后修復(fù)的整個(gè)過(guò)程中，適時(shí)地終止炎性反應(yīng)，并從損傷神經(jīng)遠(yuǎn)端清除掉吞噬性巨噬細(xì)胞，對(duì)于神經(jīng)再生同樣非常重要[30]。 Fry等[31-32]認(rèn)為，Nogo受體（NgRs）在啟動(dòng)神經(jīng)再生后巨噬細(xì)胞由成髓鞘化許旺細(xì)胞基底膜移除過(guò)程中具有重要作用。研究證實(shí)了NgR表達(dá)于損傷神經(jīng)內(nèi)的巨噬細(xì)胞，并且調(diào)控了巨噬細(xì)胞在遠(yuǎn)端神經(jīng)片段中的遷移和清除。損傷后第7天，主要的吞噬階段幾乎完成，巨噬細(xì)胞已經(jīng)開始大量表達(dá)NgR-1和NgR-2，并通過(guò)相應(yīng)的配體MAG和OMgp，在再生神經(jīng)長(zhǎng)出新軸突時(shí)啟動(dòng)遷移。同時(shí)，與損傷后第14天再生成髓鞘神經(jīng)片段中的巨噬細(xì)胞數(shù)量相比，在結(jié)扎或者軸突不能再生性橫斷損傷神經(jīng)遠(yuǎn)端殘株內(nèi)剩余了更多的巨噬細(xì)胞。NgRs和相關(guān)配體的相互作用，以及Rho通路的活化，均參與了巨噬細(xì)胞清除。該研究闡述了從再生神經(jīng)中清除巨噬細(xì)胞的過(guò)程，這也是神經(jīng)成功修復(fù)的關(guān)鍵步驟之一。然而，關(guān)于吞噬性巨噬細(xì)胞遷移回血液的機(jī)制目前仍不清楚，有待于進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究加以闡明。

3 展望

在瓦勒氏變性反應(yīng)中，被激活的內(nèi)源性巨噬細(xì)胞和大量浸潤(rùn)損傷神經(jīng)內(nèi)的外源性巨噬細(xì)胞共同發(fā)揮了促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)的作用，并最終離開神經(jīng)組織。在此過(guò)程中，參與瓦勒氏變性反應(yīng)的大量巨噬細(xì)胞不僅吞噬局部代謝產(chǎn)物和碎片，并且分泌大量的細(xì)胞因子和化學(xué)因子，為新生軸突提供了適宜的再生微環(huán)境。復(fù)雜而又緊密的非神經(jīng)細(xì)胞建立的適合神經(jīng)生長(zhǎng)的微環(huán)境，有效地促進(jìn)了軸突再生和功能修復(fù)。然而，軸突再生和功能恢復(fù)的效果不僅取決于損傷的類型、程度和損傷部位，同時(shí)也取決于損傷后修復(fù)時(shí)間的長(zhǎng)短，提示神經(jīng)損傷遠(yuǎn)心段的微環(huán)境支持神經(jīng)元再生和軸突生長(zhǎng)的能力是隨著時(shí)間延續(xù)而逐漸減弱的。即使是在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中，從多角度上合理調(diào)整細(xì)胞、分子以及信號(hào)通路等因素共同構(gòu)成促進(jìn)神經(jīng)成功再生也只是短暫的過(guò)程。

因此，目前仍需要通過(guò)大量研究，來(lái)深入了解瓦勒氏變性和軸突再生中存在的各種互相作用的關(guān)系，為更好地治療慢性周圍神經(jīng)損傷，以及損傷引發(fā)的慢性神經(jīng)疼痛起到重要的指導(dǎo)作用。

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