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巨噬細(xì)胞極化在自身免疫病中的研究進(jìn)展*

2023-12-27 04:05:24浦婷王曉明張愛軍
中國(guó)醫(yī)學(xué)工程 2023年11期
關(guān)鍵詞:抗炎極化細(xì)胞因子

浦婷,王曉明,張愛軍

(山東大學(xué)齊魯醫(yī)院 兒科,山東 濟(jì)南 250012 )

巨噬細(xì)胞存在于全身各組織器官,除了作為吞噬細(xì)胞清除人體中的病原體和細(xì)胞碎片外,還發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能,參與機(jī)體的炎癥的啟動(dòng)和消退。巨噬細(xì)胞具有顯著的異質(zhì)性,根據(jù)所處微環(huán)境的不同分化為M1 型和M2 型,巨噬細(xì)胞表型的異質(zhì)性也被稱為極化。巨噬細(xì)胞極化失衡參與了各種自身免疫病的發(fā)病過程,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘和免疫性血小板減少癥等,目前已有大量的研究證明,巨噬細(xì)胞極化可以受到多種細(xì)胞因子或轉(zhuǎn)錄因子的可逆調(diào)控,這為體內(nèi)重塑巨噬細(xì)胞極化,阻止疾病的發(fā)生發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。因此,糾正巨噬細(xì)胞極化失衡被認(rèn)為是一種新的治療策略,本文將對(duì)巨噬細(xì)胞極化的特點(diǎn)、機(jī)制以及在自身免疫性疾病中的研究進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

1 巨噬細(xì)胞的特征及表型

巨噬細(xì)胞是具有多種功能的免疫細(xì)胞,大多數(shù)起源于骨髓干細(xì)胞,由單核細(xì)胞在巨噬細(xì)胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor,M-CSF)的誘導(dǎo)下分化而來(lái)[1]。巨噬細(xì)胞具有高度可塑性,根據(jù)對(duì)微環(huán)境刺激反應(yīng)的不同可分化為不同的細(xì)胞表型,即M1 型和M2 型。M1 型巨噬細(xì)胞是經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞,在Th1 型細(xì)胞因子如干擾素-γ(interferon-γ,INF-γ)、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)等的刺激下,通過激活Toll樣受體(Toll-like receptors,TLR)和IFN-γ 信號(hào)通路活化[2],活化后的M1 型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量的炎性細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1、IL-6、IL-12 和TNF-α 等,參與機(jī)體內(nèi)的急性炎性反應(yīng),同時(shí)高表達(dá)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和活性氧(reactive oxygen species,ROS),誘發(fā)Th1型免疫應(yīng)答發(fā)揮殺傷病原菌和抗腫瘤作用,但M1型巨噬細(xì)胞過強(qiáng)的促炎作用也會(huì)對(duì)機(jī)體正常組織造成不同程度的炎癥損傷。M2 型巨噬細(xì)胞是交替活化的巨噬細(xì)胞,可被Th2 型細(xì)胞因子(IL-4、IL-13)、抗炎分子IL-10 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)等刺激活化,活化后的M2 型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子、清道夫受體及甘露糖受體(CD206)參與炎癥消退過程并發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能[3]。根據(jù)接收到刺激的不同,M2 型巨噬細(xì)胞進(jìn)一步可分為四種亞型,即M2a、M2b、M2c 和M2d,每個(gè)亞群都有其特異的功能、誘導(dǎo)物及標(biāo)志物[4]。M2a 又稱創(chuàng)傷愈合巨噬細(xì)胞,由IL-4 或IL-13 激活,高表達(dá)甘露糖受體(CD206)、IL-1 受體(IL-1R)和趨化因子CCL17,分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor-α,TGF-α)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin like growth factor,IGF)及促纖維化因子,具有促進(jìn)傷口愈合及清除凋亡細(xì)胞的作用[5]。M2b 也稱調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞,由免疫復(fù)合物和TLR 受體激活,高表達(dá)IL-10,低表達(dá)IL-12,發(fā)揮抗炎功能[6]。M2a 和M2b 型巨噬細(xì)胞均具有免疫調(diào)節(jié)功能,可參與Th2 型細(xì)胞免疫反應(yīng)。M2c 又稱獲得性失活巨噬細(xì)胞,由糖皮質(zhì)激素和IL-10 通過調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄、激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)激活,高表達(dá)CD163、IL-10、TGF-β、MerTK,抑制促炎因子及促炎介質(zhì)的產(chǎn)生,具有抗炎和修復(fù)作用[7]。M2d又稱為腫瘤相關(guān)性巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages,TAMs),由TLR 和腺苷受體激動(dòng)劑協(xié)同誘導(dǎo)激活,產(chǎn)生大量的IL-10、TGF-β 和少量的IL-12、TNF-α 和IL-1β,構(gòu)成腫瘤組織中的主要炎癥成分,同時(shí)分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)促進(jìn)血管生成,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和遷移[3]。M1 型和M2 型巨噬細(xì)胞表面分子標(biāo)記物差異顯著,功能相互拮抗,正常情況下,M1 型和M2 型巨噬細(xì)胞維持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,M1/M2 極化狀態(tài)失衡可打破淋巴細(xì)胞亞群分化平衡或改變其耐受性清除功能,參與自身免疫病的發(fā)生發(fā)展。

2 巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控

巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制復(fù)雜,主要涉及信號(hào)分子及通路、轉(zhuǎn)錄因子、表觀遺傳學(xué)、免疫代謝等多方面。越來(lái)越多的研究表明,M1/M2 巨噬細(xì)胞極化的改變可能是調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的關(guān)鍵,主要是通過促進(jìn)M2 型巨噬細(xì)胞極化和抑制M1 型巨噬細(xì)胞極化。因此,了解巨噬細(xì)胞極化調(diào)控有助于闡明自身免疫病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制,并為自身免疫病的治療提供新的方向。

2.1 信號(hào)分子及通路

2.1.1 PI3K/Akt 信號(hào)通路 磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)催化第二信使磷脂酰肌醇3,4,5-三羧酸肌醇(PIP3)的生成,從而激活多個(gè)下游激酶。PI3K/Akt 信號(hào)通路在巨噬細(xì)胞激活中起著重要作用,并且被認(rèn)為是巨噬細(xì)胞中TLR 和NF-κB 信號(hào)傳導(dǎo)的負(fù)調(diào)節(jié)因子。核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)是PI3K/Akt 信號(hào)通路中的關(guān)鍵信號(hào)因子,抑制PI3K 信號(hào)可增強(qiáng)NF-κB 的激活,誘導(dǎo)iNOS表達(dá),促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 極化[8]。Akt 是PI3K經(jīng)典的下游信號(hào)分子,Toll 樣受體4(TLR4)通過BCAP 調(diào)節(jié)蛋白激活PI3K,激活的PI3K 產(chǎn)生PIP3,進(jìn)一步活化蛋白酶Akt,從而促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 極化,TGF-β、IL-10 和BMP-7 等信號(hào)也可通過PI3K/Akt 信號(hào)通路促進(jìn)M2 極化。Akt 有3 個(gè)亞型,即Akt1、Akt2、Akt3,敲除Akt1 基因(Akt1-/-)可以上調(diào)iNOS、TNF-α 和IL-6 的表達(dá),促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 極化,在小鼠巨噬細(xì)胞中,Akt1 激酶通過誘導(dǎo)miR-155 和抑制C/EBPβ 來(lái)促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 極化。而敲除Akt2 基因(Akt2-/-)可以上調(diào)Arg1、Ym1、Fizzl 和IL-10 的表達(dá),促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 極化[9]。

2.1.2 JAK/STAT 信號(hào)通路 JAKS 和STATS 家族成員分別包括JAK1-3、TYK2 和轉(zhuǎn)錄因子STAT1-4、STAT5a、STAT5b 及STAT6 等。STAT 可以被JAK磷酸化,磷酸化的STAT(p-STAT)可以轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi),作為調(diào)控巨噬細(xì)胞M1/M2 極化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控下游基因表達(dá)[10]。IFN-γ 和LPS 誘導(dǎo)的TLR4 激活均能通過JAK-STAT 信號(hào)通路使STAT1 磷酸化,增加促炎因子的表達(dá)及分泌,進(jìn)而促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 型極化[11]。而IFN-α/β 則抑制STAT1 的磷酸化,抑制巨噬細(xì)胞向M1 型極化。細(xì)胞因子信號(hào)抑制物1(suppressor of cytokine signaling 1,SOCS1)是STAT1 途徑的內(nèi)源性抑制劑,通過其KIR 和SH2 結(jié)構(gòu)域啟動(dòng)JAK/STAT 信號(hào)通路,促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 型極化,而SOCS3作為STAT3 的負(fù)調(diào)節(jié)因子,其表達(dá)上調(diào)可抑制巨噬細(xì)胞向M2 型極化[12]。IL-4 或IL-13 使STAT6磷酸化,磷酸化的STAT6(p-STAT6)可直接與Krüppel 樣因子(Krüppel-like factor,KLF)-4、PPAR-γ 結(jié)合,啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄,促使巨噬細(xì)胞向M2 型極化。

2.1.3 Notch 信號(hào)通路 Notch 受體包括Notch1、Notch2、Notch3、Notch4,Notch 配體家族包括5個(gè)成 員,即Jagged1、Jagged2、DLL1、DLL3 和DLL4。目前認(rèn)為Notch 信號(hào)參與巨噬細(xì)胞極化,Notch 信號(hào)包括Notch 受體胞內(nèi)段(NICD)、轉(zhuǎn)錄因子RBP-J 和IRF8 的激活,可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1 型極化,促炎細(xì)胞因子表達(dá)增加,促進(jìn)炎癥反應(yīng),而阻斷Notch 信號(hào)可增加抗炎因子的表達(dá),誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2 極化,抑制炎癥反應(yīng)[13]。信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白α(signal regulatory protein α,SIRPα)通過細(xì)胞內(nèi)的SHP-1 信號(hào)通路與CD47 相互作用,促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 型極化,而Notch 信號(hào)通路可通過Hes 家族共抑制因子去抑制SIRPα 的表達(dá)進(jìn)而抑制巨噬細(xì)胞向M2 型極化,促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1型極化[14]。巨噬細(xì)胞在感染副結(jié)核分枝桿菌(mycobacterium aviumsubsp.paratuberculosis,MAP)后,細(xì)胞內(nèi)Notch-1 信號(hào)被激活,并影響下游的IL-6,促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 型極化,促進(jìn)炎性反應(yīng),而通過阻斷Notch 信號(hào)可以將巨噬細(xì)胞由M1型極化為M2 型,逆轉(zhuǎn)M1/M2 比率,減輕炎性反應(yīng)[15]。miR-148a-3p 激活Notch 信號(hào)通路促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 極化,同時(shí)抑制巨噬細(xì)胞向M2 極化[16]。研究報(bào)道,類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)中的滑膜組織可促進(jìn)Notch 活化骨髓源性巨噬細(xì)胞,導(dǎo)致其向M1 極化,而Notch 抑制劑毒胡蘿卜素(thapsigargin)可抑制TNF 誘導(dǎo)的M1 型巨噬細(xì)胞極化,促進(jìn)M2 型巨噬細(xì)胞極化[17]。

2.1.4 JNK 信號(hào)通路 JNK 信號(hào)通路是MAPKs 通路的重要分支,JNK 家族包括三種不同的亞型,即JNK1、JNK2 和JNK3。JNK 信號(hào)能夠被許多內(nèi)源性和外源性刺激活化,促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生,并通過胰島素抵抗在肥胖的代謝反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在IL-4 激活的巨噬細(xì)胞中,清道夫受體1(MSR1)通過K63 泛素化激活JNK 信號(hào)通路,從而促進(jìn)巨噬細(xì)胞表型從抗炎轉(zhuǎn)變?yōu)榇傺谞顟B(tài),即M2 型巨噬細(xì)胞極化為M1 型巨噬細(xì)胞,而這種作用在MSR1 缺失或者JNK 信號(hào)抑制后消除[18]。肥胖誘導(dǎo)JNK 活化后,巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)到脂肪組織,促炎細(xì)胞因子表達(dá)增加,巨噬細(xì)胞向M1 型極化,MLK3 是一種絲裂原活化蛋白激酶激酶(MAP3K),其缺乏可減弱棕櫚酸酯或肥胖誘導(dǎo)的JNK 激活和M1 極化。1-磷酸鞘氨醇(S1P)激活ERK 而抑制p38MAPK 和JNK,誘導(dǎo)IL-4 的分泌及其信號(hào)傳導(dǎo),促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 型極化[19]。

2.2 免疫代謝途徑

研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞代謝控制著巨噬細(xì)胞的功能。M1 型巨噬細(xì)胞的極化主要依賴于有氧糖酵解,而M2 型巨噬細(xì)胞的極化則主要受到增強(qiáng)的脂肪酸氧化(fatty acid oxidation,FAO)和氧化磷酸化的影響[20]。M1 型巨噬細(xì)胞依賴有氧糖酵解產(chǎn)生的ATP,增加了葡萄糖和谷氨酰胺的消耗,也相應(yīng)的抑制氧化代謝。對(duì)比M2 型巨噬細(xì)胞,M1 型巨噬細(xì)胞有一個(gè)特征性的三羧酸(TCA)循環(huán)的斷點(diǎn),導(dǎo)致檸檬酸和琥珀酸的積累,積累的檸檬酸是合成巨噬細(xì)胞特異性代謝物衣康酸的前體,衣康酸是干擾素γ/脂多糖極化巨噬細(xì)胞的主要特征。通過降低巨噬細(xì)胞內(nèi)的糖酵解水平,抑制M1 型巨噬細(xì)胞極化相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá),可以達(dá)到減少其向M1 極化的目的[21]。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明,F(xiàn)AO 對(duì)于M2 型巨噬細(xì)胞極化來(lái)說不可或缺,通過使用細(xì)胞內(nèi)線粒體FAO 的限速酶阻斷巨噬細(xì)胞內(nèi)FAO,可以抑制IL-4誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞向M2 極化,耗竭細(xì)胞內(nèi)的CoA 可以抑制IL-4 誘導(dǎo)的M2 型巨噬細(xì)胞極化[22]。谷氨酰胺水解產(chǎn)生α-酮戊二酸(α-ketoglutarate,α-KG)通過參與FAO,也可對(duì)M2 型巨噬細(xì)胞極化產(chǎn)生影響,同時(shí)導(dǎo)致M2 型巨噬細(xì)胞基因表觀遺傳重排。活化PPARα 促進(jìn)脂肪酸β 氧化可增加M2 型巨噬細(xì)胞的活化,從而減少炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)。因此,可通過增強(qiáng)巨噬細(xì)胞內(nèi)FAO 的過程,增加巨噬細(xì)胞向M2 表型的極化。

2.3 微小RNA 調(diào)控

MicroRNAs(miRNAs)是一種小的單鏈、進(jìn)化保守的非編碼RNA 分子。miRNA 通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子及下游因子的表達(dá)影響巨噬細(xì)胞極化。其中目前報(bào)道的miRNA-130、miRNA-146、miRNA-155、miRNA-125、miRNA-let-7a/f 和miRNA-378 等與M1型巨噬細(xì)胞極化相關(guān),miRNA-21、miRNA-124、miRNA-223、miRNA-223、miRNA-9、miRNA-let-7c/e、miRNA-93、miRNA-146、miRNA-147、miRNA-187 等與M2 型巨噬細(xì)胞極化相關(guān)[3]。過氧化物酶體增殖物激活受體、干擾素調(diào)節(jié)因子、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子、缺氧誘導(dǎo)因子、核因子受體、干擾素調(diào)節(jié)因子和KLF 等都受miRNA 調(diào)控,進(jìn)而影響相關(guān)基因的表達(dá),決定巨噬細(xì)胞的極化。

3 巨噬細(xì)胞極化在自身免疫性疾病中的研究進(jìn)展

M1/M2 巨噬細(xì)胞失衡在多種自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、糖尿病和肥胖、哮喘及免疫性血小板減少癥等,具體闡述如下。

3.1 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎

RA 是一種主要影響滑膜、軟骨和骨的慢性炎癥性自身免疫性疾病,其滑膜組織受到各種炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn),導(dǎo)致關(guān)節(jié)損傷,巨噬細(xì)胞是滑膜組織中數(shù)量最多的炎癥細(xì)胞。在RA 中,大量的缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF)-1α 及活性氧形成一個(gè)特定的炎性環(huán)境,促使巨噬細(xì)胞向M1 極化。而M1 型巨噬細(xì)胞通過產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1β 和IL-6)、化學(xué)誘導(dǎo)因子(CCL2和IL-8)和金屬蛋白酶(MMP-3 和MMP-12)促進(jìn)炎癥反應(yīng),直接或間接的導(dǎo)致軟骨和骨骼破壞[23]。相反,M2 型巨噬細(xì)胞通過分泌抗炎細(xì)胞因子來(lái)減輕炎癥,抑制RA 的進(jìn)展。研究表明,與RA 患者相比,健康人群滑膜組織中M1 型巨噬細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物水平降低,并且具有M2 型巨噬細(xì)胞的表型特征[23]。M1 型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子和M2型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的抗炎細(xì)胞因子之間的不平衡是RA 進(jìn)展的一個(gè)特征,M1/M2 比值升高會(huì)創(chuàng)造一個(gè)促炎環(huán)境,導(dǎo)致體外破骨細(xì)胞增加,進(jìn)而形成骨和軟骨的炎癥和基質(zhì)破壞。通過直接促進(jìn)M1 型巨噬細(xì)胞凋亡或者誘導(dǎo)其向M2 型巨噬細(xì)胞極化可能有助于恢復(fù)滑膜穩(wěn)態(tài),改善RA 病理狀態(tài),成為新的的RA 治療方法。目前已有研究發(fā)現(xiàn)納米材料AgNPs 可協(xié)同誘導(dǎo)M1 型巨噬細(xì)胞凋亡和巨噬細(xì)胞由M1 向M2 型的重新極化減輕RA 中的炎性反應(yīng)[24]。

3.2 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systematic lupus erythematosis,SLE)

SLE 是一種累及多個(gè)系統(tǒng),以慢性炎癥和組織損傷為特點(diǎn)的自身免疫性疾病。巨噬細(xì)胞在SLE 的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用,它不僅作為抗原提呈細(xì)胞將自身抗原提呈給T 細(xì)胞,激活體液免疫產(chǎn)生自身抗體,還可以產(chǎn)生促炎因子(TNF-α、GM-CSF 和IFN-γ),促進(jìn)SLE 的發(fā)生發(fā)展。SLE 患者血清中M1 型巨噬細(xì)胞上的標(biāo)志物表達(dá)升高,M2 型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物CD163 表達(dá)降低[25]。巨噬細(xì)胞中的M2a 和M2c 亞群可以抑制SLE 的發(fā)生,因此M1 和M2 比例失衡可能是導(dǎo)致SLE 嚴(yán)重炎癥的原因。M1 型巨噬細(xì)胞在狼瘡小鼠中可加重炎性反應(yīng),損害其修復(fù)功能,促進(jìn)SLE 患者狼瘡性腎炎(lupus nephritis,LN)的發(fā)生,而M2 型巨噬細(xì)胞可改善LN 的發(fā)生發(fā)展[26]。在SLE 患者中,巨噬細(xì)胞對(duì)凋亡細(xì)胞內(nèi)自身抗原的吞噬功能降低可能與持續(xù)的炎癥有關(guān),而M2 型巨噬細(xì)胞在細(xì)胞凋亡的早期階段即可以抗炎的方式去吞噬凋亡細(xì)胞,減輕炎癥反應(yīng)。彌漫性肺泡出血(diffuse alveolar hemorrhage,DAH)是發(fā)生在SLE 活動(dòng)期的一種罕見但致命的并發(fā)癥,DAH 小鼠肺泡巨噬細(xì)胞主要表達(dá)M1 型炎性因子,包括高水平的iNOS、IL-6、TNFα 和IL-1β,用人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞處理后,促炎因子表達(dá)降低,M2 型巨噬細(xì)胞比例升高[27]。綜上,M1/M2 巨噬細(xì)胞比例失衡在SLE 發(fā)病機(jī)制中起重要作用,逆轉(zhuǎn)已經(jīng)存在的巨噬細(xì)胞極化失衡,有可能是治療SLE 的新靶點(diǎn)。

3.3 Ⅱ型糖尿病和肥胖

Ⅱ型糖尿病是一種具有代謝性和炎癥性雙重病因的疾病。胰島素抵抗是大多數(shù)Ⅱ型糖尿病患者的特征性病理生理缺陷,而肥胖是胰島素抵抗最常見的原因。在正常的脂肪組織中由于嗜酸粒細(xì)胞分泌大量IL-4,脂肪巨噬細(xì)胞(adipose tissue macrophage,ATM)主要表現(xiàn)為M2 型。隨著肥胖的發(fā)生,機(jī)體處于一種慢性、低度炎癥狀態(tài),M1型巨噬細(xì)胞逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位,引發(fā)慢性炎癥和胰島素抵抗。在瘦型動(dòng)物脂肪組織中,巨噬細(xì)胞通常高表達(dá)M2 樣標(biāo)志物并產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子(IL-10、IL-1Ra)發(fā)揮抗炎作用,同時(shí)增強(qiáng)機(jī)體胰島素敏感性;而在肥胖動(dòng)物脂肪組織中,M1 型巨噬細(xì)胞比例上調(diào),表達(dá)M1 樣標(biāo)志物,分泌并積累促炎因子(IL-6、IL-1β、iNOS 和TNF-α)通過多種通路以促進(jìn)胰島素抵抗[28]。用高脂肪飲食喂養(yǎng)小鼠后,ATMs 可從抗炎的M2 型巨噬細(xì)胞極化為促炎的M1 型巨噬細(xì)胞[29]。在肥胖小鼠慢性減肥過程中,脂肪組織中M2 型巨噬細(xì)胞增多,減輕炎癥和增強(qiáng)胰島素敏感性[30]。通過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以促進(jìn)M2 型巨噬細(xì)胞的極化,從而使肥胖引起的胰島素抵抗得到改善。巨噬細(xì)胞極化在肥胖及Ⅱ型糖尿病的發(fā)病中起到不可或缺的作用,可以通過減少高脂飲食和加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,并采取相應(yīng)措施抑制脂肪組織巨噬細(xì)胞向M1 極化或者促進(jìn)其向M2極化可以為Ⅱ型糖尿病及肥胖患者提供一種新思路。

3.4 哮喘

哮喘是氣道的異質(zhì)性疾病,以氣道高反應(yīng)性、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、可逆性氣流受限和氣道重塑為特征的慢性炎癥性疾病。巨噬細(xì)胞是肺組織最豐富的免疫細(xì)胞,分為肺泡巨噬細(xì)胞(alveolar marcrophage,AM)和肺間質(zhì)巨噬細(xì)胞(interstitial macrophage,IM)。其中AM 存在于肺內(nèi)表面,分為M1 型巨噬細(xì)胞和M2 型巨噬細(xì)胞,其極化調(diào)控失衡參與了哮喘的發(fā)病機(jī)制。M2 型AM 被認(rèn)為是參與哮喘的主要巨噬細(xì)胞,其亞型M2a 主要產(chǎn)生過敏性細(xì)胞因子IL-4 和IL-13 誘導(dǎo)過敏性免疫反應(yīng),而M2c 主要產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子促進(jìn)肺部炎癥消退和組織修復(fù)[31]。正常情況下肺泡巨噬細(xì)胞有利于恢復(fù)肺組織微環(huán)境平衡并促進(jìn)組織修復(fù),然而當(dāng)其過度向M2 型極化時(shí)將增加肺內(nèi)炎癥細(xì)胞的聚集、粘液分泌進(jìn)增多而導(dǎo)致氣道高反應(yīng)性[32]。將M2 型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)移到真菌誘導(dǎo)的哮喘小鼠的肺組織后,炎癥反應(yīng)增強(qiáng),加速了哮喘的病理進(jìn)程[33]。哮喘患者肺組織中M2 型巨噬細(xì)胞數(shù)量增加,且與哮喘的嚴(yán)重程度相關(guān)。目前僅知道哮喘嚴(yán)重程度與M2 型巨噬細(xì)胞數(shù)量之間存在相關(guān)性,但尚不清楚M2 型巨噬細(xì)胞是否積極促進(jìn)了疾病的進(jìn)展。M1 型巨噬細(xì)胞通過吞噬作用在清除細(xì)胞內(nèi)病原體、誘導(dǎo)T 細(xì)胞和B 細(xì)胞活化中發(fā)揮重要作用,M1 巨噬細(xì)胞可以預(yù)防哮喘的誘發(fā),但在確定的疾病中會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的皮質(zhì)類固醇耐藥性哮喘。肺巨噬細(xì)胞的兩種亞型在哮喘中發(fā)揮了不同作用,通過調(diào)節(jié)其極化過程對(duì)治療哮喘具有潛在的價(jià)值。

4 巨噬細(xì)胞極化在免疫性血小板減少癥中的進(jìn)展

免疫性血小板減少癥(immune thrombocytopenia,ITP)是一種常見的自身抗體介導(dǎo)的免疫性出血性疾病,其發(fā)病機(jī)制的核心是自身抗體致敏的血小板被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中的單核/巨噬細(xì)胞吞噬[34],如自身產(chǎn)生的抗GPⅡb/Ⅲa 抗體的Fab 段與血小板結(jié)合,并通過Fc 段結(jié)合于脾臟巨噬細(xì)胞表面,最終引起血小板被巨噬細(xì)胞吞噬和清除。巨噬細(xì)胞在ITP 中既可以作為效應(yīng)細(xì)胞吞噬血小板,也可以作為抗原呈遞細(xì)胞,刺激適應(yīng)性免疫反應(yīng),觸發(fā)和維持致病性抗血小板自身抗體反應(yīng)[35]。巨噬細(xì)胞極化異常與自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),研究表明巨噬細(xì)胞極化失衡在ITP 中發(fā)揮重要作用。TNF-α、IL-6、IL-1 等促炎細(xì)胞因子在ITP 患者中的表達(dá)增加,導(dǎo)致M1/M2 比例的失衡[36]。在被動(dòng)和主動(dòng)ITP 小鼠模型中,抗TNF-α治療減少了M1 型巨噬細(xì)胞的數(shù)量,改善了血小板在脾臟和肝臟中的滯留,并增加了ITP 小鼠的血小板水平[37]。ITP 患者中可觀察到巨噬細(xì)胞向M1型過度極化的現(xiàn)象,而大劑量地塞米松或全反式維甲酸可以部分糾正ITP 患者體內(nèi)的巨噬細(xì)胞極化異常,并誘導(dǎo)其向M2 極化[36]??谷丝贵wBJ18通過靶向CD44 糾正ITP 患者中異常的M1 型巨噬細(xì)胞極化,有效地減少了血小板破壞[38]。艾曲波帕可通過降低二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(DMT1)的表達(dá)來(lái)降低M1 型標(biāo)志物的表達(dá)水平,進(jìn)而減少促炎細(xì)胞因子的釋放,并抑制鐵的攝取,促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 型極化[39];沉默miR-155-5p 可以促進(jìn)PD1/PDL1 通路介導(dǎo)的M2 型巨噬細(xì)胞極化,并通過上調(diào)SOCS1 來(lái)抑制ITP 的進(jìn)展[40]。綜上,ITP中存在巨噬細(xì)胞的極化失衡的現(xiàn)象,通過糾正巨噬細(xì)胞的極化異常有望成為ITP 的治療策略。

5 小結(jié)與展望

巨噬細(xì)胞極化與多種自身免疫病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),M1 型巨噬細(xì)胞過度極化可促進(jìn)疾病進(jìn)展,而通過抑制M1 型巨噬細(xì)胞極化或者促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞極化可以改善疾病的發(fā)展并增強(qiáng)機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)。巨噬細(xì)胞的M1 和M2 表型是極化的兩個(gè)極端,在大部分病理過程中,巨噬細(xì)胞極化處于動(dòng)態(tài)的變化過程中,目前關(guān)于巨噬細(xì)胞極化在ITP 的作用機(jī)制研究較少,未來(lái)還有很多方面可以做進(jìn)一步更深入的研究,如巨噬細(xì)胞在ITP的各個(gè)階段極化的特點(diǎn),根據(jù)其特點(diǎn)再深入探索巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制,通過靶向巨噬細(xì)胞本身或其極化調(diào)控機(jī)制是否有助于血小板的回升是關(guān)注的重點(diǎn)。另外,巨噬細(xì)胞極化失衡包括M1 型巨噬細(xì)胞極化減少和M2 型巨噬細(xì)胞極化增多,現(xiàn)仍然不清楚是兩種情況同時(shí)存在,還是僅有其中一種情況參與發(fā)病,因此,明確巨噬細(xì)胞的哪個(gè)表型在ITP 中起主要作用可作為下一步研究的方向,更好地為臨床提供新的治療思路??傊{(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化對(duì)于預(yù)防及治療自身免疫病具有重要的作用。

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