巨噬细胞参与肾纤维化的分子机制及治疗研究进展_蔡长景

能分泌 细 胞 外 基 质 （ FN、 胶 原 等） 、 改变基质金属蛋白酶 （ MMPs） 及其抑制因子（ TIMPs） 的分泌量， 破坏 MMPs / TIMPs 的动态平衡， 影响细胞外基质的降解 ， 从而直接参与肾间质 纤维化的形成， 但是， 关于 MMPs 在肾纤维化中的具体作用 还存在争论。 1． 2． 2 参与肾脏损伤的修复 巨噬细胞作为炎症反应与修
［4 ］
。本文总结了 ＲF 中巨噬细胞发生作用的主要通路
以及相关 ＲF 治疗措施的研究现状 。
1
1． 1
巨噬细胞
巨噬细胞概述 巨噬细胞是由单核细胞分化而来的一
种白血球， 在组织中定居的巨噬细胞可以趋化到炎症感染部 FC 受体、 位。它能够表达包括补体受体 、 清道夫受体、 模式 识别受体等多种受体 ， 同时表达和分泌多种酶类和生物活性 产物。在病原体组分及趋化因子的作用下 ， 巨噬细胞可以聚 集到炎症部位， 通过分泌多种细胞因子和炎症介质［血小板 源性生长因子 （ PDGF ） 、 一氧化氮 （ NO ） 、 活性氧（ ＲOS） 、 白细 胞介素（ IL） 、 肿瘤坏死因子 （ TNF － α） 、 补体和金属蛋白酶类
［11 ］
平显著下调。 CHOW 等
［21 ］
达水平和Ⅳ型胶原的沉积程度与疾病的严重程度密切相关 ， 推测巨噬细胞浸润程度与疾病进展严重程度密切相关 。 为 了进一步了解相关机制 ， 研究者还通过肾静脉腺病毒微注射 在肾脏局部高表达细胞因子信号转导抑制蛋白 （ suppressors of cytokine signaling， SOCS） ，有效抑制 JAK / STAT 通路， 发现 MCP － 1 、 ICAM － 1 和 IL － 6 的 间质巨噬细胞浸润明显减轻 ， 表达水平明显降低， 同时纤维化核心通路 TGF － β 及其下游 靶基因Ⅳ型胶原和纤维连接蛋白的表达水平明显减低 ， 肾小 管上皮细胞的异常增生能力明显减弱 ， 提示巨噬细胞的作用 途径与 JAK / STAT 通路密切相关。 研究证实在大鼠肾缺血 再灌注模型小鼠阿霉素肾病模型及狼疮型肾病模型中 ， 间质
［9 － 10 ］
。 目前， 对于巨噬
巨噬细胞在肾纤维化中的作用途径
单核巨噬细胞可 指出，
细胞在肾组织中的炎症浸润机制研究还不是非常透彻 ， 但可
* 国家自然科学基金资助项目 （ 编号： 811016 ） ， 湖南省自然科学基 金资助项目（ 编号： 13JJ4030 ） ，中南大学大学生创新性课题 （ 编号： YC13262 ） ， 中南大学本科生自由探索项目（ 编号： 2282013bks090 ） △通信作者。博士； E － mail： liuchi7669@ gmail． com
［22 － 24 ］ 。对 动 物 予 以 巨噬细胞 存 在 JAK / STAT 通 路 的 活 化
。 CAO 等［12］ 研究发现巨噬细胞和浆细
胞样树 突 状 细 胞 （ pDC ） 可 以 操 纵 外 来 的 M2 巨 噬 细 胞 （ M2A、 M2C） 和调控型 pDC， 它们可迁移到受损的肾脏或肾 M2 巨噬细胞 脏引流的淋巴结 （ ＲDLN ） 。 在受损的肾脏中， （ M2A、 M2C） 和调控型 pDC， 可以通过改善肾脏的炎症 、 减少 炎症浸润、 激活固有巨噬细胞、 抑制 CD4 和 CD8 T 细胞增殖 M2c 的巨噬细胞和调节性 pDC， 促进组织重塑。 与此同时， 还可以促进肾引流淋巴结中的调节性 T 细胞 （ TＲEG ） 的增 殖， 从而抑制其他炎症细胞对肾功能损伤 。 KAPLAN 等
［6 ］
活化状态和功 根据巨噬细胞的细胞膜表面的标志分子 、 能差异， 巨噬细胞可分为 M1 和 M2 型。 M1 型即经典活化 （ 由 γ 干扰素， 脂多糖或者细胞因子如 TNF 诱导活化 ） 的巨 IL － 13 免疫复合物、 噬细胞，而 M2 型即替代性活化（ IL － 4 、 IL － 10 等多种刺激物诱导活化 ） 的巨噬细胞。 M1 和 M2 型 巨噬细胞可通过分泌不同细胞因子 ，发挥免疫调节的作用 。 M1 型主要表达的细胞因子有 IL － 1 、 IL － 6 、 IL － 12 、 TNF － CC 亚族趋化因子 （ CCL2 、 α、 巨噬细胞趋化蛋白 （ MCP ） － 1 、 CCL3 、 CCL4 、 CCL20 / MIP － 3a ） 、 ＲOS、 NO 等， 主要介导炎症 反应和免疫损伤。 M2 型则主要表达， 纤维连接蛋白 （ FN ） 、 galectin － 3 、 TNF － α、 IL － 10 、 IL － 12 、 胰岛素样生长因子 （ IGF） 、 转化生长因子 （ TGF － β ） 、 细胞外基质 （ ECM ） 等， 可 通过产生营养因子减少促炎症因子的分泌 ， 而且 M2 型巨噬 细胞具有很强的吞噬能力 1． 2
［13 － 14 ］
JAK2 酪氨酸磷酸化抑制剂 AG490 干预后， 下调 JAK2 磷酸 化水平的同时， 可明显减轻间质巨噬细胞浸润 ， 下调趋化因 子 MCP － 1 和 ICAM － 1 及纤维化相关平滑肌肌动蛋白 （ α － SMA） 型胶原 TGF － β 等蛋白的表达， 缓解小管间质损伤和 纤维化程度 新靶点。 2． 2 TGF － β1 / Smad 信号通路
广东医学 2014 年 3 月 第 35 卷第 5 期
Guangdong MedБайду номын сангаасcal Journal
Mar． 2014 ，Vol． 35 ，No． 5
· 771· 肾间质 MCP － 1 的表 研究发现，
调 控 炎 症 反 应 的 进 行， 同时产生如 复的重 要 中 间 细 胞， bFGF、 IGF、 HGF 和 IL － 10 等与修复相关的细胞因子 ， 参与 肾脏损伤的修复
· 770·
广东医学 2014 年 3 月 第 35 卷第 5 期
Guangdong Medical Journal
Mar． 2014 ，Vol． 35 ，No． 5
综述·讲座
巨噬细胞参与肾纤维化的分子机制及治疗研究进展
蔡长景，刘持 △ ，秦晓群
中南大学湘雅医学院生理学系 （ 长沙 410078 ）
［ 2 ］ 等］ ， 参与机体多种炎症过程。
。（ 2 ）
NO、 巨噬细胞也可以通过合成活性氧自由基 、 非特异性酯酶 等引起细胞毒效应， 直接损伤或刺激肾脏固有细胞 ， 从而使 肾脏固有细胞活化， 分泌很多炎症和促纤维化因子 ， 如 IL － 1、 ＲANTES、 TGF － β、 PDGF、 CTGF、 bFGF 等， 内皮素 － 1 、 进而 促进纤维化的发展
［1 ］
以确定的是， 巨噬细胞的浸润是在多种炎症因子 、 趋化因子、 细胞黏附因子等的介导下进行的 。 血液中单核细胞与血管 内皮细胞发生黏附， 同时诱导趋化因子及慢性炎症因子等大 量释放， 导致肾间质单核细胞局部广泛聚集 ， 分化为巨噬细 胞。肾组织中的巨噬细胞的聚集 ， 主要由炎症趋化因子以及 黏附因子的表达增多引起的 ， 炎症因子则为炎症反应放大和 持续的基础。当巨噬细胞在肾组织中发生浸润 ， 表明巨噬细 胞开始被激活参与炎症反应 ， 进而参与诱导肾纤维化 。 现有 国内外研究表明巨噬细胞的活化 ， 既可以促进肾纤维化， 又 对肾脏的损伤修复也有重要作用 。 1． 2． 1 促进肾纤维化 巨噬细胞促进肾纤维化的作用途径 IL － 大概可以分成以下几种： （ 1 ） 分泌炎性介质如 TNF － α、 1 β， B 淋巴细胞和肾脏固有细胞， 从而激活免疫反应， 活化 T、 上调其表面的 MHC － I 类分子和黏附分子的表达 ， 从而募集 更多的炎性细胞到达病变部位 ， 放大炎症反应过程
［13 ］
肾脏的损伤可以激 在研究进一步证实，
活先天性免疫促使单核细胞募集从而分化成为巨噬细胞 ， 然 而局部组织环境决定巨噬细胞分化为 M1 型或 M2 型的走 向。初始状态下， 病原体和坏死细胞激活 Toll 样受体和其他 的先天免疫受体， 是推动巨噬细胞向“M1 ” 促炎性巨噬细胞 极化的因素。与此相反， 巨噬细胞吞噬的凋亡细胞和其他抗 炎症信号， 促使巨噬细胞向抗发炎或纤维化“M2 ” 的表型的 M2 型巨噬细胞促进 ECM 的降解。 从而修复损 极化。最后， 伤的肾脏， 抑制肾纤维化的进行。 巨噬细胞可能通过调节 MMPs / TIMPs 的动态平衡促使 ECM 的降解， 具体作用机制 尚不明确
［26 ］ ［25 ］
。以上研究提示， 介导巨噬细胞浸润和炎症
反应的 JAK / STAT 通路， 可成为一个延缓间质纤维化进程的 转化生长因子 － β （ TGF －
。
β） 是一大组结构上相关的多肽创始成员之一 ， 在有机体中 具有多效性功能 TGF － β1 的 。 由以往的研究不难得出， TGF － 过度表达是巨噬细胞影响肾纤维化的一种重要方式 ， 并可诱 β1 已长期被认为是肾间质纤维化的一种重要介质 ， TGF － β1 过度表达可刺激系膜细胞 、 导肾脏瘢痕形成， 肾小 管细胞、 间质纤维细胞合成胶原 、 纤维连接蛋白和层黏连蛋 白， 可导致 ECM 积聚， 以及肾间质上皮细胞的转化 （ EMT ） ， 这些过程主要通过激活其下游 Smad 信号通路来完成的。在 Smad3 是肾脏炎症和纤维化中 ， TGF － β / Smad 一般情况下， Smad2 对肾 信号通路下游的一个关键调节分子 。与此相反， 脏起保护作用， 并有竞争性抑制 Smad3 的信号通路， 包括磷 酸化和核转位， 抑制肾纤维化。Smad4 是 Smad 家族蛋白， 但 扮演着不同的角色， 它在促进 Smad3 蛋白介导的肾脏纤维化 的同时， 可以通过刺激 Smad7 的转录表达抑制 NF － κB 驱动 Smad7 是肾脏的炎症和纤维化的负 肾脏炎症的发生。所以， 调节 分 子。 可 能 机 制 为： Smad7 通 过 招 募 E3 连 接 酶， 如 SMUＲF2 ， 阻碍 TGF － β 受体复合物的形成或通过泛素蛋白 酶体降解途径促进 Smad 蛋白降解， 从而抑制 TGF － β / Smad Smad7 表达可诱导 IκBα 表达， 信号通路的传导。此外， 从而 防止 NF － κB 的亚基磷酸化。 但在患病的肾脏中 Smad7 难 以表达， 这导致了 TGF － β / Smad 和 NF － κB 信号通路之间 的不平衡， 从而加剧了肾纤维化和炎症的发展 。 因此， 调控 肾脏 Smad7 的表达， 可以在 Smad 蛋白和 NF － κB 信号通路 之间重新建立平衡， 从而抑制肾纤维化和减少炎症反应的发 生
*
DOI:10.13820/ki.gdyx.2014.05.056 慢性肾脏疾病（ CKD） 是当今医学难题之一 ， 而慢性肾脏
疾病导致肾功能衰竭的共同途径为肾纤维化 （ renal fibrosis， ＲF） 。大量的临床试验以及动物试验表明 ， 肾功能衰竭与肾 的纤维化程度存在直接相关关系 。因此， 患者的治疗效果很 大程度依赖于肾纤维化的程度 。 肾纤维化的发病机制是在 各种致病因素 （ 如化学、 物理以及机体本身的遗传因素 ） 的 作用下， 引发诱导炎症细胞的浸润 ， 肾间质成纤维细胞大量 增殖， 细胞外基质（ ECM ） 在肾间质的过度沉积及肾单位的 进行性丢失。 因此， 炎症反应在 ＲF 进程中有着重要作用， 相关研究表明巨噬细胞在肾小球肾炎的炎症浸润中起主导 作用
［3 ］
。 （ 3 ） 浸润的巨噬细胞本身也可以分
IL － 2 、 IL － 6 、 IL － 8 、 TNF － α， 泌大量的细胞因子， 如 IL － 1 、 MCP － 1 、 诱导型一氧化氮合成酶 （ NOS ） 等， 而单核巨噬细胞 和球周成纤维细胞进入鲍曼式囊参与间质纤维化就是依靠这 些后续细胞因子招募的， 临床研究证实
［7 ］
， IgA 肾病患者的尿
MCP － 1 和 IL － 6 的含量明显增高， 液中， 其含量水平可以代 表着 IgA 肾病的不同分期， 也可以根据此指标来预测疾病的 预后和治疗的效果。动物研究表明
［8 ］
， MCP － 1 可能参与了
肾小管间质结构和功能的修复 ， 抑制 MCP － 1 的表达可以抑 制终末期肾病肾脏的炎症反应 ， 从而保护肾脏， 延缓疾病的 发展进程， 据此我们可以发现 MCP － 1 在慢性肾功能不全的 进展中起着重要的作用 。（ 4 ） MMPs / TIMPs 的动态平衡对肾 纤维化也有重要意义 。 有研究
［5 ］
。 有研究表明，肾小管间质纤维化的
早期， 间质中已有明显的单核巨噬细胞聚集 ， 这些巨噬细胞 来源于炎症的浸润和局部增生 ， 与此同时， 肾小管上皮细胞 M － CSF 在单核巨噬细胞浸润和增生中起 表达的 MCP － 1 、 了重要的调控作用， 提示肾间质的单核巨噬细胞聚集与肾小 管的变性高度相关