・168・
・综述・
巨噬细胞极化在心血管疾病中的作用
贺玲(吕埭)
通信作者:吕坤,Email:lvkun315@126.COITI
DOI:10.3760/ema.J.issn.16734394.2016.02.016
吕坤
241001芜湖,皖南医学院(贺玲);241001芜湖,皖南医学院弋矾山医院中心实验室
【摘要】心血管病,尤其是急性心肌梗死和收缩性心功能衰竭已成为西方国家患者死亡的主要原
因,在发展中国家也呈明显上升趋势。缺血性的心脏病已经成为普遍现象,是引起病人死亡的主要原
因。尽管早期血管再建和药物治疗能够明显提高心肌梗死后的生存率,但仍有大量病人发展成心力衰
竭。巨噬细胞除了具有免疫防御和维持组织稳态功能,还在心肌梗死诱导的病理生理过程中发挥重要
作甩。巨噬细胞的亚群已被证实参与心血管疾病(动脉粥样硬化、心肌梗死、心肌缺血、心肌纤维化)的
发生和发展,在-1、5"脏损伤和心肌重塑中有重要作用,研究基于巨噬细胞调控治疗心血管疾病的治疗策略很有价值。
【关键词】巨噬细胞;心血管疾病;极化;M1;M2
基金项目:国家自然科学基金(81300172,81472017);安徽省自然科学基金(1308085QHl37)
Functionofcardiacmacrophagespolarizati6nincardiovasculardiseaseWannanMedicalCollege,Wuhu
fle∞培,如Kun
of
The
241001,China(胁西曙);Central
Laboratory
first
Hospital,Wannan
MedicalCollege,Wuhu241001,China(LaKun)
Correspondingauthor:LuKun,Email:lvkun315@126.com
【Abstract】Cardiac
chemicheartdiseaseis
diseases,especiallyacutemyocardialinfarctionandcongestiveheartfailure,are
on
a—
mongthemostfrequentcauses、ofdeathinthewesternworldandare
a
theupriseindevelopingcountries.Is-
sur-
commonconditionand
a
leading
cause
ofmortalityandmorbidity.Eventhoughthe
viralaftermyocardialinfarctionhassignificantlyimprovedbyearlyrevaseularizationtherapyanddrugtreat—
ment,a
significantnumberofpatientsdevelopheartfailure.Macrophages,besidestheirroleinhostdefenseand
tissuehomeostasis,arecriticalplayersinthepathophysiolo百cal
processes
inducedbymyocardialinfarction.
Macrophagesubsetshavebeendemonstratedtobeinvolvedinthedevelopmentofcardiovasculardisease(ather-
an
osclerosis,myocardialinfarction,myocardialischemia,myocardialfibrosis),furthermore,itplays
roleincardiacproachesbased
important
injuryand
on
myocardialremodeling.Itwasworthytostudycurrentandprospectivetherapeutic印一
macrophagemanipulationforthetreatmentofcardiovasculardisease.
【Key。words】Macrophages;Cardiovasculardiease;Polarization;M1;M2
Foundprogram:NationalNaturalScienceFoundationofNaturalScience
China(81300172,81472017);Anhui
Provincial
Foundation(1308085QHl37)
世界卫生组织数据显示心血管系统疾病包括缺血性心脏病、脑血管病、高血压、心力衰竭以及风湿性疾病造成的死亡人数占全球每年总死亡人数的29.2%,其中,约有四分之一的死亡是由包括心衰在内的慢性疾病造成的。然而对于心血管疾病是如何从早期,可逆的状态(如高血压)发展到心衰过程的
分子机制仍缺乏了解,因此精确了解这些疾病的早期过程对于建立有效的心衰预防方案是很有必要
的‘1|。
炎症是影响心脏疾病早期和晚期阶段的主要因素。由于人类心脏组织再生能力有限,心肌梗死的愈合在很大程度上依赖于炎症反应。已有报道证
万方数据
国区鱼瘥堂盈查!!!!至!旦筮塑鲞筮!塑!堕』!坚塑!!!!:丛些:!!!!:Y!!:!!:盟!:!
・169・
实,心脏病病人的血液循环及心脏组织中大量的炎性介质与疾病的发展有着密切的联系旧J。巨噬细胞是机体抵御病原体的第一道防线,除参与固有免疫功能外,近年来,像损伤组织愈合、炎症反应、维持机体内环境稳态等新的功能也被报道。巨噬细胞通过参与炎症反应重叠、增殖和改建完成组织修复过程口1。正如在一些慢性病理疾病中所描述的,巨噬细胞功能或者活化过程紊乱可能会引起再生受损及纤维沉积。心肌梗死时机体将启动广泛的局部和全身性机制来帮助心脏重塑,一旦失控,可能会导致心脏几何形状和结构改变以及功能下降,长期可能会对心脏功能产生有害影响。因此越来越多的人致力于探索治疗心脏疾病的新策略H-。
1
心肌功能受损时心脏巨噬细胞的保护功能
异质性及功能可塑性是巨噬细胞最为明显的两个特点。与T细胞分化成Thl和Th2相类似,巨噬细胞根据细胞微环境中不同刺激物(病原微生物产物、受损细胞、活化的淋巴细胞)作用,极化为功能
不同的经典活化型M1(LPS/IFN-^y作用)和替代活
化型M2(IL_4或IL.13作用)两种类型L5j。大量证据表明,急性损伤后,M1型巨噬细胞首先浸润至受损部位促进坏死碎片的清除,而后M2型巨噬细胞促进组织愈合。
1.1:巨噬细胞异质性在心脏疾病中的作用
1.1.1
巨噬细胞亚群分类及其功能:单核细胞来源
的巨噬细胞分化时根据细胞微环境中不同的刺激物遵循不同的路线形成具有不同特点的巨噬细胞亚群,通常分为M1、M2两大极化类型。M1型巨噬细胞高表达iNOS,M2型巨噬细胞中Arg一1、YM.1、
F1ZZl高表达。
当IFN一1与细胞外的异质二聚体IFNGR一1及IFNGR-2相结合时,活化了JAKl和JAK2介导的信号通路,从而激活STAT.1通路,形成M1型巨噬细胞帕J。M1型分泌大量活性氮和活性氧中间体,促进Thl细胞免疫,具有强大的微生物和肿瘤杀伤功能。M1型巨噬细胞在心脏梗塞后心肌重塑时通过趋化因子受体2(CCR2)被招募,分泌大量炎性细胞因子不断诱发组织炎症,同时可利用蛋白水解和吞噬效应来对抗碎片和凋亡细胞。虽然心肌梗塞中M1型巨噬细胞分泌炎性细胞因子,但它基本扮演着心脏保护的角色。Th2型淋巴细胞、巨噬细胞所
万方数据
释放的IL4与细胞表面的IL4R相结合时,受体二聚化后激活JAKl和JAK3通路,使STAT-6发生磷酸化,磷酸化的STAT.6进入细胞核后启动M2相关基因的转录,促进巨噬细胞向M2极化。M2型被认为具有遏制寄生虫、促进组织重建,参与肿瘤的演化及免疫调控功能。
M2依据激活分子的不同又分为M2a、M2b、M2c三种亚型,三种亚型之间功能各异但又彼此略有重叠071。M2a通过抑制TNF—Ot、IL.10、IFN.1、IL-6、GM.CSF的释放,发挥强大的抗炎功能,但吞噬功能相对较弱,并且通过分泌细胞外基质、胶原、转化生长因子p(TGF.p)参与炎症后期组织的修复过程,因而M2a又被称之为组织修复型巨噬细胞。M2a型巨噬细胞在梗塞后心肌重塑的后期通过CX3C趋化因子受体1被招募,并通过抗炎、促血管生成和成肌纤维细胞活化的效应促进组织痊愈。M2b和M2c通过调控慢性炎症的各个方面限制M1活化所造成的损害发挥免疫调控功能,因而又被称之为“调节性巨噬细胞”【8J。
1.1.2不同巨噬细胞亚群与心血管疾病关系:心脏
缺血性损伤能引起炎症瀑布反应,该反应能修复损伤并促进组织疤痕的形成。心肌球源性细胞(CDCs)是来源于心脏活组织的干细胞样细胞,在急性心梗模型中具有心脏保护功能和再生功能。deCouto等一1关于CDCs细胞在心梗模型中心肌保护功能的最新研究发现,CDCs细胞能够诱导心脏内巨噬细胞的极化。心肌缺血动物模型显示,心肌梗死
20
rain后给予CDCs细胞,48h后检测梗死的范围
减小。CDCs细胞调控心脏白细胞的种类,尤其是CD68+巨噬细胞的数量,诱导巨噬细胞向心脏保护细胞极化从而限制急性损伤。
Leblond等¨圳研究发现,心肌梗死模型中,使用
GW2580特异性的抑制CSF一1R后,血液循环及脾脏
中Grllo单核细胞和F4/80hi巨噬细胞以及心脏中M2型巨噬细胞的数量都明显下降。M2型巨噬细胞数量的减少与M1型相关基因(IL-6和IL.1B)的高表达相关,此外与阴性对照相比,GW2580作用后的心脏,M2型相关基因(Arg-1和CD206)的表达降低。M2型巨噬细胞的消除与左心室收缩功能的下降、梗死面积的扩大及炎症细胞尤其是中性粒细胞
和M1型巨噬细胞在梗死心肌中的浸润息息相关。
M1型巨噬细胞中CaSR/NLRP3炎性小体通过
・170・
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PLC.IP3通路在大鼠心梗模型中促进心肌重塑,包括增加细胞外基质及胶原的分泌,加快心肌纤维化,提高心室收缩能力。然而,在M2型巨噬细胞中CaSR/NLRP3炎性小体并不发挥作用¨¨。
通过以上研究可以发现,心肌梗塞后的保护心脏效应,早期是由M1型巨噬细胞介导的,晚期是由M2型巨噬细胞介导的。M1具有急性炎症过程中吞噬细胞和蛋白水解的能力,M2则在炎症的晚期阶段同关键细胞因子TGF.B一起修复组织和保护
心脏。
1.2通过调控巨噬细胞极化平衡实现心肌保护功
能
巨噬细胞在其自身动态变化的微环境中针对某一特定信号能够发生类型的转化,我们将这种特性称之为巨噬细胞的功能可塑性。促炎因子LPS及IFN.Y促进巨噬细胞向M1型转化,并进一步引起各类促炎因子的大量释放,而这些细胞因子又反过来作用于巨噬细胞,诱导巨噬细胞继续向M1型转化。与此类似,抗炎因子例如IL-4、IL-13、TGF-B调控巨噬细胞向M2型转化并释放大量抗炎因子,这些抗炎因子又进一步促进M2型巨噬细胞的形成。巨噬细胞在组织修复过程中呈现出类型及功能的转化,在有效的伤VI愈合过程中,某一特定阶段的巨噬细胞似乎安排修复进入下一阶段,并且反过来促进损伤组织和细胞的清除、血管生成、胶原沉积及细胞基质重塑。M1与M2之间的极化平衡是机体稳态的前提,巨噬细胞功能及类型的异常调控可能会导致愈合失败或者纤维化形成。
近年来,巨噬细胞极化调控已成为巨噬细胞研究的热点。目前,巨噬细胞极化的机制研究主要集中在转录调节:如NF—KB、AP一1、IRF5、IRF8、AKTl、SOCS2等参与了TLR诱导的M1极化,而STAT6、
PPAR.^y、IRF4、C/EBP—B、KLF4、AKT2、SOCS3参与
了M2极化¨引。巨噬细胞A类清道夫受体(SR-A)是重要的炎症调控分子,已被报道能使心脏巨噬细胞的极性朝向M2型巨噬细胞极化。在小鼠的心肌梗死模型中,SR.A基因敲除小鼠与野生型小鼠相比
显示出恶化的心脏收缩功能和纤维化,在发生心肌
梗塞后能够观察到M2型巨噬细胞转变极性成M1型,并且包括IL.1B、IL-6和肿瘤坏死因子仪(TNF一仪)在内的促炎细胞因子水平增加。心脏巨噬细胞上的SR.A在发生心肌梗塞后有助于巨噬细胞向
万方数据
M2型分化,发挥抗炎和抗纤维化重塑的功能¨3|。Malyshev认为巨噬细胞除了向M1和M2转化外还存在着M3型新的类型转化,传统的巨噬细胞功能可塑性的定义已经不再适用。这种类型的转化可能是促进炎症的细胞因子使巨噬细胞转为抗炎M2型细胞或者是抗炎介质刺激细胞转化为促炎M1型细胞¨4|。巨噬细胞功能可塑性一旦被打破可能会使免疫反应受损并导致一系列疾病如肿瘤、支气管哮喘、动脉粥样硬化等的发生。巨噬细胞可塑性机制及巨噬细胞极化相关分子
的研究为疾病治疗提供了新策略。虽然这些治疗策略在很大程度上存在假设,但一些动物实验已经为基于巨噬细胞干预提供了依据¨5。。
一些研究人员提出可以通过阻断炎症细胞的招募来达到治疗目的,研究发现,将CCR2基因敲除或者抑制CXCR6来阻断巨噬细胞被招募至缺血的心肌处,可以缓解心肌梗死后的炎症反应,并有助于梗死后的心肌重塑¨6|。使用成纤维生长因子-9(FGF一9)治疗糖尿病性心梗发现M2型分化及相关抗炎因子(IL.10、IL.1RA)增多,减少了心肌重塑,提高了心脏功能,因此FGF-9可能成为治疗糖尿病性心梗的
新策略H7。。M2型巨噬细胞特异性诱导表达巨噬细
胞受体髓系.上皮一再生性酪氨酸激酶(MERTK),MERTK的缺乏,将会导致巨噬细胞吞噬能力下降。一些研究人员认为,受损心肌中表达的MERTK是清除低氧心肌细胞的全新机制,为缓解心肌梗死后的心肌重塑提供了全新思路¨引。
巨噬细胞浸润是病毒性心肌炎的一个显著特征。已有研究证实microRNA.155能够调控巨噬细胞的极化¨蚴]。本实验室在前期研究中发现microRNA一155在CVB3诱导的急性心肌炎中高表达,并且主要位于早期心脏浸润的巨噬细胞中。与野生型小鼠相比,microRNA.155基因沉默的小鼠心肌炎症状减轻,主要表现为心脏炎症减少以及心内的CD45+白细胞数量降低。microRNA一155基因沉默的小鼠心脏中,IFN一1的表达量降低,细胞因子IL4和IL.13的表达水平升高,并且M2型巨噬细胞数量增加,而M1型巨噬细胞数量降低。因此,我们认为microRNA一155通过影响巨噬细胞的极化参与病毒性心肌炎的敏感性,这一发现将为病毒性心肌
2治疗新策略
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炎提供一个潜在的治疗靶点(未发表数据)。
随着对巨噬细胞不同活化类型在不同疾病过程中的优势诱导和局部富集机制,以及其介导炎症或杀伤效应的分子机制不断阐明。为设计基于巨噬细胞极化的疾病防治新策略奠定了理论基础。
3结语
心脏巨噬细胞的心脏保护作用对维持各种心脏疾病中心肌组织的稳态起到至关重要作用,一旦心肌组织稳态被打破则会引发心脏疾病。然而,诱发心脏疾病的潜在机制和心脏巨噬细胞的根本机制仍没有被完全了解,尚有待于进一步阐明。巨噬细胞极化领域的研究将来可能会倾向于识别潜在性的诊断标志物以及寻找新的慢性心功能衰竭治疗手段。
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(收稿日期:2015—11.12)
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吕坤
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因,在发展中国家也呈明显上升趋势。缺血性的心脏病已经成为普遍现象,是引起病人死亡的主要原
因。尽管早期血管再建和药物治疗能够明显提高心肌梗死后的生存率,但仍有大量病人发展成心力衰
竭。巨噬细胞除了具有免疫防御和维持组织稳态功能,还在心肌梗死诱导的病理生理过程中发挥重要
作甩。巨噬细胞的亚群已被证实参与心血管疾病(动脉粥样硬化、心肌梗死、心肌缺血、心肌纤维化)的
发生和发展,在-1、5"脏损伤和心肌重塑中有重要作用,研究基于巨噬细胞调控治疗心血管疾病的治疗策略很有价值。
【关键词】巨噬细胞;心血管疾病;极化;M1;M2
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of
The
241001,China(胁西曙);Central
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first
Hospital,Wannan
MedicalCollege,Wuhu241001,China(LaKun)
Correspondingauthor:LuKun,Email:lvkun315@126.com
【Abstract】Cardiac
chemicheartdiseaseis
diseases,especiallyacutemyocardialinfarctionandcongestiveheartfailure,are
on
a—
mongthemostfrequentcauses、ofdeathinthewesternworldandare
a
theupriseindevelopingcountries.Is-
sur-
commonconditionand
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leading
cause
ofmortalityandmorbidity.Eventhoughthe
viralaftermyocardialinfarctionhassignificantlyimprovedbyearlyrevaseularizationtherapyanddrugtreat—
ment,a
significantnumberofpatientsdevelopheartfailure.Macrophages,besidestheirroleinhostdefenseand
tissuehomeostasis,arecriticalplayersinthepathophysiolo百cal
processes
inducedbymyocardialinfarction.
Macrophagesubsetshavebeendemonstratedtobeinvolvedinthedevelopmentofcardiovasculardisease(ather-
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osclerosis,myocardialinfarction,myocardialischemia,myocardialfibrosis),furthermore,itplays
roleincardiacproachesbased
important
injuryand
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myocardialremodeling.Itwasworthytostudycurrentandprospectivetherapeutic印一
macrophagemanipulationforthetreatmentofcardiovasculardisease.
【Key。words】Macrophages;Cardiovasculardiease;Polarization;M1;M2
Foundprogram:NationalNaturalScienceFoundationofNaturalScience
China(81300172,81472017);Anhui
Provincial
Foundation(1308085QHl37)
世界卫生组织数据显示心血管系统疾病包括缺血性心脏病、脑血管病、高血压、心力衰竭以及风湿性疾病造成的死亡人数占全球每年总死亡人数的29.2%,其中,约有四分之一的死亡是由包括心衰在内的慢性疾病造成的。然而对于心血管疾病是如何从早期,可逆的状态(如高血压)发展到心衰过程的
分子机制仍缺乏了解,因此精确了解这些疾病的早期过程对于建立有效的心衰预防方案是很有必要
的‘1|。
炎症是影响心脏疾病早期和晚期阶段的主要因素。由于人类心脏组织再生能力有限,心肌梗死的愈合在很大程度上依赖于炎症反应。已有报道证
万方数据
国区鱼瘥堂盈查!!!!至!旦筮塑鲞筮!塑!堕』!坚塑!!!!:丛些:!!!!:Y!!:!!:盟!:!
・169・
实,心脏病病人的血液循环及心脏组织中大量的炎性介质与疾病的发展有着密切的联系旧J。巨噬细胞是机体抵御病原体的第一道防线,除参与固有免疫功能外,近年来,像损伤组织愈合、炎症反应、维持机体内环境稳态等新的功能也被报道。巨噬细胞通过参与炎症反应重叠、增殖和改建完成组织修复过程口1。正如在一些慢性病理疾病中所描述的,巨噬细胞功能或者活化过程紊乱可能会引起再生受损及纤维沉积。心肌梗死时机体将启动广泛的局部和全身性机制来帮助心脏重塑,一旦失控,可能会导致心脏几何形状和结构改变以及功能下降,长期可能会对心脏功能产生有害影响。因此越来越多的人致力于探索治疗心脏疾病的新策略H-。
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心肌功能受损时心脏巨噬细胞的保护功能
异质性及功能可塑性是巨噬细胞最为明显的两个特点。与T细胞分化成Thl和Th2相类似,巨噬细胞根据细胞微环境中不同刺激物(病原微生物产物、受损细胞、活化的淋巴细胞)作用,极化为功能
不同的经典活化型M1(LPS/IFN-^y作用)和替代活
化型M2(IL_4或IL.13作用)两种类型L5j。大量证据表明,急性损伤后,M1型巨噬细胞首先浸润至受损部位促进坏死碎片的清除,而后M2型巨噬细胞促进组织愈合。
1.1:巨噬细胞异质性在心脏疾病中的作用
1.1.1
巨噬细胞亚群分类及其功能:单核细胞来源
的巨噬细胞分化时根据细胞微环境中不同的刺激物遵循不同的路线形成具有不同特点的巨噬细胞亚群,通常分为M1、M2两大极化类型。M1型巨噬细胞高表达iNOS,M2型巨噬细胞中Arg一1、YM.1、
F1ZZl高表达。
当IFN一1与细胞外的异质二聚体IFNGR一1及IFNGR-2相结合时,活化了JAKl和JAK2介导的信号通路,从而激活STAT.1通路,形成M1型巨噬细胞帕J。M1型分泌大量活性氮和活性氧中间体,促进Thl细胞免疫,具有强大的微生物和肿瘤杀伤功能。M1型巨噬细胞在心脏梗塞后心肌重塑时通过趋化因子受体2(CCR2)被招募,分泌大量炎性细胞因子不断诱发组织炎症,同时可利用蛋白水解和吞噬效应来对抗碎片和凋亡细胞。虽然心肌梗塞中M1型巨噬细胞分泌炎性细胞因子,但它基本扮演着心脏保护的角色。Th2型淋巴细胞、巨噬细胞所
万方数据
释放的IL4与细胞表面的IL4R相结合时,受体二聚化后激活JAKl和JAK3通路,使STAT-6发生磷酸化,磷酸化的STAT.6进入细胞核后启动M2相关基因的转录,促进巨噬细胞向M2极化。M2型被认为具有遏制寄生虫、促进组织重建,参与肿瘤的演化及免疫调控功能。
M2依据激活分子的不同又分为M2a、M2b、M2c三种亚型,三种亚型之间功能各异但又彼此略有重叠071。M2a通过抑制TNF—Ot、IL.10、IFN.1、IL-6、GM.CSF的释放,发挥强大的抗炎功能,但吞噬功能相对较弱,并且通过分泌细胞外基质、胶原、转化生长因子p(TGF.p)参与炎症后期组织的修复过程,因而M2a又被称之为组织修复型巨噬细胞。M2a型巨噬细胞在梗塞后心肌重塑的后期通过CX3C趋化因子受体1被招募,并通过抗炎、促血管生成和成肌纤维细胞活化的效应促进组织痊愈。M2b和M2c通过调控慢性炎症的各个方面限制M1活化所造成的损害发挥免疫调控功能,因而又被称之为“调节性巨噬细胞”【8J。
1.1.2不同巨噬细胞亚群与心血管疾病关系:心脏
缺血性损伤能引起炎症瀑布反应,该反应能修复损伤并促进组织疤痕的形成。心肌球源性细胞(CDCs)是来源于心脏活组织的干细胞样细胞,在急性心梗模型中具有心脏保护功能和再生功能。deCouto等一1关于CDCs细胞在心梗模型中心肌保护功能的最新研究发现,CDCs细胞能够诱导心脏内巨噬细胞的极化。心肌缺血动物模型显示,心肌梗死
20
rain后给予CDCs细胞,48h后检测梗死的范围
减小。CDCs细胞调控心脏白细胞的种类,尤其是CD68+巨噬细胞的数量,诱导巨噬细胞向心脏保护细胞极化从而限制急性损伤。
Leblond等¨圳研究发现,心肌梗死模型中,使用
GW2580特异性的抑制CSF一1R后,血液循环及脾脏
中Grllo单核细胞和F4/80hi巨噬细胞以及心脏中M2型巨噬细胞的数量都明显下降。M2型巨噬细胞数量的减少与M1型相关基因(IL-6和IL.1B)的高表达相关,此外与阴性对照相比,GW2580作用后的心脏,M2型相关基因(Arg-1和CD206)的表达降低。M2型巨噬细胞的消除与左心室收缩功能的下降、梗死面积的扩大及炎症细胞尤其是中性粒细胞
和M1型巨噬细胞在梗死心肌中的浸润息息相关。
M1型巨噬细胞中CaSR/NLRP3炎性小体通过
・170・
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PLC.IP3通路在大鼠心梗模型中促进心肌重塑,包括增加细胞外基质及胶原的分泌,加快心肌纤维化,提高心室收缩能力。然而,在M2型巨噬细胞中CaSR/NLRP3炎性小体并不发挥作用¨¨。
通过以上研究可以发现,心肌梗塞后的保护心脏效应,早期是由M1型巨噬细胞介导的,晚期是由M2型巨噬细胞介导的。M1具有急性炎症过程中吞噬细胞和蛋白水解的能力,M2则在炎症的晚期阶段同关键细胞因子TGF.B一起修复组织和保护
心脏。
1.2通过调控巨噬细胞极化平衡实现心肌保护功
能
巨噬细胞在其自身动态变化的微环境中针对某一特定信号能够发生类型的转化,我们将这种特性称之为巨噬细胞的功能可塑性。促炎因子LPS及IFN.Y促进巨噬细胞向M1型转化,并进一步引起各类促炎因子的大量释放,而这些细胞因子又反过来作用于巨噬细胞,诱导巨噬细胞继续向M1型转化。与此类似,抗炎因子例如IL-4、IL-13、TGF-B调控巨噬细胞向M2型转化并释放大量抗炎因子,这些抗炎因子又进一步促进M2型巨噬细胞的形成。巨噬细胞在组织修复过程中呈现出类型及功能的转化,在有效的伤VI愈合过程中,某一特定阶段的巨噬细胞似乎安排修复进入下一阶段,并且反过来促进损伤组织和细胞的清除、血管生成、胶原沉积及细胞基质重塑。M1与M2之间的极化平衡是机体稳态的前提,巨噬细胞功能及类型的异常调控可能会导致愈合失败或者纤维化形成。
近年来,巨噬细胞极化调控已成为巨噬细胞研究的热点。目前,巨噬细胞极化的机制研究主要集中在转录调节:如NF—KB、AP一1、IRF5、IRF8、AKTl、SOCS2等参与了TLR诱导的M1极化,而STAT6、
PPAR.^y、IRF4、C/EBP—B、KLF4、AKT2、SOCS3参与
了M2极化¨引。巨噬细胞A类清道夫受体(SR-A)是重要的炎症调控分子,已被报道能使心脏巨噬细胞的极性朝向M2型巨噬细胞极化。在小鼠的心肌梗死模型中,SR.A基因敲除小鼠与野生型小鼠相比
显示出恶化的心脏收缩功能和纤维化,在发生心肌
梗塞后能够观察到M2型巨噬细胞转变极性成M1型,并且包括IL.1B、IL-6和肿瘤坏死因子仪(TNF一仪)在内的促炎细胞因子水平增加。心脏巨噬细胞上的SR.A在发生心肌梗塞后有助于巨噬细胞向
万方数据
M2型分化,发挥抗炎和抗纤维化重塑的功能¨3|。Malyshev认为巨噬细胞除了向M1和M2转化外还存在着M3型新的类型转化,传统的巨噬细胞功能可塑性的定义已经不再适用。这种类型的转化可能是促进炎症的细胞因子使巨噬细胞转为抗炎M2型细胞或者是抗炎介质刺激细胞转化为促炎M1型细胞¨4|。巨噬细胞功能可塑性一旦被打破可能会使免疫反应受损并导致一系列疾病如肿瘤、支气管哮喘、动脉粥样硬化等的发生。巨噬细胞可塑性机制及巨噬细胞极化相关分子
的研究为疾病治疗提供了新策略。虽然这些治疗策略在很大程度上存在假设,但一些动物实验已经为基于巨噬细胞干预提供了依据¨5。。
一些研究人员提出可以通过阻断炎症细胞的招募来达到治疗目的,研究发现,将CCR2基因敲除或者抑制CXCR6来阻断巨噬细胞被招募至缺血的心肌处,可以缓解心肌梗死后的炎症反应,并有助于梗死后的心肌重塑¨6|。使用成纤维生长因子-9(FGF一9)治疗糖尿病性心梗发现M2型分化及相关抗炎因子(IL.10、IL.1RA)增多,减少了心肌重塑,提高了心脏功能,因此FGF-9可能成为治疗糖尿病性心梗的
新策略H7。。M2型巨噬细胞特异性诱导表达巨噬细
胞受体髓系.上皮一再生性酪氨酸激酶(MERTK),MERTK的缺乏,将会导致巨噬细胞吞噬能力下降。一些研究人员认为,受损心肌中表达的MERTK是清除低氧心肌细胞的全新机制,为缓解心肌梗死后的心肌重塑提供了全新思路¨引。
巨噬细胞浸润是病毒性心肌炎的一个显著特征。已有研究证实microRNA.155能够调控巨噬细胞的极化¨蚴]。本实验室在前期研究中发现microRNA一155在CVB3诱导的急性心肌炎中高表达,并且主要位于早期心脏浸润的巨噬细胞中。与野生型小鼠相比,microRNA.155基因沉默的小鼠心肌炎症状减轻,主要表现为心脏炎症减少以及心内的CD45+白细胞数量降低。microRNA一155基因沉默的小鼠心脏中,IFN一1的表达量降低,细胞因子IL4和IL.13的表达水平升高,并且M2型巨噬细胞数量增加,而M1型巨噬细胞数量降低。因此,我们认为microRNA一155通过影响巨噬细胞的极化参与病毒性心肌炎的敏感性,这一发现将为病毒性心肌
2治疗新策略
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炎提供一个潜在的治疗靶点(未发表数据)。
随着对巨噬细胞不同活化类型在不同疾病过程中的优势诱导和局部富集机制,以及其介导炎症或杀伤效应的分子机制不断阐明。为设计基于巨噬细胞极化的疾病防治新策略奠定了理论基础。
3结语
心脏巨噬细胞的心脏保护作用对维持各种心脏疾病中心肌组织的稳态起到至关重要作用,一旦心肌组织稳态被打破则会引发心脏疾病。然而,诱发心脏疾病的潜在机制和心脏巨噬细胞的根本机制仍没有被完全了解,尚有待于进一步阐明。巨噬细胞极化领域的研究将来可能会倾向于识别潜在性的诊断标志物以及寻找新的慢性心功能衰竭治疗手段。
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