巨噬细胞表型转换及其在肾缺血再灌注损伤中作用的研究进展

·综述·

巨噬细胞表型转换及其在肾缺血再灌注损伤中作用的研究进展

樊雪梅，容松（遵义医学院附属医院，贵州遵义５６３００３）

摘要：

肾移植术是治疗肾功能衰竭的重要方法，但移植后肾缺血再灌注损伤（ＲＩＲＩ）的发生又不可避免。研究发现，巨噬细胞与ＲＩＲＩ密切相关，在ＲＩＲＩ进程的炎症反应中发挥着重要作用。巨噬细胞极具可塑性和异质性，可极化为Ｍ１、Ｍ２两类亚型，分泌或促进多种细胞因子的生成以响应不同微环境的刺激。巨噬细胞及其表型转换在ＲＩＲＩ过程中发挥损伤与修复的双重作用，通过促进炎症反应、修复、纤维化等机制参与ＲＩＲＩ。 关键词：肾缺血再灌注损伤；表型转换；巨噬细胞；Ｍ１巨噬细胞；Ｍ２巨噬细胞 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２ ２６６Ｘ．２０１８．３０．０２６

中图分类号：Ｒ６９２．９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２ ２６６Ｘ（２０１８）３０ ００８９ ０４

基金项目：国家自然科学基金资助项目（８１１６００９６）。

通信作者

：容松（Ｅ ｍａｉｌ：１４０９８４３５３１＠ｑｑ．ｃｏｍ）

肾移植术是治疗肾功能衰竭的重要方法。但移

植后仍面临着与肾缺血再灌注损伤（ＲＩＲＩ）相

关的术后感染、肾功能恢复延迟、移植肾失功能等难题，

对短期和长期移植结果有重要影响［１，２

］。巨噬细胞

是极具异质性和可塑性的免疫细胞之一，研究发现，巨噬细胞与ＲＩＲＩ密切相关，在ＲＩＲＩ过程中发挥抗炎和促炎的双重作用。多种无菌缺血性肾损伤模型实验已证实，巨噬细胞参与了ＲＩＲＩ过程的所有阶段，包括初始损伤、后续修复及晚期纤维化。我们以巨噬细胞为切入点，对其表型转换及其参与ＲＩＲＩ机制的相关研究进行综述。１　巨噬细胞的起源和异质性 巨噬细胞在固有免疫、恶性肿瘤、代谢和繁殖等系统起关键作用，并以浸润巨噬细胞及组织固有巨

噬细胞两种形式存在于体内［１

］。前者由骨髓来源

的未成熟单核细胞进入血液循环后移行至各组织分化而来，后者则广泛分布于全身各组织，因定居组织不同而命名不同，如分布在肝脏者称为Ｋｕｐｆｆｅｒ细胞，分布在皮肤者称为Ｌａｎｇｅｒｈａｎｓ细胞，分布在大脑者称为小胶质细胞。目前认为固有巨噬细胞有三种来源，由血液中造血前体细胞在组织局部分化而来［２

］、源于卵黄囊［３

］及源于胎肝组织［４

］。自发现巨噬细胞以来，探索其在各种病理机制中发挥何种作用一度成为研究热点。大量研究已证实，巨噬细胞

具有可塑性和异质性［５］，被作为单核细胞－巨噬细

胞谱系的标志。巨噬细胞具有多样性转录谱，可极化为不同亚型以响应微环境的动态变化，从而发挥不同的功能。２　巨噬细胞的分型、表型转换及功能 目前多数文献将巨噬细胞分为Ｍ１、Ｍ２两类亚型：经典活化的巨噬细胞（Ｍ１）和替代活化的巨噬细胞（Ｍ２）。巨噬细胞在干扰素（ＩＦＮ）、Ｔｏｌｌ样受体等信号刺激下发生表型转换，极化为Ｍ１，在ＩＬ ４、ＩＬ

１３等信号刺激下极化为Ｍ２，

二者的平衡状态与肾脏微环境相关，可能与巨噬细胞源性转化生长因子

β（ＴＧＦ β）抑制诱导型一氧化氮合成酶（ｉＮＯＳ）、刺激精氨酸酶（Ａｒｇ）

及信号转导和转录激活（ＳＴＡＴ）、ＮＦ κＢ等信号通路的调节有关。然而，有学者提出Ｍ１／Ｍ２分型方法并不严谨，Ｍ１、Ｍ２是巨噬细胞在不同微环境因素刺激下发生表型转换这一动态过程的两个极端，该分型方法并不能反映该过程的真实性。多项研究表明巨噬细胞发生表型转换是复杂连续的过程，并非直接由Ｍ１转变到Ｍ２。如：Ｍ２三

种附加亚型的研究（М２ａ由

ＩＬ ４、ＩＬ １３等诱导，发挥组织修复作用；Ｍ２ｂ由免疫复合物等诱导，发挥免疫调节作用；Ｍ２ｃ由ＩＬ １０、ＴＧＦ β等

诱导，发挥抗炎作用）；Ｍａｎｔｏｖａｎｉ等［６

］认为Ｍ２样巨噬细胞具有Ｍ２

的部分表型特征而非全部特征；Ｍａｌｙｓｈｅｖ等［７

］提出

体内尚不存在纯粹的只表达Ｍ１或Ｍ２表面标记物

的巨噬细胞，且发现巨噬细胞除Ｍ１、Ｍ２表

型外，还９

８山东医药２０１８年第５８卷第３０期

存在新的表型———Ｍ３转

换表型［７

］。可见，巨噬细胞的具体分型、表型转换等仍需更深入的研究。但目前广泛使用的是Ｍ１／Ｍ２分型方法，因其简化了巨噬细胞表型转换的复杂性，便于研究中的描述。

Ｍ１、Ｍ２的表面标记物也尚未统一。ＴＬＲ ４、ＭＡＲＣＯ受体、ＣＤ２５、ＣＤ８０可作为Ｍ１的表型特征，甘露糖受体、ＣＤ１６３、ＣＤ２０９等可作为Ｍ２的

表型特征。Ｓｕｎ等［８

］报道ＣＤ１６、ＩＬ １Ｒ、ＩＬ １２等可为Ｍ１的表面标记，通过释放ＩＬ ６、ＴＮＦ α、ＩＬ １、ＲＯＳ、ｉＮＯＳ、等炎性细胞因子及ＣＸＣＬ５、ＣＸＣＬ９等趋化因子以招募其他免疫细胞，发挥促炎作用；ＩＬ １Ｒ（Ｍ２ａ）、

ＣＤ８６（Ｍ２ｂ）、ＣＤ１５０、ＣＤ１６３（Ｍ２ｃ）可为Ｍ２各

类附加亚型的表面标记，释放

ＩＬ １０、ＩＬ １２、ＴＧＦ β、Ａｒｇ １等因子，发挥抗炎、修复、促纤维化等作用。李康等［９

］认为，ｉＮＯＳ、ＩＬ １２、ＣＤｌ６／３２可用于鉴定Ｍ１；

Ａｒｇ １、ＣＤ２０６、Ｄｅｃｔｉｎ １可用于鉴定Ｍ２。探

究巨噬细胞表面标记物，以鉴定巨噬细胞亚型是研究其在病理过程中发挥何种功能的重中之重。关于Ｍ１、Ｍ２功能的研究已取得一定成果。Ｇｏｒｄｏｎ等［１０

］认为，Ｍ１可

清除入侵微生物及肿瘤细胞并促进Ⅰ型

免疫反应，参与初始炎症反应；Ｍ２则主要参与碎片清除、血管生成、组织重塑及伤口愈合并促进Ⅱ型免疫反应，在炎症后期发挥重要作用。简言之，Ｍ１在组织损伤中发挥促炎作用，Ｍ２则参与抗炎、组织修复及纤维化。３　巨噬细胞在ＲＩＲＩ中的作用

３．１　巨噬细胞促进ＲＩＲＩ的炎症反应　ＲＩＲＩ动物模型实验证实，受损肾小管和内皮细胞可分泌单核细胞趋化蛋白 １（ＭＣＰ １）、基质细胞衍生因子

１、ＩＬ ６和ＩＬ ８等

趋化因子及炎性细胞因子，引导巨噬细胞、淋巴细胞等向肾间质快速浸润［１１

］。巨噬细胞等

免疫细胞通过其模式识别受体，识别病原体相关分子模式和损伤相关分子模式（ＤＡＭＰｓ），以介导炎症反应。ＲＩＲＩ发生时，缺血受损的肾组织释放大量

ＤＡＭＰｓ［１２

］，如高迁移率族蛋白Ｂ１（ＨＭＧＢ１）、热休克蛋白（ＨＳＰｓ）等，这些ＤＡＭＰｓ与巨噬细胞表面受体结合（如Ｔｏｌｌ样受体ＴＬＲｓ）

，激活巨噬细胞，引发非感染性炎症，促进肾组织损伤［２，１３

］，此期促炎性巨

噬细胞占主导地位，肾小管细胞凋亡显著。Ｍｕｌａｙ等［１４

］认为炎症与肾脏损伤在自动放大循环中相互增强，细胞损伤释放ＤＡＭＰ等可通过ＴＬＲｓ激活浸润单核细胞为促炎表型，浸润活化的促炎性巨噬细胞又进一步分泌多种促炎细胞因子，导致坏死性炎症，而抑制这类巨噬细胞可减轻甚至阻止受损肾免疫病理学的进展。

ＲＩＲＩ发生后，巨噬细胞是啮齿类动物肾小管周围聚集的主要细胞类型之一。研究发现，使用脂质体氯膦酸盐（ＬＣ）使巨噬细胞减少或缺失，可减轻肾形态学损伤及减少尿素氮和肌酐的增加，抑制细胞因子、预防或消耗巨噬细胞等炎性细胞归巢，可降低模型形态和功能的损伤。损伤肾中的巨噬细胞经历从Ｍ１到Ｍ２表型转换的动态变化。Ｍ１产生活性氧、氮中间体等效应分子，ＩＬ １β、ＴＮＦ、ＩＬ ６、ＩＬ １２等炎性因子及ＭＣＰ １、ＣＣＬ２、ＣＸＣＬ１０、ＣＸＣＬ１１等趋化因子促进组织损伤，同时还高表达ｉＮＯＳ，以分解Ｌ 精氨酸为瓜氨酸和ＮＯ，ＮＯ的大量聚集可致组织损伤［１５，１６

］。Ｉｎｏｕｅ等［１７］新近的研究认为，Ｍ１表

达巨噬细胞诱导的Ｃ型凝集素（Ｍｉｎｃｌｅ）可介导肾急性期损伤，Ｍｉｎｃｌｅ的表达受ＴＬＲ４／ＮＦ κＢ信号传导调节，它通过酪氨酸激酶（Ｓｙｋ）／ＮＦ κＢ信号通路维持Ｍ１的炎性表型，促进ｉＮＯＳ、ＭＣＰ １、ＴＮＦ α等炎性因子的产生，最终导致肾损伤，而抑制Ｍｉｎｃｌｅ的表达则有肾保护作用。因此，控制ＲＩＲＩ中Ｍ１介导的炎性反应，可为移植肾存活提供良好的微环境，是肾移植领域值得努力的方向。３．２　巨噬细胞参与ＲＩＲＩ的修复　ＲＩＲＩ时肾小管受损，管状细胞显著增殖，修复过程即启动，于第３天达峰值，随后１周内缓慢下降。在此修复期研究中发现，巨噬细胞经历了表型变化并发挥着保护和

修复作用。Ｌｉｎ等［１８

］研究发现，巨噬细胞缺乏时肾上皮细胞中典型的Ｗｎｔ通路反应减少，肾修复大大

减弱；使用Ｗｎｔ途径调节剂后修复增强，表明巨噬细胞源性Ｗｎｔ７ｂ（Ｗｎｔ通路配体）在修复和刺激肾上皮细胞再生中起重要作用，印证了巨噬细胞参与受损肾的修复过程。进一步追踪荧光标记的促炎性Ｍ１实验发现，修复期肾中的Ｍ１可转换为Ｍ２，巨噬细胞经历了促小管炎症损伤到支持小管修复的表型

转换。相似地，Ｃａｏ等［１９

］认为ＲＩＲＩ后Ｍ２可

刺激肾小管上皮细胞在内的多种细胞增生，这可能与Ｍ２抑制Ｍ１、减少促炎因子及ｉＮＯＳ的产生有关。Ｍ２还可表达高水平Ａｒｇ １、甘露糖受体（ＭＲ）及ＩＬ １０等［２０，２１

］，Ａｒｇ可与ｉＮＯＳ竞争性结合同一底物Ｌ 精氨酸，将其裂解为脯氨酸和多胺，促进细胞分裂和胶原形成，从而发挥其促修复作用，另外，多胺又可促进巨噬细胞向Ｍ２转换，进一步对损伤组织进行修复和重塑。ＩＬ １０是公认的内源性抗炎因子代表之一，主要来源于巨噬细胞和Ｔｈ细胞，也可以由损伤肾小管上皮细胞产生，一定浓度的ＩＬ １０可抑制ＭＣＰ １、ＩＬ ２、ＩＮＦ γ、ＩＬ ８、ＩＬ １、ＴＮＦ α等炎性因子的

产生，发挥其抗炎促修复作用

［２２

］。在ＲＩＲＩ修复期，０

９山东医药２０１８年第５８卷第３０期