巨噬細(xì)胞極性與動脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展

摘要：當(dāng)前，動脈粥樣硬化（AS）是一種特殊的慢性炎癥疾病的觀點(diǎn)已被普遍認(rèn)可，而巨噬細(xì)胞的極性在其中扮演著關(guān)鍵角色。改變巨噬細(xì)胞的極性，進(jìn)而改變動脈粥樣硬化斑塊的性質(zhì)、縮小斑塊大小，從而發(fā)揮防治動脈粥樣硬化的目的，為臨床藥物治療提供了新的靶點(diǎn)與思路。

關(guān)鍵詞：巨噬細(xì)胞極性；動脈粥樣硬化；M1/M2型巨噬細(xì)胞；可塑性

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是一種由多因素造成的在多年內(nèi)不斷進(jìn)展的終生性疾病。其中，炎癥反應(yīng)與動脈粥樣硬化密切相關(guān)。在炎癥反應(yīng)中，又以巨噬細(xì)胞極性扮演著至關(guān)重要的作用。以往的研究顯示在一些炎癥性疾病當(dāng)中的巨噬細(xì)胞通過經(jīng)典活化的途徑分化成為 M1亞型后，可以促進(jìn)炎癥的發(fā)展；現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)通過替代激活途徑被誘導(dǎo)成為 M2亞型后，則具有抗炎的作用[1]。巨噬細(xì)胞極性與動脈粥樣硬化兩者之間關(guān)系的研究，有助于我們找到新的方法與途徑來防治動脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展。

1巨噬細(xì)胞的來源及分型

動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)的巨噬細(xì)胞來源于循環(huán)中的單核細(xì)胞，各種危險(xiǎn)因素如高膽固醇血癥、高血壓、感染等損傷血管內(nèi)皮，上調(diào)血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）、細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）以及單核細(xì)胞趨化蛋白（MCP）的表達(dá)，增強(qiáng)對血液中的單核細(xì)胞趨化黏附作用，趨化募集并增殖單核細(xì)胞，并在各種因子尤其是巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）的介導(dǎo)下使進(jìn)入管壁的單核細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞。巨噬細(xì)胞可以表達(dá)多種清道夫受體（SRs）包括SR-A、SR-B1、CD36、CD68及磷脂酰絲氨酸，同時(shí)又分泌多種炎癥介質(zhì)，如基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）、組織因子（TF）等，與動脈粥樣硬化密切相關(guān)。

新的研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞具有異質(zhì)性（heterogeneity）[1]。在不同的微環(huán)境條件下，根據(jù)獲得的刺激信號不同，巨噬細(xì)胞可分化成兩種完全不同的表型，表現(xiàn)出不同的極性（polarization）：即經(jīng)典活化型（classically activated，M1型）和替代活化型（alternative activated，M2型）巨噬細(xì)胞。M1型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物包括CD 16/32，MCP-1（單核細(xì)胞趨化蛋白1），白介素-12 （ IL-12）和TNF-α；而M2型巨噬細(xì)胞則為：CD206，CD163，CCL17（趨化因子配體17），CCL18和白介素-10（IL-10）[2-3]。已知M1型巨噬細(xì)胞高表達(dá)CD16/32和誘生型一氧化氮合酶（iNOS），分泌 IL-12、IL-23 等炎性細(xì)胞因子，參與炎癥反應(yīng)及病菌清除；M2型巨噬細(xì)胞高表達(dá)CD206和I型精氨酸酶，分泌炎癥抑制因子IL-10，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)組織損傷修復(fù)。

2巨噬細(xì)胞極性的分化及互相轉(zhuǎn)化

局部微環(huán)境是決定巨噬細(xì)胞發(fā)生類型和功能差異的主要因素[4]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，激活的方式不同，誘導(dǎo)分化形成的巨噬細(xì)胞的類型亦不同。以往的體外研究證實(shí)[5]，單獨(dú)使用干擾素γ（IFN-γ），或IFN-γ聯(lián)合脂多糖（LPS），或IFN-γ聯(lián)合細(xì)胞因子如TNF-α和GM-CSF等可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分化成M1型巨噬細(xì)胞。同樣，IL-4、IL-13、IL-10、TGF-β、過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）激動劑、免疫復(fù)合物、糖皮質(zhì)激素、脂聯(lián)素等可誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞的形成[6-7]。

根據(jù)細(xì)胞膜表面抗原分子的表達(dá)不同，循環(huán)中的單核細(xì)胞可分為炎癥型與定居型單核細(xì)胞。有研究表明，外周血中的單核細(xì)胞在高脂血癥時(shí)增多，且以炎癥型單核細(xì)胞為主[8]。當(dāng)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損時(shí)，循環(huán)中的炎癥型單核細(xì)胞在炎癥因子的招募作用下聚集在一起，黏附于內(nèi)皮、穿過內(nèi)皮細(xì)胞層移行至內(nèi)皮下間隙而成為巨噬細(xì)胞，進(jìn)而形成AS的慢性炎癥。而巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞刺激因子（GM-CSF）被外周血中氧化修飾的LDL誘導(dǎo)表達(dá)，通過相關(guān)信號傳導(dǎo)通路（如NF-κB）促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增多和成熟。伴隨AS的不斷發(fā)展，在不同的病變進(jìn)展?fàn)顟B(tài)下，AS粥樣斑塊病灶內(nèi)不斷增多的巨噬細(xì)胞而選擇性極化成M1或M2型巨噬細(xì)胞。觀察發(fā)現(xiàn)，AS病變部位同時(shí)存在著M1型和M2型巨噬細(xì)胞，在不穩(wěn)定斑塊組織中主要以M1型巨噬細(xì)胞為主， 而穩(wěn)定斑塊中M2型巨噬細(xì)胞的比例卻增加[9]。最近研究顯示，在諸如藥物干預(yù)、高脂飲食等一些特定條件下，AS斑塊中已分化形成的M1型和M2型巨噬細(xì)胞兩者之間可以相互轉(zhuǎn)化[10]，說明巨噬細(xì)胞具有可塑性（plasticity）。在動脈粥樣硬化的逐漸推進(jìn)過程中，由于受到不同的細(xì)胞信號通路和細(xì)胞因子的調(diào)控和影響，M1與M2型巨噬細(xì)胞雙方的比例總處于動態(tài)的變化之中。

3巨噬細(xì)胞極性與動脈粥樣硬化

M1型巨噬細(xì)胞所分泌的炎性細(xì)胞因子（如IL-6）在急性冠脈綜合征時(shí)常有升高，其升高的水平與冠狀動脈疾病的預(yù)后有較大的相關(guān)性。同時(shí)在這類患者中其它炎性標(biāo)志物也升高，并推測M1型巨噬細(xì)胞可能參與它們的分泌，分泌的因子包括IL-2、IL-8、可溶的CD40配體和C反應(yīng)蛋白[11]。M1型巨噬細(xì)胞可通過不斷產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子、蛋白酶、氧自由基、補(bǔ)體成分等來介導(dǎo)血管壁內(nèi)的炎癥反應(yīng)，也可以誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞的遷移和增生來促進(jìn)AS的發(fā)生發(fā)展。同時(shí)，M1型巨噬細(xì)胞形成的活性氧能對低密度脂蛋白產(chǎn)生氧化修飾作用，促進(jìn)動脈粥樣硬化病變的形成。除此以外，需要特別注意的是，M1型巨噬細(xì)胞對易損斑塊穩(wěn)定性的影響呈負(fù)相關(guān)。

M2型巨噬細(xì)胞因能生成抗炎因子，消除Th1介導(dǎo)的炎性反應(yīng)，目前被認(rèn)為有抗AS的作用。Gratchev A 等[12]研究顯示，M2型巨噬細(xì)胞釋放的轉(zhuǎn)化生長因子β可以抑制炎性細(xì)胞趨化，從而具有預(yù)防AS 的作用。另一方面，M2型巨噬細(xì)胞也可通過釋放IL-10 而發(fā)揮免疫抑制的作用。如IL-10 能抑制炎性物質(zhì)如iNOS和環(huán)氧化酶2（COX-2）的產(chǎn)生。再者，M2型巨噬細(xì)胞高效吞噬凋亡細(xì)胞和壞死組織碎片[13]，被認(rèn)為是預(yù)防AS的細(xì)胞。另外，M2型巨噬細(xì)胞在AS的晚期還具有穩(wěn)定斑塊的作用。

現(xiàn)下，關(guān)于巨噬細(xì)胞極性的改變影響動脈粥樣硬化的分子機(jī)制還不十分清楚，其分子決定因素可能與PPAR家族， KLF， IRF， STAT， NF-κB， 以及 HIF家族有關(guān)。另外，表觀遺傳學(xué)（像組蛋白的甲基化與乙?；┑淖兓cmiRNAs可能也參與其中[14]。影響巨噬細(xì)胞極性改變的分子通路啟動因素與TLR家族有很大關(guān)系，尤其是TLR4[15]，可能是啟動的關(guān)鍵信號分子；而其下游的IRF5[16]（干擾素調(diào)控因子5），可能是真正決定巨噬細(xì)胞極性改變的\"分子開關(guān)\"。

綜上所述，巨噬細(xì)胞作為第一個(gè)被認(rèn)為與AS有關(guān)的炎癥細(xì)胞，最新的研究顯示了它也具有可塑性，即表現(xiàn)不同的極性：M1型與M2型，并且兩者之間可相互轉(zhuǎn)化。現(xiàn)在傾向于認(rèn)為M1型（經(jīng)典活化型）為促炎類型，分泌促炎細(xì)胞因子，因而促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展；而M2型（替代活化型）為抗炎類型，能抑制促炎細(xì)胞因子的生成，從而可以延緩動脈粥樣硬化的進(jìn)展。因此，我們通過改變巨噬細(xì)胞的極性而發(fā)揮巨噬細(xì)胞的抗炎效能，進(jìn)而改變血管內(nèi)動脈粥樣斑塊的性質(zhì)與大小，從而發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的目的，為臨床治療策略如使用PPARγ激動劑、甾體類或非甾體類抗炎藥、他汀類藥物等提供了新的靶點(diǎn)與思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]Jason L. Johnson and Andrew C. Newby. Macrophage heterogeneity in atherosclerotic plaques[J]. Curr Opin Lipidol.， 2009，20（5）： .370-378.

[2]Khallou-Laschet J， Varthaman A， Fornasa G， et al. Macrophage plasticity in experimental atherosclerosis[J]. PLoS One. 2010 Jan 25，5（1）：e8852

[3]Charles D. Mills. M1 and M2 Macrophages： Oracles of Health and Disease[J]. Crit Rev Immunol. 2012，32（6）：463-88.

[4]Stout RD， Jiang C， Matta B， et al. Macrophages sequentially change their functional phenotype in response to changes in microenvironmental influences[J] . J Immunol， 2005，175（1）： 342-349.

[5]AnG，Wang H， Tang R， et al. P-selectin glycoprotein ligand-1 is highly expressed on Ly-6Chi monocytes and a major determinant for Ly-6Chi monocyte recruitment to sites of atherosclerosis in mice[J].Circulation，2008，117（25）：3227-3237.

[6]Mantovani A， Garlanda C， Locati M. Macrophage diversity and polarization in atherosclerosisa question of balance[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol，2009，29： 1419-1423.

[7]Lovren F， Pan Y， Quan A， et al. Adiponectin primes human monocytes into alternative anti-inflammatory M2 macrophages [J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol ，2010，299：H656-H663

[8]Swirski FK， Libby P， Aikawa E， et al. Ly-6Chi monocytes dominate hypercholesterolemia-associated monocytosis and give rise to macrophages in atheromata[J].J Clin Invest，2007，117（1）：195-205.

[9]Woollard KJ， Geissmann F. Monocytes in atherosclerosis：subsets and functions[J].Nat Rev Cardiol，2010，7（2）：77-86.

[10]Wilson HM. Macrophages heterogeneity in atherosclerosis implications for therapy[J]. J Cell Mol Med，2010，14： 2055-65.

[11]Kirbis S， Breskvar UD， Sabovic M， et al. Inflammation markers in patients with coronary artery disease-comparison of intracoronary and systemic levels[J].Wien Klin Wochenschr，2010，122 Suppl 2： 31-34.

[12]Gratchev A， Kzhyshkowska J， Kannookadan S， et al. Activation of a TGF-beta-specific multistep gene expression program in mature macrophages requires glucocorticoid-mediated surface expression of TGF-beta receptor Ⅱ[J].J Immunol， 2008 May 15，180（10）：6553-65.

[13]Gordon S， Martinez FO， Locati M， et al. Alternative activation of macrophages： mechanism and functions[J].Immunity，2010，32（5）：593-604.

[14]Sica A， Mantovani A. Macrophage plasticity and polarization： in vivo veritas[J]. J Clin Invest， 2012，122（3）：787-795.

[15]Higashimori M， Tatro JB， Moore KJ， et al. Role of Toll-Like Receptor 4 in Intimal Foam Cell Accumulation in Apolipoprotein E-Deficient Mice[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol，2011，31：50-57.

[16]Krausgruber T， Blazek K， Smallie T， et al. IRF5 promotes inflammatory macrophage polarization and T（H）1-T（H）17 responses[J]. Nat Immunol，2011，12：231-238.

編輯/肖慧