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巨噬细胞
更新时间: 2024-10-14 21:42
概述 巨噬细胞是免疫系统的一种白细胞,可吞噬死亡细胞、细胞碎片、免疫复合物、细菌等。同时,可产生生长因子和信号分子,这不仅促进宿主对入侵微生物的保护,而且对器官发育和体内平衡也至关重要。越来越多的证据表明,巨噬细胞调控着基本的生理过程,如血管形成、脂肪生成、代谢以及中枢和周围神经元的功能[1]。(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10017071/)对巨噬细胞的研究有助于我们更好地理解免疫反应的调控机制,并为相关疾病的治疗提供新的策略。 介绍 巨噬细胞源于骨髓中造血干细胞的单核细胞,1884年,是由俄罗斯动物学家Elie Metchnikoff首次提出,单核细胞作为常驻单核细胞或有炎症时作为炎性单核细胞迁移到常驻组织中,迁移到组织后,分化为组织特异性巨噬细胞[2](图1)。(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2724991/)存在于所有组织中,具有很大的功能多样性,在发育、体内平衡、组织修复和免疫中发挥作用。 图1 巨噬细胞来源[2] 巨噬细胞在发育、稳态和疾病中的作用 巨噬细胞主要执行三种基本功能,即吞噬作用、外源抗原呈递以及分泌细胞因子和生长因子以进行免疫调节,几乎在生物体的各个方面都发挥着作用,从发育、体内平衡到修复,以及调节炎症和肿瘤免疫反应等方面发挥着重要作用(图2)[3]。(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3725458/) 图2 巨噬细胞在发育、稳态和疾病中的作用[3] 巨噬细胞在炎症性疾病的研究 巨噬细胞在许多慢性疾病中起主要作用,包括动脉粥样硬化、哮喘、炎症性肠病、类风湿性关节炎和纤维化。巨噬细胞在多种因素的影响下,在不同的炎症环境中表现出极化和分化为不同的表型。当暴露于脂多糖(LPS)、干扰素-α(INF-α)、IL-12、IL-23和其他刺激时,静息巨噬细胞(M0)极化为促炎性M1型巨噬细胞(M1)。相反,IL-4和IL-10会增加抗炎性M2型巨噬细胞(M2)的发育(图3)。M1/M2巨噬细胞平衡极化决定着在炎症或损伤中的影响。当细胞因子改变时,M1或M2发生可逆的功能变化,使它们能够对体内炎症做出反应。当发生炎症和损伤巨噬细胞首先表现出M1表型,释放TNF-α,IL-1β,IL-12和IL-23对抗刺激。但是,如果持续表现M1表型,就会造成组织严重损伤。因此,M2巨噬细胞分泌大量IL-10和TGF-β抑制炎症。M2型巨噬细胞具有四种亚型(M2a、M2b、M2c和M2d),通过分泌不同的细胞因子,M2型巨噬细胞的四种亚型在不同形式的炎症和疾病中也发挥着不同的作用[4]。(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11039887/) 图3 巨噬细胞M1/M2极化[4] 巨噬细胞在肿瘤方向的研究 巨噬细胞是肿瘤微环境中最重要的免疫细胞之一。基于吞噬作用,巨噬细胞可以在早期消除肿瘤细胞,但在肿瘤微环境中刺激因子的刺激下,它们逐渐转化为具有M2表型的肿瘤相关巨噬细胞(TAM),并通过抑制免疫、诱导血管生成和支持癌症干细胞来促进肿瘤生长和转移[5]。 M2巨噬细胞在促进肿瘤发展中的功能取决于促炎细胞因子,如TNF-α、IL-6和IL-11,它们可以激活癌细胞中的核因子-κB(NF-κB)和信号转导和转录激活因子3(STAT3)通路。此外,M2 TAM通过增加血管内皮生长因子-A(VEGF-A)和血管内皮生长因子-C(VEGF-C)的表达来促进血管生成和淋巴管生成,从而促进肿瘤进展[5]。(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11007015/) 参考文献: Mass E, Nimmerjahn F, Kierdorf K, Schlitzer A. Tissue-specific macrophages: how they develop and choreograph tissue biology. Nat Rev Immunol. 2023 Sep;23(9):563-579. doi: 10.1038/s41577-023-00848-y. Epub 2023 Mar 15. PMID: 36922638; PMCID: PMC10017071. Mosser DM, Edwards JP. Exploring the full spectrum of macrophage activation. Nat Rev Immunol. 2008 Dec;8(12):958-69. doi: 10.1038/nri2448. Erratum in: Nat Rev Immunol.2010 Jun;10(6):460. PMID: 19029990; PMCID: PMC2724991. Wynn TA, Chawla A, Pollard JW. Macrophage biology in development, homeostasis and disease. Nature. 2013 Apr 25;496(7446):445-55. doi: 10.1038/nature12034. PMID: 23619691; PMCID: PMC3725458. Luo M, Zhao F, Cheng H, Su M, Wang Y. Macrophage polarization: an important role in inflammatory diseases. Front Immunol. 2024 Apr 10;15:1352946. doi: 10.3389/fimmu.2024.1352946. PMID: 38660308; PMCID: PMC11039887. Zhou L, Zhao T, Zhang R, Chen C, Li J. New insights into the role of macrophages in cancer immunotherapy. Front Immunol. 2024 Mar 28;15:1381225. doi: 10.3389/fimmu.2024.1381225. Erratum in: Front Immunol. 2024 May 16;15:1427337. doi: 10.3389/fimmu.2024.1427337. PMID: 38605951; PMCID: PMC11007015.