賈 瑞 惠 毅 閆曙光 李京濤
(陜西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,咸陽(yáng)712046)
巨噬細(xì)胞是機(jī)體抵御入侵病原體的第一道防線,是免疫應(yīng)答中的中流砥柱。巨噬細(xì)胞參與組織內(nèi)穩(wěn)態(tài),促進(jìn)或消退炎癥,導(dǎo)致組織損傷或幫助組織修復(fù)。大量證據(jù)表明,巨噬細(xì)胞極化是一個(gè)可被逆轉(zhuǎn)修改的動(dòng)態(tài)過(guò)程,其參與了眾多免疫炎癥性疾病的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸,如:炎癥性腸病、自身免疫性肝炎、哮喘、肥胖癥等。因此巨噬細(xì)胞在近幾年已成為極具吸引力的治療靶點(diǎn)和研究熱點(diǎn),“重新編程”巨噬細(xì)胞狀態(tài)是有前景的新策略。現(xiàn)就靶向巨噬細(xì)胞極化在炎癥性疾病中作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1.1 來(lái)源 最初,單核/巨噬細(xì)胞被認(rèn)為完全來(lái)源于骨髓中循環(huán)單核細(xì)胞的分化。然而,這一觀點(diǎn)受到挑戰(zhàn),認(rèn)為:一些駐留在組織中的巨噬細(xì)胞是在出生前就已存在的,來(lái)源于胚胎發(fā)育期間的卵黃囊,具有自我更新能力,這意味著組織駐留巨噬細(xì)胞可不依賴于單核細(xì)胞分化而獨(dú)自在局部重新繁殖[1]。雖然諸多觀點(diǎn)認(rèn)為單核細(xì)胞在穩(wěn)定狀態(tài)下對(duì)組織巨噬細(xì)胞貢獻(xiàn)很少,大多數(shù)組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞來(lái)源于卵黃囊,但在某些部位,巨噬細(xì)胞的含量依然取決于骨髓中單核細(xì)胞的持續(xù)供給,如皮膚和腸道[2]。皮膚朗格漢斯細(xì)胞既包含卵黃囊源又包含胎兒?jiǎn)魏思?xì)胞源,但胎兒?jiǎn)魏思?xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞已成為優(yōu)勢(shì)譜系[3]。有研究證明,在小鼠腸道內(nèi),巨噬細(xì)胞不斷從循環(huán)血單核細(xì)胞中補(bǔ)充,并且僅來(lái)源于單個(gè)前體[4-5]。此外,最近有研究推翻傳統(tǒng)關(guān)于心臟巨噬細(xì)胞起源的觀點(diǎn),證明其也是由循環(huán)血液?jiǎn)魏思?xì)胞更新的[6]。事實(shí)上,每個(gè)器官都有其特定的胚胎來(lái)源和成人來(lái)源的巨噬細(xì)胞亞群組成,每個(gè)器官?zèng)Q定了出生后循環(huán)單核細(xì)胞取代常駐巨噬細(xì)胞的程度。大多數(shù)駐留的組織巨噬細(xì)胞可在沒(méi)有單核細(xì)胞輸入的情況下無(wú)限期地維持自身狀態(tài),但如果發(fā)生急性和嚴(yán)重的耗竭,循環(huán)的單核細(xì)胞可以很容易地重新填充巨噬細(xì)胞的生態(tài)位[7]。有趣的是,最近出現(xiàn)了顛覆傳統(tǒng)的一種觀念,即成年體內(nèi)循環(huán)的骨髓來(lái)源的血液?jiǎn)魏思?xì)胞在不斷替代組織駐留巨噬細(xì)胞[8]。
1.2 組織分布 根據(jù)解剖位置,組織駐留巨噬細(xì)胞被劃分為亞群體,包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的小膠質(zhì)細(xì)胞、骨中的破骨細(xì)胞、肺中的肺泡巨噬細(xì)胞、脾臟和間質(zhì)結(jié)締組織中的組織細(xì)胞以及肝臟中的Kupffer細(xì)胞。腸道也由不同類型的巨噬細(xì)胞組成,這些巨噬細(xì)胞共同工作以維持對(duì)正常腸道菌群和口服抗原的耐受性[9]。次級(jí)淋巴器官也有不同的巨噬細(xì)胞群體,包括脾臟的邊緣區(qū)巨噬細(xì)胞,抑制對(duì)凋亡細(xì)胞的先天免疫和適應(yīng)性免疫,以及淋巴結(jié)的包膜下竇巨噬細(xì)胞,從淋巴中清除病毒并啟動(dòng)抗病毒免疫反應(yīng)。一些巨噬細(xì)胞存在于免疫特權(quán)部位,如腦、眼和睪丸,這些部位在組織重塑和內(nèi)穩(wěn)態(tài)中起中心作用。這些組織特異性巨噬細(xì)胞吞噬死亡細(xì)胞、碎片和外來(lái)抗原,協(xié)調(diào)炎癥,并根據(jù)需要招募額外的巨噬細(xì)胞[10-11]。巨噬細(xì)胞幾乎遍布全身,參與許多組織器官的生理及病理過(guò)程,因此也成為極具吸引力的治療靶點(diǎn)。
巨噬細(xì)胞具有顯著異質(zhì)性和可塑性,其表型和功能受周圍環(huán)境調(diào)節(jié)的過(guò)程稱為巨噬細(xì)胞極化[12]。當(dāng)前的范式描述了兩個(gè)巨噬細(xì)胞亞群:經(jīng)典激活的M1 和交替激活的M2 型巨噬細(xì)胞,雖然這種二分法過(guò)于簡(jiǎn)化,但目前仍然適用,代表巨噬細(xì)胞廣譜分化狀態(tài)的兩個(gè)極端。
M1 型巨噬細(xì)胞通常單獨(dú)或與Th1 型細(xì)胞因子如IFN-γ、GM-CSF 協(xié)同致炎和極化,或由脂多糖(LPS)識(shí)別,產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子:TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-23、IL-27、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CXCL16、CCL5 及低水平的IL-10。在功能上,M1 型巨噬細(xì)胞具有高度吞噬性,能快速清除入侵病原體,介導(dǎo)組織損傷,同時(shí)啟動(dòng)炎癥反應(yīng)以保護(hù)宿主,在炎癥初期發(fā)揮重要作用,但過(guò)量也可損害組織再生、影響傷口愈合,造成宿主損傷[13]。
M2 型巨噬細(xì)胞通過(guò)IL-4 受體α(IL-4Rα)激活STAT6,從而被Th2 型細(xì)胞因子IL-4 和IL-13 極化。除了IL-4 和IL-13 外,IL-10 等其他細(xì)胞因子可通過(guò)IL-10 受體(IL-10R)激活STAT3 來(lái)調(diào)控M2 極化[14]。IL-33 是IL-1 家族中的一種細(xì)胞因子,與Th2 相關(guān)細(xì)胞因子相關(guān)并誘導(dǎo)M2 極化[15]。在功能上,M2 型巨噬細(xì)胞抑制炎癥反應(yīng),清除碎片和凋亡細(xì)胞,促進(jìn)組織修復(fù)和傷口愈合,改善免疫調(diào)節(jié),并具有促血管生成和促纖維化特性[16-17]。M2 型巨噬細(xì)胞可進(jìn)一步分為4 個(gè)不同的亞型,包括M2a、M2b、M2c 和M2d,不同亞型具有不同作用。①M(fèi)2a 型由IL-4 和IL-13 誘導(dǎo)并產(chǎn)生高水平的Arg-1、IL-10、TGF-β、FIZZ1、Ym1/2、CCL22、CCL24等分子,誘騙受體IL-1受體Ⅱ(IL-RⅡ)和IL-1受體拮抗劑(IL1Ra),具有抗炎和促進(jìn)組織修復(fù)及清除寄生蟲(chóng)感染的作用[18];②M2b 亞群可由免疫復(fù)合物(ICs)和Toll 樣受體(TLR)激動(dòng)劑或IL-1 受體配體刺激誘導(dǎo),高表達(dá)CD86、MHC-Ⅱ、IL-1、IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-10、CCL1等分子,具有促進(jìn)Th2型反應(yīng)和抗炎作用[18-19];③M2c亞群由糖皮質(zhì)激素和IL-10 誘導(dǎo),高表達(dá)CD163、CD206、IL-10、TGF-β、CCL16、CCL18、CXCL13、MERTK和細(xì)胞外基質(zhì)分子,在抗炎和修復(fù)方面發(fā)揮作用;④M2d型由TLR激動(dòng)劑通過(guò)腺苷受體誘導(dǎo),激活腺苷受體之后,抑制促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生,誘導(dǎo)抗炎細(xì)胞因子(IL-10、IL-12)和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)分泌,參與腫瘤血管生成,促進(jìn)腫瘤發(fā)的生發(fā)展及轉(zhuǎn)移[18,20]。
炎癥是人體抵御外源性入侵物或調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)失調(diào)必不可少的防御手段。炎癥在本質(zhì)上是保護(hù)性的,是修復(fù)和再生的前提。如果在修復(fù)過(guò)程中組織的完整性和體內(nèi)平衡得到恢復(fù),炎癥會(huì)自動(dòng)消退;但如果不能及時(shí)終止炎癥反應(yīng),任由炎癥過(guò)度發(fā)展,則會(huì)導(dǎo)致組織向病理性纖維化發(fā)展,從而損害正常的組織功能并最終導(dǎo)致器官衰竭[21]。在炎癥發(fā)生早期,巨噬細(xì)胞首先表現(xiàn)出M1 表型,針對(duì)刺激釋放多種炎癥介質(zhì)以推動(dòng)炎癥反應(yīng)。起初這些炎性巨噬細(xì)胞是有益的,但如果任由M1 型巨噬細(xì)胞持續(xù)增殖,釋放過(guò)量炎癥因子,就具有致病性,炎癥反應(yīng)隨之加重,并導(dǎo)致疾病的進(jìn)一步發(fā)展,如許多慢性炎癥和自身免疫性疾病的發(fā)生。因此,在炎癥后期,為了抵消炎性巨噬細(xì)胞反應(yīng)對(duì)組織的損傷潛力,巨噬細(xì)胞發(fā)生凋亡或轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡妆硇停碝2 表型,其分泌大量抗炎因子,抑制炎癥反應(yīng),促進(jìn)組織修復(fù)、重塑、血管生成和維持體內(nèi)平衡[22-23]。但同時(shí),巨噬細(xì)胞極化是動(dòng)態(tài)可逆的,即當(dāng)微環(huán)境條件變化時(shí),M1 可以轉(zhuǎn)向M2,反之亦然[24]。巨噬細(xì)胞極化幾乎貫穿疾病發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的全過(guò)程,兩種極化狀態(tài)的相繼出現(xiàn)是適當(dāng)終止炎癥反應(yīng)及損傷后修復(fù)組織的絕對(duì)要求,因此識(shí)別巨噬細(xì)胞極化動(dòng)態(tài)變化對(duì)于闡明疾病進(jìn)展和設(shè)計(jì)新的巨噬細(xì)胞極化介導(dǎo)的治療策略至關(guān)重要。
3.1 巨噬細(xì)胞極化與炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease,IBD) IBD 的特點(diǎn)是腸黏膜慢性炎癥,以克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎為主要臨床表現(xiàn),目前IBD 的發(fā)病機(jī)制尚不十分明確,涉及免疫、遺傳、環(huán)境等多種因素[25]。巨噬細(xì)胞是腸黏膜中最豐富的細(xì)胞之一,腸道巨噬細(xì)胞極化失衡,即細(xì)菌和細(xì)菌抗原的異常反應(yīng)觸發(fā)并驅(qū)動(dòng)了過(guò)度的炎癥性免疫反應(yīng)被認(rèn)為是導(dǎo)致IBD發(fā)病機(jī)制之一[26]。在健康的腸道環(huán)境中,腸道巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出抗炎、耐受的M2 樣表型;但在炎癥期間,單核細(xì)胞被招募到腸道固有層并成為炎性巨噬細(xì)胞,分泌促炎細(xì)胞因子,推動(dòng)炎癥反應(yīng)。在IBD 模型和IBD 患者的結(jié)腸中均檢測(cè)到大量M1 型巨噬細(xì)胞,但同時(shí)仍有少量M2型巨噬細(xì)胞存在,目前雖尚未有對(duì)兩者具體的定量分析,但此時(shí)這些M2 型巨噬細(xì)胞依然起到對(duì)抗炎癥并促進(jìn)愈合的作用[27]。巨噬細(xì)胞極化與IBD進(jìn)展密切相關(guān),被認(rèn)為是治療干預(yù)的新靶點(diǎn)。
一方面,一些研究表明,增加M1 型巨噬細(xì)胞或減少M(fèi)2 型巨噬細(xì)胞會(huì)加重IBD。QUALLS 等[28]證明耗盡單核吞噬細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致M2 型巨噬細(xì)胞減少,IL-10 水平顯著降低,而促炎細(xì)胞因子如IFN-γ 和TNF-α 的水平并不受影響,從而使小鼠更易患DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。IL-10是代表M2型巨噬細(xì)胞維持腸道穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因子。研究發(fā)現(xiàn),敲除IL-10 的小鼠會(huì)發(fā)生自發(fā)IBD[29],IL-10 受體(IL-10R)缺乏的患者也會(huì)發(fā)展為嚴(yán)重的兒童IBD[27]。最新研究發(fā)現(xiàn),IL-16 可通過(guò)促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 型極化從而加重DSS 誘導(dǎo)的IBD[30]。另一方面,大量研究證實(shí),增加結(jié)腸M2 型巨噬細(xì)胞或減少M(fèi)1 型巨噬細(xì)胞的比例可以改善結(jié)腸炎。HUNTER 等[31]發(fā)現(xiàn),在二硝基苯磺酸(DNBS)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎前2 天腹腔注射M2型巨噬細(xì)胞可減輕小鼠的疾病活性、組織損傷、髓過(guò)氧化物酶活性和結(jié)腸縮短的程度,在誘導(dǎo)后6 h注射M2 型巨噬細(xì)胞也會(huì)得到同樣的結(jié)果[32]。YAP可減弱IL-4/IL-13誘導(dǎo)的M2型巨噬細(xì)胞極化,而促進(jìn)脂多糖/IFN-γ 激活M1 型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-6,表明YAP 可通過(guò)調(diào)節(jié)M1/M2 型巨噬細(xì)胞極化加重炎癥性腸?。?3]。研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外基質(zhì)蛋白1(ECM1)在炎癥條件下組織浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞中高表達(dá),巨噬細(xì)胞特異性的ECM1 基因敲除會(huì)導(dǎo)致精氨酸酶1(ARG1)表達(dá)增加,并在脂多糖(LPS)處理后減弱向M1 型巨噬細(xì)胞表型的極化,減輕了DSS 誘導(dǎo)的IBD小鼠的病理改變[34]。丁酸鹽是一種短鏈脂肪酸,在結(jié)腸中濃度較高,目前已發(fā)現(xiàn)在體外和體內(nèi)可下調(diào)結(jié)腸巨噬細(xì)胞極化失衡,減輕炎癥[35]。巨噬細(xì)胞極化具有可逆性,在一定條件下轉(zhuǎn)化其表型也是治療IBD 的一種有效策略。最近發(fā)現(xiàn)一種大豆化合物可能對(duì)IBD 有治療作用:用染料木黃酮處理過(guò)的DSS誘導(dǎo)的小鼠中,M1型巨噬細(xì)胞減少而M2型增多,且使M1 型巨噬細(xì)胞極化向M2 表型傾斜,改善實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎[36]。另發(fā)現(xiàn)乳酸乳桿菌EJ-1 可抑制NF-κB信號(hào)并極化M1/M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變,有助于改善結(jié)腸炎[37]。TANG 等[38]首次揭示了催產(chǎn)素-催產(chǎn)素受體系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎中巨噬細(xì)胞向抗炎表型的極化,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,催產(chǎn)素降低了巨噬細(xì)胞對(duì)LPS 刺激的敏感性,降低了炎癥細(xì)胞因子IL-1β、IL-6 和TNF-α 的表達(dá),但增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞對(duì)IL-4刺激的敏感性,升高了抗炎因子Arg1、CD206和幾丁質(zhì)酶樣3(ChI3)的表達(dá)。這種雙向調(diào)節(jié)部分與NF-κB 信號(hào)被抑制、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和STAT6 磷酸化增強(qiáng)有關(guān)。這也為調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)治療IBD提供了新的強(qiáng)有力的證據(jù)。另外,許多中藥及其成分被證明可以通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)治療IBD。小檗堿通過(guò)AKT1/SOCS1/NF-κB 信號(hào)通路抑制巨噬細(xì)胞M1極化,從而對(duì)抗DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎[39]。黃芩苷可通過(guò)上調(diào)IRF4 蛋白的表達(dá)促使M1 向M2 型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)換,有效改善小鼠結(jié)腸炎癥狀[40]。牛蒡子苷可通過(guò)抑制IL-1β、TNF-α和IL-6的表達(dá)上調(diào)IL-10水平,治療TNBS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎[41]。了解不同腸道環(huán)境條件下巨噬細(xì)胞極化的狀態(tài)并調(diào)節(jié)其表型已經(jīng)是中西醫(yī)治療IBD有效機(jī)制之一。
3.2 巨噬細(xì)胞極化與自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH) AIH 是一種肝臟實(shí)質(zhì)性的慢性炎癥性疾病,主要由自身免疫反應(yīng)介導(dǎo)發(fā)生,其發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,嚴(yán)重者可發(fā)展為肝纖維化、肝硬化、肝衰竭。現(xiàn)階段我國(guó)尚未見(jiàn)可靠的大樣本流行病學(xué)報(bào)道,但隨著對(duì)該病認(rèn)識(shí)的提高和檢查的普及,AIH 的檢出率、診斷率不斷上升,受到了醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注和重視[42]。免疫細(xì)胞,尤其是巨噬細(xì)胞侵襲肝臟引發(fā)的肝臟炎癥是刀豆蛋白A(concanavalin A,Con A)誘導(dǎo)的AIH 的基本特征[43]。在AIH 患者中發(fā)現(xiàn),總巨噬細(xì)胞和M1 型巨噬細(xì)胞數(shù)量增加,而M2 型巨噬細(xì)胞數(shù)量減少,同樣的結(jié)果在Con A 誘導(dǎo)的肝炎模型中也得到了驗(yàn)證[44]。巨噬細(xì)胞極化參與了自身免疫性肝炎的發(fā)病機(jī)制。IL-34被發(fā)現(xiàn)參與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、IBD 的炎癥進(jìn)程,但在AIH 中的作用尚不清楚。LIU 等[45]采用Con A 誘導(dǎo)肝炎模型,首次發(fā)現(xiàn)Con A 處理的WT 小鼠肝臟中IL-34 的表達(dá)低于陰性對(duì)照小鼠,提示IL-34 可能在Con A 誘導(dǎo)的肝損傷中起保護(hù)作用,他們還發(fā)現(xiàn)用Con A處理的IL34-/-小鼠的壞死面積比WT大,IL-34的丟失削弱了IL-10、Arg-1 的表達(dá),抑制了M2 型巨噬細(xì)胞的活化,加重了肝組織壞死。為進(jìn)一步驗(yàn)證,他們將RAW264.7 巨噬細(xì)胞與IL-34 共培養(yǎng),最終得出結(jié)論:IL-34在AIH 中可能通過(guò)驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞向M2表型極化抑制炎癥,防止肝損傷。
同樣,調(diào)節(jié)炎性巨噬細(xì)胞向抗炎表型轉(zhuǎn)化也是治療AIH 行之有效的方法。間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell,MSC)通過(guò)Nrf2/HO-1 信號(hào)通路可促進(jìn)肝臟組織中M1 型巨噬細(xì)胞向M2 型巨噬細(xì)胞極化,維持自身免疫性肝炎小鼠模型肝臟炎癥內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,發(fā)揮其保護(hù)肝組織的作用[46]。最近有研究者指出,胡桃科植物楓楊醇提物能夠降低血清IL-6和TNF-α 的含量,從而有效抵抗Con A 所致的AIH的機(jī)制可能與抑制STAT3 的磷酸化有關(guān)[43]。但有趣的是,IL-6和TNF-α同屬于M1型巨噬細(xì)胞分泌的促炎因子,楓楊醇提物發(fā)揮作用的機(jī)制是否也與巨噬細(xì)胞極化有關(guān),值得進(jìn)一步考究。由于目前還沒(méi)有針對(duì)AIH 十分有效的治療方法,因此深入探究其發(fā)病機(jī)制對(duì)臨床具有深刻的指導(dǎo)意義,巨噬細(xì)胞極化也成為近年來(lái)治療AIH熱門(mén)的切入點(diǎn)。
3.3 巨噬細(xì)胞極化與哮喘(asthma,AA) AA 是一種以氣道高反應(yīng)性、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、黏液過(guò)度產(chǎn)生和氣道重塑為特征的慢性炎癥性疾病。肺巨噬細(xì)胞表型調(diào)節(jié)紊亂是AA 發(fā)病機(jī)制之一,不同極化類型的肺巨噬細(xì)胞導(dǎo)致AA 發(fā)展走向相反[47]。目前普遍認(rèn)為M2 型巨噬細(xì)胞在AA 發(fā)病中起主導(dǎo)作用,有利于組織修復(fù)和肺組織微環(huán)境內(nèi)穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)。然而,過(guò)多的M2 型巨噬細(xì)胞會(huì)增加細(xì)胞募集和黏液分泌,導(dǎo)致氣道高反應(yīng)性。MOREIRA 等[48]將M2 表型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)移到真菌誘導(dǎo)的AA 小鼠的肺中后發(fā)現(xiàn)炎癥反應(yīng)增強(qiáng),加速了AA 的病理進(jìn)程。LncRNA是新近發(fā)現(xiàn)的RNA 元件,在多種細(xì)胞功能中發(fā)揮作用,在巨噬細(xì)胞極化中也發(fā)揮重要作用,LncRNA AK085865 在AA 小鼠中高表達(dá),被定義為粉塵螨蛋白1誘導(dǎo)的AA期間巨噬細(xì)胞極化的調(diào)節(jié)劑,并促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 型極化,刪除AK085865 會(huì)降低M2型巨噬細(xì)胞的百分比,表明AK085865 的缺失是AA保護(hù)作用的關(guān)鍵因素,AK085865 耗竭可通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化來(lái)改善AA 氣道炎癥[49]。P2X7R(嘌呤能受體P2X,配體門(mén)控離子通道7 受體)是P2Xr(嘌呤能受體P2X)亞家族的成員,選擇性地表達(dá)于巨噬細(xì)胞、DCs 和其他免疫細(xì)胞表面。ATP 是一種內(nèi)源性危險(xiǎn)信號(hào),是P2X7R的生理激活劑。eATP和P2X7受體形成ATP/P2X7R軸,與許多炎癥介質(zhì)一起促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)展[50]。最新研究證實(shí)ATP/P2X7R激活P2X7R 誘導(dǎo)了M2 型肺巨噬細(xì)胞極化,抑制了M1 型極化,參與了AA 的發(fā)?。?1]。這一發(fā)現(xiàn)更加印證了M2型巨噬細(xì)胞在AA發(fā)病中的主導(dǎo)作用。
然而,越來(lái)越多的證據(jù)支持M1 表型巨噬細(xì)胞參與AA 的發(fā)生發(fā)展。在嚴(yán)重形式的AA 中,特別是在糖皮質(zhì)激素治療耐藥的患者中,巨噬細(xì)胞被顯示為M1 表型,從而產(chǎn)生大量促炎介質(zhì),包括TNF-α、IL-1、IL-1β、NO,從而加劇了肺損傷,加速了氣道重塑[52]。例如,在過(guò)敏原誘導(dǎo)的氣道疾病小鼠模型中,M1 表型產(chǎn)生的NO 導(dǎo)致DNA 氧化損傷和炎癥,增加黏液產(chǎn)生,并放大肺損傷[53]。在蟑螂提取物(cockroach extract,CRE)誘導(dǎo)的AA 小鼠模型中發(fā)現(xiàn),MSC 可通過(guò)激活芳香烴受體(aromatic hydrocarbon receptor,AHR)信號(hào)將巨噬細(xì)胞從促炎的M1 表型極化為抗炎的M2 表型[54]。另外,氫氣吸入可促進(jìn)卵清蛋白(ovalbumin,OVA)誘導(dǎo)的AA 小鼠肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能,這可能與氫氣的抗氧化作用和激活Nrf2 途徑有關(guān)[55]。關(guān)于AA 發(fā)病過(guò)程中哪種類型的肺巨噬細(xì)胞占主導(dǎo)地位仍有爭(zhēng)議,但巨噬細(xì)胞無(wú)疑是探討其發(fā)病機(jī)制中關(guān)鍵一環(huán),因而調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化平衡也是臨床解決AA的重要途徑。
3.4 巨噬細(xì)胞極化與肥胖癥 肥胖是一種代謝紊亂性疾病,可能導(dǎo)致胰島素抵抗,葡萄糖耐受不良,血脂異常以及高血壓。大量證據(jù)表明,肥胖也是一種慢性低度炎癥性疾?。?6]。肥胖的炎癥反應(yīng)的重要引發(fā)劑是脂肪組織,其由脂肪細(xì)胞、前脂肪細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞)組成,特別是巨噬細(xì)胞對(duì)脂肪組織的感知是肥胖相關(guān)合并癥的關(guān)鍵事件[57]。巨噬細(xì)胞的聚集與肥胖的程度相關(guān),肥胖者的脂肪細(xì)胞通過(guò)釋放炎癥介質(zhì),如趨化因子、腫瘤壞死因子或游離脂肪酸來(lái)促進(jìn)巨噬細(xì)胞的聚集和激活,激活的巨噬細(xì)胞會(huì)分泌促炎細(xì)胞因子并形成炎性回路,從而阻斷脂肪細(xì)胞的胰島素作用并導(dǎo)致胰島素抵抗[58]。肥胖小鼠中以M1型巨噬細(xì)胞為主,他們?cè)谥炯?xì)胞的參與下分泌促炎細(xì)胞因子,導(dǎo)致胰島素抵抗。此外,肥胖應(yīng)激不僅促進(jìn)炎性巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)到脂肪組織中,而且還導(dǎo)致M2 型駐留巨噬細(xì)胞表型轉(zhuǎn)變?yōu)镸1 型[59]。然而,瘦肉動(dòng)物的脂肪組織還含有中等數(shù)量的M2 型巨噬細(xì)胞,在人類肥胖中結(jié)果也是如此[60]。因此,肥胖的原因之一可能與M1 促炎巨噬細(xì)胞過(guò)度反應(yīng),巨噬細(xì)胞極化失衡有關(guān)。在肥胖的發(fā)展過(guò)程中,脂肪細(xì)胞也被證明是巨噬細(xì)胞極化的協(xié)調(diào)器,其分泌蛋白組轉(zhuǎn)變?yōu)榇傺仔蕴卣?,從而誘發(fā)M1 樣極化[61]。葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白94(glucose-regulated protein 94,GRP94)最近被證實(shí)是M1 型巨噬細(xì)胞極化、胰島素抵抗和炎癥的一種新的調(diào)節(jié)因子[62]。
調(diào)整巨噬細(xì)胞極化狀態(tài),增加抗炎巨噬細(xì)胞的形成,是治療肥胖癥的可能途徑之一。一項(xiàng)動(dòng)物研究表明,在慢性減肥過(guò)程中,脂肪組織中M2 型巨噬細(xì)胞增多,這些細(xì)胞可能通過(guò)預(yù)防炎癥和促進(jìn)胰島素敏感性而在脂解和組織穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用,且M2型巨噬細(xì)胞在遇到寒冷的環(huán)境時(shí),可使細(xì)胞功能和生理過(guò)程保持在正常狀態(tài)[63-64]。這些都說(shuō)明M2型巨噬細(xì)胞在抵抗肥胖過(guò)程中起關(guān)鍵作用。IL-6在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)中具有促炎和抗炎雙重作用。在急性炎癥和敗血癥模型中,IL-6 促進(jìn)炎癥并介導(dǎo)單核細(xì)胞募集。但最近一項(xiàng)研究顯示了IL-6 的抗炎功能,在高脂飲食喂養(yǎng)的肥胖小鼠中,髓樣細(xì)胞中IL-6信號(hào)的破壞導(dǎo)致系統(tǒng)性炎癥過(guò)度,驅(qū)動(dòng)小鼠朝M2型巨噬細(xì)胞極化[65]。BRAUNE 等[66]最近證實(shí)了IL-6介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞反應(yīng)的這種雙重性,表明IL-6 促進(jìn)了肥胖期間脂肪組織中M2 樣巨噬細(xì)胞的局部增生,可能是通過(guò)IL-4Rα 上調(diào)而對(duì)IL-4 增敏。另外,最新研究發(fā)現(xiàn),Spexin(SPX)是一種新型的脂肪因子,與許多代謝作用有關(guān),例如胃腸運(yùn)動(dòng)、胰島素和葡萄糖穩(wěn)態(tài)、脂質(zhì)代謝和能量平衡[67]。GAMBARO等[67]證實(shí)SPX 直接或間接通過(guò)成熟的脂肪細(xì)胞誘導(dǎo)M1 型巨噬細(xì)胞極化的降低,從而改善肥胖狀況。此外,轉(zhuǎn)化M1/M2 表型也是治療肥胖的有效措施。研 究發(fā) 現(xiàn),2- 甲 氧 基雌 二醇(2-methoxyestradiol,2ME2)通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),并將巨噬細(xì)胞從促炎的M1 表型轉(zhuǎn)變?yōu)镸2 的抗炎表型,可改善高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖和糖耐量異常[68]。另外,表觀遺傳機(jī)制也參與肥胖期間調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化,最新研究證實(shí),肥胖時(shí)巨噬細(xì)胞炎癥抑制轉(zhuǎn)錄本(一種新的保護(hù)性長(zhǎng)非編碼RNA)的缺失,可能通過(guò)表觀遺傳機(jī)制導(dǎo)致巨噬細(xì)胞促炎表型和代謝紊亂[69]??梢?jiàn),巨噬細(xì)胞極化在治療肥胖過(guò)程中也起到不可或缺的作用。
巨噬細(xì)胞是固有免疫系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一部分,其可根據(jù)特定的環(huán)境進(jìn)行表型和功能動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的這一“極化”現(xiàn)象,不僅在炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用,也參與了許多代謝性疾病、感染、動(dòng)脈粥樣硬化、膿毒癥及癌癥等疾病的病理過(guò)程,以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化平衡為中心的治療策略已經(jīng)愈來(lái)愈受到國(guó)內(nèi)外研究人員的重視和采納。盡管近年來(lái)在巨噬細(xì)胞極化的認(rèn)識(shí)上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但仍有許多方面需要深入研究:①巨噬細(xì)胞極化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,目前監(jiān)測(cè)只能固定在某個(gè)時(shí)間和特定環(huán)境中,未來(lái)應(yīng)考慮如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),以便更好地觀察其變化;②人和小鼠中的巨噬細(xì)胞存在差異,不能一概論之,雖然目前實(shí)驗(yàn)有局限性,但未來(lái)可以考慮采用人源化小鼠觀察,盡可能地縮小由巨噬細(xì)胞不同的采集來(lái)源所帶來(lái)的差異,為觀察巨噬細(xì)胞極化在人類疾病中發(fā)揮的作用提供更優(yōu)解;③對(duì)于如何調(diào)控巨噬細(xì)胞極化的相關(guān)通路值得更深入的研究,以期為臨床提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。