巨噬細(xì)胞與炎性反應(yīng)

巨噬細(xì)胞與炎性反應(yīng)

mcclovac細(xì)胞在固有免疫反應(yīng)中起著重要作用，是炎癥反應(yīng)中最重要的調(diào)節(jié)細(xì)胞。當(dāng)宿主發(fā)生病原體感染后,巨噬細(xì)胞在有效清除病原體方面起了關(guān)鍵的作用。但是,如果促炎反應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)期沒有終止,就會(huì)導(dǎo)致組織損傷。因此,在發(fā)生炎癥反應(yīng)之后,必須要有組織的修復(fù)過程。因此,疾病的不同時(shí)期、組織內(nèi)在環(huán)境的改變及產(chǎn)生細(xì)胞因子的變化將會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生不同類型的巨噬細(xì)胞來分別介導(dǎo)促炎性或抑制炎性反應(yīng)。不同類型的巨噬細(xì)胞具有各自的特征,它們?cè)诒砻娣肿拥谋磉_(dá)、細(xì)胞因子及趨化因子的分泌等功能方面都有不同。通過干擾素-γ及細(xì)菌脂多糖(LPS)活化的經(jīng)典巨噬細(xì)胞即為Ⅰ型巨噬細(xì)胞(M1),在炎癥早期承擔(dān)著重要作用,起著促炎反應(yīng)。而通過Th-2細(xì)胞因子如IL-4、IL-13及免疫復(fù)合物等活化的巨噬細(xì)胞為非經(jīng)典巨噬細(xì)胞即Ⅱ型巨噬細(xì)胞(M2),表達(dá)抑制炎癥因子,起著抑制炎癥反應(yīng)及組織的修復(fù)作用。其中Ⅱ型巨噬細(xì)胞又包括三種亞型,分別為M2a、M2b、M2c。M2a、M2b發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用及促進(jìn)Ⅱ型免疫反應(yīng),而M2c有抑制免疫反應(yīng)及組織重構(gòu)作用。具體分型及各自的作用見圖1。1流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞的表達(dá)在體外,人的Ⅰ型及Ⅱ型巨噬細(xì)胞都可以由CD14單核細(xì)胞在不同細(xì)胞因子誘導(dǎo)下獲得。在完全培養(yǎng)液中加入重組人的GM-CSF(granulocytemacrophagecolony-dependentfactor,GM-CSF)可獲得Ⅰ型巨噬細(xì)胞,而加入人的M-CSF可獲得Ⅱ型巨噬細(xì)胞。培養(yǎng)6d后,大部分Ⅰ型巨噬細(xì)胞以煎雞蛋的形狀貼壁,而Ⅱ型巨噬細(xì)胞卻以長梭型的形狀貼壁。通過流式細(xì)胞儀檢測巨噬細(xì)胞的表面分子發(fā)現(xiàn):兩種巨噬細(xì)胞表面都表達(dá)CD14分子、細(xì)胞間黏附分子-1(CD54)、CD11b、CD11c,且沒有明顯的區(qū)別。免疫球蛋白結(jié)合受體CD23/FcεRII和CD64/FcγRI的表達(dá)也表現(xiàn)出無區(qū)別,但CD16/FcγRIII和CD32/FcγRII在Ⅱ型巨噬細(xì)胞中表達(dá)的量高于Ⅰ型巨噬細(xì)胞。而CD163,一種富含半胱氨酸的清道夫受體家族成員,只在Ⅱ型巨噬細(xì)胞上表達(dá)。2th1在細(xì)胞生物學(xué)上的表達(dá)在體外,經(jīng)典的巨噬細(xì)胞是通過γ干擾素或者γ干擾素結(jié)合細(xì)菌產(chǎn)物如細(xì)菌脂多糖(LPS)刺激活化的。這種巨噬細(xì)胞分泌大量的IL-12、IL-23,但I(xiàn)L-10的分泌量低。并且這種活化的巨噬細(xì)胞能有效產(chǎn)生效應(yīng)分子如iNOS,及炎性細(xì)胞因子如TNF、IL-6、IL-12、IL-15,在Th1反應(yīng)中成為誘導(dǎo)性及效應(yīng)性細(xì)胞,從而有效清除病原體。非經(jīng)典的巨噬細(xì)胞包括M2a、M2b、M2c,分別是由IL-4或IL-13、免疫復(fù)合物、IL-10刺激活化的。Ⅱ型巨噬細(xì)胞的所有亞類都具有分泌少量IL-12和IL-23的特點(diǎn),且一般都高表達(dá)清道夫受體,例如CD163、甘露糖受體和半乳糖型受體。盡管在Ⅰ型巨噬細(xì)胞中,精氨酸代謝很豐富,產(chǎn)生大量的一氧化氮合成物,但是精氨酸代謝途徑卻主要存在于M2a和M2c細(xì)胞中,產(chǎn)生鳥氨酸以及脯氨酸?；罨蘑蛐途奘杉?xì)胞不能產(chǎn)生TNF、IL-6、IL-12、IL-15等促炎因子,卻主要分泌IL-10。此外,Ⅱ型巨噬細(xì)胞還分泌一些IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、干擾素誘導(dǎo)性蛋白10(IP-10)、巨噬細(xì)胞炎性蛋白1(MIP-1)等。3不同途徑誘導(dǎo)中胞型細(xì)胞誘導(dǎo)的磷酸化反應(yīng)Ⅰ型巨噬細(xì)胞和Ⅱ型巨噬細(xì)胞分泌的趨化因子也不同。細(xì)菌脂多糖LPS活化的巨噬細(xì)胞造成核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)依賴性炎性趨化因子如CXCL1、2、3、5、8、9、10和CCL2、3、4、5、11、17的轉(zhuǎn)錄。另外細(xì)菌脂多糖和γ干擾素也誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表達(dá)CXCL10、CXCL9和CCL5,細(xì)菌脂多糖是通過轉(zhuǎn)錄因子干擾素調(diào)節(jié)因子-3(IRF-3)的活化介導(dǎo)CXCL10、CXCL9和CCL5的產(chǎn)生,該過程將會(huì)造成β干擾素的產(chǎn)生及隨后STAT1(signaltransducerandactivatoroftranscription1)的活化。Ⅱ型巨噬細(xì)胞所誘導(dǎo)的信號(hào)一般會(huì)阻礙Ⅰ型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子。如IL-4和IL-10阻礙Toll樣受體-4和γ干擾素依賴的CXCL10、CCL5和CXCL9的產(chǎn)生。IL-10對(duì)LPS所活化的巨噬細(xì)胞的阻礙效應(yīng)依賴于兩種機(jī)制,分別是STAT3依賴性機(jī)制以及NF-κB活化抑制機(jī)制。IL-10也可通過對(duì)STAT1磷酸化的抑制直接阻礙CXCL10和CXCL9的表達(dá)。但是,Ⅱ型巨噬細(xì)胞所介導(dǎo)的信號(hào)并不只是抑制Ⅰ型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎趨化因子,也會(huì)誘導(dǎo)自身產(chǎn)生與Th2反應(yīng)有關(guān)的趨化因子,如在M2a中IL-4和IL-13選擇性誘導(dǎo)CCL24、CCL17和CCL22的產(chǎn)生。另外,IL-4也誘導(dǎo)CCL2的產(chǎn)生,通過對(duì)靶基因小鼠分析發(fā)現(xiàn)CCL2是與Th2相關(guān)的趨化因子。CCL18的表達(dá)也是由Th2相關(guān)的細(xì)胞因子如IL-4、IL-13和IL-10誘導(dǎo)產(chǎn)生,而γ干擾素所介導(dǎo)的信號(hào)會(huì)阻礙它的產(chǎn)生,因此CCL18也是由Ⅱ型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。4i型和ii型mcclovac細(xì)胞的功能差異4.1syk激酶是fcr治療的激活功能Ⅰ型巨噬細(xì)胞和Ⅱ型巨噬細(xì)胞都能吞噬膠乳顆粒,但是FcγR所介導(dǎo)的吞噬(如對(duì)致敏紅細(xì)胞的吞噬)有很大的區(qū)別,Ⅱ型巨噬細(xì)胞有更大的吞噬功能。98%的Ⅱ型巨噬細(xì)胞能吞噬致敏紅細(xì)胞,而只有30%左右的Ⅰ型巨噬細(xì)胞才具有這種功能。研究結(jié)果表明Syk激酶在FcγR介導(dǎo)的對(duì)紅細(xì)胞的吞噬過程中起著重要作用。Syk激酶缺陷型小鼠的巨噬細(xì)胞缺乏對(duì)FcγR結(jié)合的顆粒的吞噬作用,而且在FcγR誘導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)包括細(xì)胞內(nèi)的酪氨酸磷酸化及絲裂原活化的蛋白激酶活化方面都有欠缺。對(duì)缺乏Src家族激酶如Hck、Fgr、Lyn巨噬細(xì)胞的研究表明這些激酶雖然對(duì)吞噬作用并不是必需的,但是能促進(jìn)FcγR介導(dǎo)的吞噬作用。另外,FcγR、Syk和酪氨酸激酶Src家族之間的功能聯(lián)系已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。因此Ⅰ型巨噬細(xì)胞吞噬作用的缺陷可能與這些激酶與FcγR間的聯(lián)系有關(guān)。4.2絲氨酸激酶抑制劑實(shí)驗(yàn)大鼠輸注后細(xì)胞的活性胰島素抵抗是由于胰島素靶細(xì)胞功能的改變及分泌炎性因子的巨噬細(xì)胞的積累而產(chǎn)生的。從分子水平上,Ⅱ型巨噬細(xì)胞[其活化具有STAT6和PPARs依賴性)向Ⅰ型巨噬細(xì)胞[被NF-κB、活化蛋白1(AP1)及其他轉(zhuǎn)錄水平信號(hào)通路活化]的轉(zhuǎn)變促進(jìn)了胰島素抵抗的產(chǎn)生。機(jī)體處于消瘦狀態(tài)時(shí),巨噬細(xì)胞表達(dá)F4/80和CD11b,不表達(dá)CD11c或弱表達(dá)炎性標(biāo)志物,且能分泌抑炎因子如IL-10和胰島素敏感性因子。而當(dāng)肥胖時(shí),機(jī)體內(nèi)脂肪細(xì)胞代謝發(fā)生轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致脂肪水解增加及炎性游離脂肪酸的產(chǎn)生,繼而招募及活化Ⅰ型巨噬細(xì)胞,這種細(xì)胞分泌炎性因子從而降低胰島素的敏感性并且分泌趨化因子招募更多的巨噬細(xì)胞。這些炎性因子通過旁分泌的方式作用于胰島素靶細(xì)胞,激活該細(xì)胞內(nèi)的炎癥通路,導(dǎo)致JNK(JunN-terminalkinase)的活化,JNK是κB激酶β(IKKβ)及其他絲氨酸激酶的活化劑。這些絲氨酸激酶進(jìn)一步激活轉(zhuǎn)錄因子,如AP1和NF-κB,轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入細(xì)胞核激活一系列炎性基因的轉(zhuǎn)錄。絲氨酸激酶還能磷酸化胰島素受體底物蛋白、胰島素受體及其他胰島素信號(hào)分子。絲氨酸磷酸化還會(huì)干擾正常的胰島素作用從而誘導(dǎo)胞內(nèi)胰島素抵抗。在胰島素抵抗的狀態(tài)下,Ⅰ型巨噬細(xì)胞并不是惟一起作用的細(xì)胞,Ⅱ型巨噬細(xì)胞也發(fā)揮著作用。負(fù)反饋系統(tǒng)正好說明了Ⅱ型巨噬細(xì)胞起到了與Ⅰ型巨噬細(xì)胞相反的作用。Ⅱ型巨噬細(xì)胞分泌的IL-10發(fā)揮著抗炎作用,提高了胰島素敏感的可能性、如用IL-10處理3T3L1脂肪細(xì)胞能夠阻止TNF-α胞內(nèi)胰島素抵抗。4.3轉(zhuǎn)錄因子c/ebp在hiv-1基因復(fù)制中的作用研究結(jié)果表明,單核巨噬細(xì)胞也是HIV病毒感染的主要靶細(xì)胞,且是感染后期病毒的主要儲(chǔ)存場所。對(duì)疾病的研究表明,通過抗逆轉(zhuǎn)錄病毒的治療能明顯抑制HIV病毒在感染T細(xì)胞中的復(fù)制及減少病毒的抗原血癥,但是這種治療對(duì)HIV病毒感染淋巴網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞組織中的單核巨噬細(xì)胞卻無效,而且這種感染的巨噬細(xì)胞能在人體內(nèi)產(chǎn)生病毒顆粒。兩種類型的巨噬細(xì)胞對(duì)HIV病毒的易感性存在差異。在病毒的生命周期中,HIV病毒5’長端重復(fù)啟動(dòng)子(LTR)的激活是非常重要的步驟。NF-κB與HIV-1LTR上的位點(diǎn)結(jié)合對(duì)啟動(dòng)子激活很重要,且能導(dǎo)致病毒轉(zhuǎn)錄水平上復(fù)制。在巨噬細(xì)胞中,轉(zhuǎn)錄因子C/EBPβ對(duì)HIV-1的復(fù)制也非常重要,在HIV-1LTR上有3個(gè)C/EBPβ的結(jié)合位點(diǎn)。C/EBPβ有兩種同源異構(gòu)體,在巨噬細(xì)胞中較大的同源體刺激病毒的復(fù)制,而較小的同源體卻發(fā)揮著相反的作用。另一方面,HIV-1Nef蛋白能結(jié)合并激活胞內(nèi)酪氨酸激酶Hck,Hck能誘導(dǎo)HIV-1感染的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生CC趨化因子和巨噬細(xì)胞炎性蛋白1α和巨噬細(xì)胞炎性蛋白1β。趨化因子與受體結(jié)合后激活靜息型T淋巴細(xì)胞,使T淋巴細(xì)胞發(fā)生繼發(fā)性感染。研究表明,對(duì)HIV-1所介導(dǎo)的Hck激活的增強(qiáng)和對(duì)小型C/EBPβ異構(gòu)體的抑制能使Ⅱ型巨噬細(xì)胞易感染HIV-1,反之則Ⅰ型巨噬細(xì)胞不易發(fā)生感染。眾多研究也表明ROS包括H2O2通過NF-κB在LTR上的轉(zhuǎn)活性能促進(jìn)HIV-1復(fù)制。由于Ⅰ型巨噬細(xì)胞有很高的過氧化氫酶活性,因此只能產(chǎn)生微量的過氧化氫;相反Ⅱ型巨噬細(xì)胞的過氧化氫酶活性低,所以能產(chǎn)生較多的過氧化氫。因此過氧化氫酶活性的不同也決定了Ⅱ型巨噬細(xì)胞較Ⅰ型巨噬細(xì)胞更容易受HIV病毒感染。不同型巨噬細(xì)胞不僅在HIV易感性方面存在差異,在HIV感染后疾病的不同時(shí)期所起的作用也有所不同。Cassol等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在巨噬細(xì)胞感染R5HIV-1的早期(如感染了48h),Ⅰ型巨噬細(xì)胞導(dǎo)致HIV-1DNA的量的減少,而M2a感染HIV-1后,在48h內(nèi)HIV-1DNA的量沒有明顯變化。Cassol等還通過Westernblotting檢測了病毒相關(guān)蛋白,發(fā)現(xiàn)在Ⅰ型巨噬細(xì)胞中病毒蛋白的變化與病毒DNA的變化趨勢一致。而作者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Ⅱ型巨噬細(xì)胞(M2a)并不在病毒的入侵、逆轉(zhuǎn)錄及翻譯水平上對(duì)病毒起到抑制性作用,而是在HIV-1生命周期的后期起到抑制性作用。但是也有研究顯示在疾病的后期Ⅱ型巨噬細(xì)胞分泌的IL-10抑制了T細(xì)胞的活性,減少了炎性因子的產(chǎn)生,降低了機(jī)體的免疫力,從而促進(jìn)了疾病的進(jìn)展。4.4非經(jīng)典嘴唇巨噬細(xì)胞的監(jiān)視機(jī)制對(duì)阻止突變細(xì)胞的生長發(fā)揮重要的作用。有證據(jù)表明在體外活化的巨噬細(xì)胞能殺死突變的細(xì)胞,但是也有人發(fā)現(xiàn)缺少巨噬細(xì)胞對(duì)宿主患癌有很大的影響,甚至對(duì)宿主腫瘤康復(fù)有很大的益處,所以有人認(rèn)為在患癌或腫瘤的機(jī)體中,巨噬細(xì)胞具有相反的作用。經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞在腫瘤形成的早期階段起很大的作用,主要原因是這種細(xì)胞產(chǎn)生的物質(zhì)能導(dǎo)致DNA的損傷及基因的突變,從而導(dǎo)致宿主細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化。例如,肺結(jié)核患者在肺部留下疤痕,經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞就在這疤痕部位聚集,損壞宿主組織,導(dǎo)致細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。但是也有實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞在早期階段對(duì)腫瘤具有殺傷作用。然而隨著腫瘤的生長,腫瘤微環(huán)境影響著巨噬細(xì)胞,這些巨噬細(xì)胞被稱為腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞。最近研究顯示在腫瘤環(huán)境中,這種細(xì)胞是通過MyD88依賴的NF-κB活化途徑產(chǎn)生。這些腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞能抑制機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗原發(fā)生免疫反應(yīng),并且能抑制鄰近的巨噬細(xì)胞活化。最近的研究也表明這種巨噬細(xì)胞能促進(jìn)血管和淋巴管生成,從而促進(jìn)腫瘤的生長、遷移和轉(zhuǎn)化。當(dāng)這種巨噬細(xì)胞被活化,就會(huì)分泌一些促進(jìn)血管和淋巴管生成的物質(zhì),如酸性成纖維細(xì)胞生長因子(aFGF/FGF1)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF/FGF2)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VEGF)、轉(zhuǎn)化生長因子α和胰島素樣生長因子等物質(zhì)。同時(shí),巨噬細(xì)胞產(chǎn)生蛋白酶,從而釋放出一些以蛋白多糖、纖維蛋白片段的形式結(jié)合在肝素類硫酸根上的分子,這些分子抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs1、2、3、9和12)、血纖維蛋白溶酶、尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑及受體在促進(jìn)腫瘤血管和淋巴管生成中起到主要的作用。這些腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞高分泌IL-10,不分泌或微分泌IL-12,同時(shí)也不分泌TNFα,可能還抑制了抗原提呈細(xì)胞的活性。因此,此類細(xì)胞呈現(xiàn)著非經(jīng)典巨噬細(xì)胞的特點(diǎn),對(duì)腫瘤的生長具有促進(jìn)作用。例如,患有非霍奇金淋巴瘤患者的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞就比正常者高很多。但是,Steidl等在建立其他血液病如霍奇金淋巴瘤與巨噬細(xì)胞的模型時(shí)發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞只是個(gè)旁觀者,所以這種巨噬細(xì)胞在腫瘤方面的作用還有待研究。5型外周血細(xì)胞核巨噬細(xì)胞是重要的炎性細(xì)胞,具有多種功能,包括:吞噬和清除凋亡細(xì)胞及非功能性的胞外成分,從而維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定;分泌各種細(xì)胞因子、生長因子和趨化因子參與各種炎癥反應(yīng);向T細(xì)胞提呈抗原從而刺激活化T細(xì)胞。由于巨噬細(xì)胞分Ⅰ型巨噬細(xì)胞和Ⅱ型巨噬細(xì)胞,而Ⅱ型巨噬細(xì)胞有幾種小分型并且它們都有各自的功能,這就決定了不同類型的巨噬細(xì)胞在疾病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著不