神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞在EAE脫髓鞘和髓鞘再生中的作用機(jī)制進(jìn)展*

葉 妮 李國(guó)陵 程曉東

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院臨床免疫研究所,上海 200437)

多發(fā)性硬化(Multiple sclerosis,MS)是最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)(Central nervous system,CNS)的自身免疫性疾病，其發(fā)病機(jī)制尚未明確。目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其發(fā)病的關(guān)鍵是CD4+T細(xì)胞(主要是Th1和Th17)在外周自身髓鞘抗原的作用下異常激活，破壞血腦屏障(Blood brain barrier,BBB)，在CNS內(nèi)經(jīng)抗原提呈細(xì)胞(Antigen presenting cell,APC)進(jìn)一步激活，分泌大量炎性細(xì)胞因子攻擊髓鞘，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)元死亡和軸突變性，引起一系列神經(jīng)癥狀[1]。炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和脫髓鞘是MS主要的病理特征，相關(guān)的病理研究多在其動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓膜炎(Experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)中開展。在CNS中，少突膠質(zhì)細(xì)胞(Oligoden-drocyte,OL)是髓鞘形成細(xì)胞，神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞(Microglia,MG)是主要免疫效應(yīng)細(xì)胞，星形膠質(zhì)細(xì)胞(Astrocyte,AST)也具有免疫和分泌功能，三者與脫髓鞘和髓鞘再生過程密切相關(guān)。本文綜述MG在EAE脫髓鞘和髓鞘再生中的直接作用機(jī)制，及其通過AST產(chǎn)生的間接作用機(jī)制及進(jìn)展。

1 OL在EAE脫髓鞘和髓鞘再生中的作用

OL可形成致密、絕緣的多層膜性結(jié)構(gòu)包繞軸突，即髓鞘，在促進(jìn)神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏奶S式傳遞、營(yíng)養(yǎng)軸突和維持神經(jīng)可塑性中發(fā)揮重要作用。OL的損傷是脫髓鞘的直接原因，髓鞘再生也有賴于它的重新聚集。OL、AST和神經(jīng)元均由神經(jīng)干細(xì)胞發(fā)育分化而來，其中OL系可依據(jù)抗原表達(dá)、形態(tài)和功能特征可劃分為5個(gè)漸變的發(fā)展階段：前O2A祖細(xì)胞、O2A祖細(xì)胞、原OL、未成熟OL和OL。發(fā)育階段早于OL的細(xì)胞統(tǒng)稱為少突膠質(zhì)前體細(xì)胞(Oligodendrocyte precursor cell,OPC)。促進(jìn)OPC生存、遷移和增殖的細(xì)胞因子會(huì)抑制OPC的分化，如音猬因子(Shh)、血小板衍生生長(zhǎng)因子AA (PDGF-AA)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2、趨化因子CXCL12等。也有胰島素樣生長(zhǎng)因子-1、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子既可促進(jìn)OPC增殖，也可促進(jìn)其分化[2]。增殖分化后的OPC遷移至軸突附近，突起延伸并黏附至軸突，進(jìn)一步發(fā)育為成熟的OL螺旋狀包繞在軸突上，形成髓鞘。OL可以一個(gè)細(xì)胞同時(shí)發(fā)出多個(gè)板狀突起包繞數(shù)條以至數(shù)十條的軸突，形成多條有髓神經(jīng)纖維。

EAE是用髓鞘特異性抗原致敏易感動(dòng)物，產(chǎn)生與MS相似的病理過程和臨床表現(xiàn)的模型，已成為研究神經(jīng)免疫學(xué)的主要工具。EAE的CNS內(nèi)有大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，其中直接損傷OL的細(xì)胞因子以Th1和MG分泌的腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)和干擾素-γ(Interferon-γ,IFN-γ)為主導(dǎo)。TNF-α誘導(dǎo)OL凋亡的機(jī)制已經(jīng)被很好地揭示，如促進(jìn)凋亡誘導(dǎo)因子移位到細(xì)胞核、上調(diào)TNF相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體的誘騙受體3、4的表達(dá)、活化半胱天冬酶(Caspase)1、3、8等[3]。以往發(fā)現(xiàn)IFN-γ可通過促進(jìn)FasR的表達(dá)引起OL的凋亡，最近新發(fā)現(xiàn)IFN-γ可激活胰內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的未折疊蛋白應(yīng)答，引起OL內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的應(yīng)激反應(yīng)直接損傷OL[4]。值得一提的是，近來OL的損傷是CNS內(nèi)炎癥反應(yīng)的原因還是結(jié)果引起了爭(zhēng)議，這將MS的發(fā)病機(jī)制上升到更加復(fù)雜的高度。有研究使用轉(zhuǎn)基因小鼠誘導(dǎo)性耗竭OL，發(fā)現(xiàn)OL丟失后出現(xiàn)了CD4+T細(xì)胞浸潤(rùn)到CNS的現(xiàn)象，隨后由CNS內(nèi)APC引起的炎癥反應(yīng)引發(fā)的是二次大規(guī)模脫髓鞘，即有可能是OL的丟失觸發(fā)了髓鞘的自身免疫反應(yīng)，引起MS[5]。盡管這個(gè)爭(zhēng)議暫無定論，可以肯定的是CNS內(nèi)的炎癥反應(yīng)極大地加速了OL的損傷。

OL是不能有絲分裂的細(xì)胞，丟失的OL必須由OPC分化補(bǔ)充，即髓鞘再生[6]。通常自發(fā)的髓鞘再生緊隨脫髓鞘而發(fā)生，但是脫落的髓鞘碎片可激活補(bǔ)體，加重CNS內(nèi)免疫應(yīng)答，抑制髓鞘再生，也破壞殘存的髓鞘[7]。高代謝活性、高能量需求、低抗氧化能力的OL對(duì)微環(huán)境的變化十分敏感，極易影響其成鞘能力。有研究表明，在炎癥環(huán)境中，OPC比成熟的OL更敏感，更易受到損傷[8]。AST形成的膠質(zhì)瘢痕作為物理屏障極大地影響了髓鞘再生，在EAE中已觀察到OPC可以遷移到脫髓鞘區(qū)域，但是會(huì)被困在邊緣，不能穿透到損傷內(nèi)部[9]。因此隨著EAE的病情進(jìn)展，最終脫髓鞘部位的OPC減少，髓鞘再生是不完全的，甚至是失敗的。

2 MG的功能特點(diǎn)

MG不僅具有結(jié)構(gòu)支持、營(yíng)養(yǎng)軸突和修剪突觸等功能，作為CNS定居的巨噬細(xì)胞，也是CNS的主要免疫效應(yīng)細(xì)胞，還具有免疫監(jiān)視、提呈抗原和應(yīng)答損傷的功能。依據(jù)巨噬細(xì)胞的分類，可將MG分為靜息態(tài)M0型、促炎態(tài)M1型和抗炎態(tài)M2型。健康狀態(tài)下，M0型MG呈分支狀形態(tài)，發(fā)揮監(jiān)視CNS微環(huán)境的作用，當(dāng)CNS受到損傷時(shí)，MG可極化成M1或者M(jìn)2型，變形為阿米巴樣形態(tài)。M1型可分泌大量的促炎細(xì)胞因子及時(shí)殺死外周入侵的病原體，但同時(shí)也會(huì)損傷CNS。M2型可分泌抗炎細(xì)胞因子和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，促進(jìn)損傷修復(fù)，與M1型相配合，共同維持CNS內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。然而，當(dāng)CNS損傷反復(fù)出現(xiàn)時(shí)，M2型MG的抗炎作用逐漸減弱，不足以抵抗M1型誘發(fā)的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致疾病的持續(xù)發(fā)展。在體外，脂多糖(Lipopol-ysaccharide,LPS)、IFN-γ是強(qiáng)有力的M1型的誘導(dǎo)劑，M1型MG的標(biāo)志物有誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、IFN-γ、TNF-α等。IL-4可有效地誘導(dǎo)M2型MG，以精氨酸酶-1(Arginase-1,Arg-1)、甘露糖受體(CD206)、IL-4、IL-10等為標(biāo)志物，與M1型明顯不同。需要注意的是，M1和M2型是MG活化后出現(xiàn)的兩種極端的功能狀態(tài)，還發(fā)現(xiàn)了中間態(tài)和待發(fā)態(tài)，總體MG是處于動(dòng)態(tài)變化中[10]。

在EAE的發(fā)病初期，CNS內(nèi)還沒有外周來源的巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)，僅MG也可以發(fā)生免疫應(yīng)答[11]。隨著損傷的持續(xù)，BBB通透性的增加使得外周巨噬細(xì)胞進(jìn)入CNS，與MG一起發(fā)揮免疫效應(yīng)。由于激活的外周巨噬細(xì)胞和MG都呈現(xiàn)阿米巴樣形態(tài)，難于分辨，很多研究在CNS內(nèi)將其統(tǒng)稱為巨噬細(xì)胞/MG。如已發(fā)現(xiàn)在EAE的早期階段，是由M1型巨噬細(xì)胞/MG主導(dǎo)釋放促炎細(xì)胞因子、活化效應(yīng)T細(xì)胞，M2型巨噬細(xì)胞/MG主要是在損傷的高峰期及恢復(fù)期起抗炎作用，促進(jìn)組織修復(fù)[12]。事實(shí)上，這兩者也有一些不同之處。雖然這兩類細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組很大程度上是共用的，但仍有至少600個(gè)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是特異表達(dá)的，如MG的Tmem119、TREM-2等，外周巨噬細(xì)胞的CXCL13、CCR1等[13]。極化能力上，相比外周巨噬細(xì)胞，MG極化成M2型的能力受到限制?；虮磉_(dá)上，M1型巨噬細(xì)胞比M1型MG表達(dá)更多的抗原提呈標(biāo)記物，如CD1A、1B和1C[14]。至于應(yīng)答損傷，外周巨噬細(xì)胞只分布在CNS內(nèi)的損傷區(qū)域，而MG也可在損傷周圍分布。在損傷痊愈后，MG停留于CNS內(nèi)，外周巨噬細(xì)胞則隨血液循環(huán)離開CNS[11]。

3 M1型MG在EAE脫髓鞘中的作用

3.1提呈抗原 MG是固有免疫細(xì)胞，在CNS損傷時(shí)通過抗原提呈作用觸發(fā)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。早已知曉的是，為了有效地啟動(dòng)T細(xì)胞的活化，APC必須傳遞2個(gè)信號(hào)：一個(gè)來源于結(jié)合主要組織相容性復(fù)合體(Major histocompatibility complex,MHC)的抗原肽，另一個(gè)來源于共刺激分子。CNS內(nèi)的APC主要指MG、AST、外周來源的巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞(Dendritic cell,DC)。在提呈抗原的能力上，外周來源的DC活化初始T細(xì)胞更有效，而MG對(duì)浸潤(rùn)到CNS內(nèi)的T細(xì)胞的再度活化起了關(guān)鍵性的作用[15]。靜息時(shí)MG表達(dá)極低水平的MHCⅠ、MHCⅡ類分子和CD80、CD86等共刺激分子，但是在EAE的發(fā)病初期，MG表達(dá)的MHCⅡ類分子和共刺激分子明顯上調(diào)，先于臨床癥狀的出現(xiàn)，表明M1型MG可以有效地將抗原提呈給CD4+T細(xì)胞，通過表位擴(kuò)展，引起新浸潤(rùn)的T細(xì)胞的激活[16]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)MG表面MHCⅠ類分子的表達(dá)也出現(xiàn)了上升，表示MG也可以將抗原呈遞給CD8+T細(xì)胞，可能是通過交叉呈遞功能，即CD8+T細(xì)胞發(fā)揮的細(xì)胞毒溶解作用也參與了EAE的發(fā)病過程[17]。而隨著EAE的病程進(jìn)展，在恢復(fù)期MG表達(dá)的MHCⅡ、CD80、CD86明顯降低，此時(shí)正是M2型MG占優(yōu)勢(shì)，表明主要是M1型MG而不是M2型MG發(fā)揮了抗原提呈作用[18]。T細(xì)胞再度活化后，可分泌促炎細(xì)胞因子、趨化因子等，激活更多的免疫細(xì)胞，迅速形成炎癥級(jí)聯(lián)，攻擊OL。

3.2分泌促炎細(xì)胞因子 活化的T細(xì)胞分泌的促炎細(xì)胞因子，以及外周來源的免疫球蛋白、補(bǔ)體等，可以激活更多的MG，并誘導(dǎo)其向M1型極化。MG通過一系列免疫受體識(shí)別這些有害的刺激，如Toll樣受體(Toll like receptor,TLR)、NOD樣受體(NOD like receptor,NLR)和清道夫受體(Scavenger receptors,SR)[19]。此過程受到MAPK、JAK/STAT、PI3K/Akt等多條信號(hào)通路的調(diào)控，其中NF-κB作為共同的下游基因發(fā)揮了重要作用[20]。炎癥環(huán)境下，IκB激酶復(fù)合體被激活，IκB磷酸化導(dǎo)致NF-κB核定位片段被暴露，迅速移入核內(nèi)與特異性κB序列結(jié)合，NF-κB被激活，作為強(qiáng)效的炎性轉(zhuǎn)錄因子促使MG向M1型極化。此時(shí)MG和T細(xì)胞都可分泌促炎細(xì)胞因子，可相互活化，形成炎癥級(jí)聯(lián)。MG分泌的TNF-α、IFN-γ、IL-12可促進(jìn)Th0向Th1極化，Th1進(jìn)而釋放IL-2、IL-12、IFN-γ、NF-κB，促進(jìn)MG向M1極化；MG分泌的IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23可促進(jìn)Th0向Th17極化，Th17分泌的IL-1β、IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、TNF-α、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(Granulocyte macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)又可加重炎癥[16]。除了形成炎癥級(jí)聯(lián)，Th17分泌的IL-17、IL-22與BBB內(nèi)皮細(xì)胞的IL-17R、IL-22R結(jié)合，下調(diào)緊密連接閉鎖蛋白的表達(dá)，破壞BBB，從而促進(jìn)免疫反應(yīng)[21]。近來一些炎性小體，尤其是NLR家族的NLRP3被認(rèn)為在MS發(fā)病中起了關(guān)鍵性的作用。有研究發(fā)現(xiàn)GM-CSF可以激活NLRP3，促進(jìn)IL-1β和IL-18的成熟和分泌，而IL-18可增強(qiáng)Th0向Th1和Th17的極化[22]。由此我們總結(jié)，雖然直接損傷OL的細(xì)胞因子以TNF-α和IFN-γ為主導(dǎo)，但是M1型MG和T細(xì)胞形成的炎癥級(jí)聯(lián)可多途徑地促進(jìn)這兩種細(xì)胞因子的分泌，造成脫髓鞘。

3.3誘發(fā)氧化應(yīng)激 炎癥環(huán)境下，MG的能量代謝方式出現(xiàn)了明顯的變化：常氧時(shí)，細(xì)胞的能量代謝是在葡萄糖轉(zhuǎn)化為丙酮酸之后，通過氧化磷酸化進(jìn)入三羧酸循環(huán)；而在MG向M1型極化時(shí)，丙酮酸主要通過無氧糖酵解進(jìn)行代謝，伴隨著葡萄糖消耗增加和乳酸聚集。糖酵解使MG快速產(chǎn)生大量的活性氧物質(zhì)(Reactive oxygen species,ROS)、活性氮物質(zhì)(Reactive nitrogen species,RNS)以及NADPH氧化酶，通過增加內(nèi)部環(huán)境的酸度和剝奪微生物的鐵抑制新陳代謝以發(fā)揮殺傷異物的功能[23]。同時(shí)，炎癥激活了NF-κB、STAT等信號(hào)，低氧環(huán)境促使了缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)的產(chǎn)生，由于iNOS的啟動(dòng)子區(qū)域含有多個(gè)炎癥和低氧相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，iNOS可以大量表達(dá)[24]。iNOS使用NADPH提供的電子，通過氧化L-精氨酸，大量合成一氧化氮(Nitric oxide,NO)。NO本身作為第二信使和神經(jīng)遞質(zhì)，在血管舒張、吞噬、抗腫瘤、學(xué)習(xí)和記憶方面起了重要作用，而大量的NO可作為氧自由基損傷DNA，使DNA突變，作為信號(hào)分子引起p53和TNF介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，直接損傷OL和OPC[25]。更重要的是，NO可與ROS中超氧陰離子結(jié)合生成過氧亞硝酸鹽(Peroxynitrite,ONOO-)，ONOO-是最活躍的RNS，作為強(qiáng)氧化劑破壞機(jī)體正常的抗氧化機(jī)制，破壞正常的代謝和膜功能，硝基化正常蛋白質(zhì)的酪氨酸以及強(qiáng)烈抑制線粒體的氧化呼吸，有廣泛的細(xì)胞毒作用[26]。大量的ONOO-還可下調(diào)興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，使谷氨酸積累于細(xì)胞外，引起興奮毒性損傷[27]。由此我們總結(jié)，由于MG能量代謝方式的改變引起一系列氧化應(yīng)激產(chǎn)物的聚集，可以全面損傷CNS內(nèi)的細(xì)胞，尤其是環(huán)境敏感的OL和OPC，也是造成脫髓鞘的重要原因。

3.4分泌趨化因子 生理狀態(tài)下，MG并不表達(dá)炎性趨化因子及其受體，但是在炎癥環(huán)境下，T細(xì)胞和MG都高表達(dá)一些趨化因子，成為EAE的另一大特點(diǎn)。總體上，M1型MG高表達(dá)CCL2-CCL5、CCL8、CCL12、CCL19、CCL21、CCL22、CXCL1、CXCL3、CXCL8-CXCL13，及其受體CCR3、CXCR1、CXCR3等，可趨化MG、AST、T細(xì)胞、B細(xì)胞、DC等向CNS的病灶部位聚集，促進(jìn)局部炎癥[28]。其中，TNF-α、IL-1β、IFN-γ可以誘導(dǎo)MG產(chǎn)生CCL2，CCL2被發(fā)現(xiàn)不僅能夠招募CCR2+CD11b+ly6Chi單個(gè)核細(xì)胞到CNS中，還破壞了BBB完整性[29]。雖然AST和內(nèi)皮細(xì)胞也可產(chǎn)生CCL2，并且在EAE的不同階段發(fā)揮了作用，但是特異性消除AST和內(nèi)皮細(xì)胞來源的CCL2后沒有抑制EAE的發(fā)病，所以MG來源的CCL2在誘導(dǎo)EAE中發(fā)揮了重要作用[30]。

3.5促進(jìn)AST的脫髓鞘作用 雖然AST是CNS內(nèi)提呈抗原能力最弱的APC，但是由于其在CNS內(nèi)龐大的數(shù)量，它的免疫和分泌功能也必須考慮到。人類和鼠AST只構(gòu)成性的表達(dá)一種TLR是TLR3，可被IFN-γ、IL-1β觸發(fā)上調(diào)，即炎癥環(huán)境可以激活A(yù)ST[31]。作為BBB的重要組成成分，活化的AST丟失了在小血管周圍的終足，導(dǎo)致BBB通透性增加，是EAE發(fā)病的早期事件。EAE時(shí)，AST也可分泌促炎細(xì)胞因子與M1型MG、T細(xì)胞相互活化，促進(jìn)炎癥級(jí)聯(lián)，如IL-1β、IL-12、IL-23、IL-17、NF-κB[32]。此時(shí)AST表達(dá)的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體、谷氨酰胺合成酶與谷氨酸脫氫酶降低，表示細(xì)胞外谷氨酸的積累，引起OL的興奮毒性損傷[33]。此外，AST分泌的一些趨化因子，如CX32和CX47在CNS脫髓鞘區(qū)域嚴(yán)重降低，表示OL-OL、OL-AST之間的縫隙連接丟失，導(dǎo)致脫髓鞘[34]。對(duì)于髓鞘再生，除了前述膠質(zhì)瘢痕的存在阻礙了OPC進(jìn)入脫髓鞘區(qū)域內(nèi)部，活化的AST還分泌了一些細(xì)胞外基質(zhì)成分，如硫酸軟骨素蛋白多糖(CSPG)、高分子的透明質(zhì)酸(HA)，可抑制OPC的生長(zhǎng)、分化和黏附，抑制髓鞘再生[35]。雖然我們并不能確定是否是MG最先激活了AST，但是M1型MG產(chǎn)生的炎癥級(jí)聯(lián)必然極大地促進(jìn)了AST的脫髓鞘作用。

4 M2型MG在EAE髓鞘再生中的作用

4.1結(jié)合負(fù)性共刺激信號(hào) 由于MG是CNS內(nèi)固有的APC，它不僅可以結(jié)合CD80、CD86等正性共刺激信號(hào)，也可以結(jié)合負(fù)性共刺激信號(hào)，抑制T細(xì)胞應(yīng)答，有利于髓鞘再生，目前相關(guān)的研究集中在程序性死亡受體-1(Programmed death-1,PD-1)。PD-1在活化的T細(xì)胞表面高度表達(dá)，與其配體PD-L1或者PD-L2結(jié)合后，通過磷酸化胞質(zhì)區(qū)的免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)化基序(ITSM)傳導(dǎo)抑制性信號(hào)[36]。體外誘導(dǎo)的M1型MG高表達(dá)CD86和PD-L1，低表達(dá)PD-L2；M2型MG高表達(dá)PD-L2，中度表達(dá)PD-L1[37]。在EAE的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著病程的進(jìn)展，CNS中浸潤(rùn)的CD4+T細(xì)胞逐漸表達(dá)PD-1，在高峰期達(dá)到峰值，隨后下降，與MG表達(dá)的PD-L1趨勢(shì)一致，而MG表達(dá)的PD-L2呈平穩(wěn)狀態(tài)。這表明M1和M2型MG主要通過PD-L1與CD4+T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合而發(fā)揮免疫抑制作用，與EAE的自限性相關(guān)，M2型MG表達(dá)的PD-L2對(duì)T細(xì)胞的抑制作用還需要深入的研究[18]。通過PD-1敲除的小鼠發(fā)現(xiàn)，PD-1是通過降低STAT-1的磷酸化水平、抑制NF-κB信號(hào)而抑制MG向M1型極化，增加STAT-6的磷酸化水平而促進(jìn)其向M2型極化[38]。最近有研究發(fā)現(xiàn)CD40及其配體CD40L在M1型MG表面高表達(dá)，其可與Th1和Th17之間形成負(fù)反饋循環(huán)機(jī)制，或可成為一個(gè)抑制過度炎癥反應(yīng)的免疫檢查點(diǎn)[39]。然而M2型MG并非靜息態(tài)MG，CD40和CD40L在M2型MG中的表達(dá)情況及意義目前未見報(bào)道。

4.2分泌抗炎細(xì)胞因子 在EAE的高峰期及緩解期，CNS中浸潤(rùn)的CD4+T細(xì)胞中Th2逐漸取代Th1，釋放抗炎細(xì)胞因子，IL-4、IL-10、IL-13等。這些細(xì)胞因子可以抑制M1型MG的活性，誘導(dǎo)MG向M2型極化。M2型MG進(jìn)一步分泌IL-4、IL-10、IL-13、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(Transforming growth factor-β,TGF-β)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(Peroxisome proliferator activated receptor γ,PPARγ)等，抑制CNS內(nèi)炎癥應(yīng)答，也可誘導(dǎo)Th2和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)的產(chǎn)生[40]。在向M2型的極化過程中，STAT-6通路起了關(guān)鍵作用，IL-4、IL-13分別與MG表面的IL-4R、IL-13R結(jié)合，IL-10與MG表面的IL-10R1/2結(jié)合都可激活STAT-6，釋放抗炎細(xì)胞因子[41]。有趣的是，一些促炎細(xì)胞因子，如TNF-α、IFN-γ也被證明具有保護(hù)髓鞘的功能。有研究發(fā)現(xiàn)在EAE中阻斷了TNF-α后，雖然降低了發(fā)病率、延遲了發(fā)病時(shí)間，但是增加了脾中Th1和Th17應(yīng)答，小鼠CNS內(nèi)OPC和OL數(shù)量減少，髓鞘再生被明顯的延遲[42]。究其原因，是因?yàn)門NF-α的受體有TNFR1和TNFR2之別，TNFR1在CNS中主要誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，而TNFR2是促進(jìn)OL分化的重要分子[43]。有研究發(fā)現(xiàn)用藥物治療EAE后，隨著M2型MG的產(chǎn)生，IL-10的分泌增加，但是同時(shí)IFN-γ不降反增，表明IFN-γ和IL-10一樣有保護(hù)髓鞘作用[44]。早年發(fā)現(xiàn)IFN-γ對(duì)髓鞘的作用依賴其濃度變化，體外低濃度的IFN-γ刺激后的MG可以促進(jìn)OL的形成，而高濃度時(shí)抑制OPC分化，并且這種抑制作用可被IL-4消除[45]。近來有研究發(fā)現(xiàn)它還可以抑制髓鞘脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生，促進(jìn)髓鞘碎片的清除，豐富了IFN-γ的髓鞘保護(hù)機(jī)制[46]。值得注意的是，TGF-β作為抗炎細(xì)胞因子之一，在高濃度時(shí)可誘導(dǎo)Treg的產(chǎn)生，在低濃度時(shí)也可誘導(dǎo)初始T細(xì)胞向Th17分化，促進(jìn)EAE的發(fā)展[47]。

圖1 神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞在EAE脫髓鞘和髓鞘再生的關(guān)鍵作用機(jī)制Fig.1 Key mechanisms of microglial function on demye-lination and remyelination in EAE modelNote:Yellow arrows mean demyelination and red arrows mean remyelination.

4.3吞噬髓鞘碎片 吞噬作用是巨噬細(xì)胞的一項(xiàng)基本生物學(xué)功能，M2型MG發(fā)揮的吞噬髓鞘碎片作用是促進(jìn)髓鞘再生的重要途徑。與M1型相比，M2型MG的葡萄糖消耗量顯著降低，主要通過氧化磷酸化進(jìn)行能量代謝，與未極化的MG相似[48]。此時(shí)精氨酸代謝為鳥氨酸和多胺，通過調(diào)節(jié)能量需求和膜流動(dòng)性有助于吞噬作用[49]。吞噬髓鞘碎片依賴于一系列胞膜上的磷脂酰絲氨酸(Phosphati-dylserine，PS)受體，如Mer-TK、TREM-2、SIRP-α。EAE中，脫落的OL胞膜上的PS外翻，M2型MG表面的PS受體與之結(jié)合，從而成功地吞噬髓鞘碎片，抑制免疫級(jí)聯(lián)的發(fā)生，為髓鞘再生提供空間[50]。盡管M1型MG也可表達(dá)相似的PS受體，但其吞噬髓鞘碎片能力相對(duì)較弱。在CNS中，由于瓦勒變性，髓鞘碎片的清除是緩慢和不完全的，相比外周巨噬細(xì)胞，MG有效清除碎片的能力大幅降低[51]。MG的吞噬能力也非越強(qiáng)越有利，有研究發(fā)現(xiàn)其過度的吞噬還可以引起呼吸爆發(fā)，造成氧化應(yīng)激[52]。

4.4促進(jìn)AST的髓鞘再生作用 在EAE的晚期階段，由于Th2和M2型MG的增加，激發(fā)纖維型AST增生，在髓鞘再生時(shí)表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用。先前被證明AST來源的CXCL10可以抑制OPC的分化，但是也有研究表明AST有招募MG到CNS損傷區(qū)域的功能，進(jìn)而吞噬髓鞘碎片，這個(gè)過程正是由AST分泌的CXCL10調(diào)節(jié)的[53]。AST也可以產(chǎn)生IL-4、IL-10、TGF-β等抗炎細(xì)胞因子抑制MG的活化和MHCⅡ類分子的表達(dá)[54]。EAE時(shí)，AST高表達(dá)IL-9，IL-9與其他促炎細(xì)胞因子聯(lián)合，會(huì)抑制OPC增殖和分化，但與IFN-γ聯(lián)合能促使OPC增殖和分化[55]。此外，AST也被發(fā)現(xiàn)有吞噬凋亡細(xì)胞的能力，依賴于AST附近的微環(huán)境，其吞噬能力不如MG強(qiáng)大[56]。由AST形成致密的膠質(zhì)瘢痕，在某種程度上可以保護(hù)周圍細(xì)胞免受胞外鉀、谷氨酸、ROS、RNS等水平升高導(dǎo)致的繼發(fā)變性，有利于髓鞘再生。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，M1型MG可通過提呈抗原、分泌促炎細(xì)胞因子、誘發(fā)氧化應(yīng)激、分泌趨化因子的直接作用引發(fā)脫髓鞘，還可通過AST間接地?fù)p傷髓鞘，在EAE發(fā)病的早期起到了推動(dòng)作用。而在EAE的高峰期和恢復(fù)期，M2型MG占優(yōu)勢(shì)，通過結(jié)合負(fù)性共刺激信號(hào)、分泌抗炎細(xì)胞因子、吞噬髓鞘碎片的途徑抑制M1型MG的作用，也可通過AST間接地促進(jìn)髓鞘再生。在未來，基于M1和M2型MG的功能特性，在MS的發(fā)病早期調(diào)節(jié)M1/M2型MG的比例，使M2型MG占優(yōu)勢(shì)有望成為治療MS的有效途徑。比如通過抑制NF-κB信號(hào)、促進(jìn)STAT-6通路、抑制M1型MG的氧化應(yīng)激水平、適度地增強(qiáng)M2吞噬髓鞘碎片的能力等。但是大量的增加M2型MG，抑制M1型MG的產(chǎn)生，是否會(huì)因CNS內(nèi)防御能力的下降而誘發(fā)新的問題，還需要深入探索。

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