浅谈巨噬细胞的研究成果

浅谈巨噬细胞的研究现状胡敬武 巨噬细胞是能吞噬和杀灭胞内寄生虫、细菌、自身衰老和死亡的细胞以及肿瘤细胞，参与机体的免疫防御、免疫自稳、免疫监视功能的抗原递呈细胞。而巨噬细胞系统又称网状内皮系统，是人体内具有吞噬功能的各种细胞的总称。骨髓和脾脏内的网状细胞；肝内的星状细胞；肾上腺和脑垂体内的内皮细胞；肺内的法细胞；血液是的单核细胞；脑、脊髓中的小胶质细胞等等，都是巨噬细胞，具有吞噬功能。它们对入侵体的细菌、异物以及体内衰老、死亡的细胞和组织中的碎片进行吞噬、消化，以增强人体的防御功能。因为巨噬细胞具有这么多种重要的生理功能，与许多疾病的发生、发展有密切关系，所以有许多的科研工作者在对其进行研究在很多方面有了迅速的进展。本文就其中的几个方面简单介绍如下。 1 巨噬细胞分类 1988 年，Van Furth 将巨噬细胞分为 6 类1： 1常驻巨噬细胞：存在于正常的组织和器官的特殊解剖部位，在感染时聚集在感染部位，此类细胞很少但构成单核吞噬细胞系统很重要的一部分。 2渗出巨噬细胞：来源于单核细胞，并且具有单核细胞的许多特征，二者的区别主要在于过氧化物酶活性，对单克隆抗体的反应性以及独特的动力学特征。 3渗出常驻巨噬细胞：是常驻巨噬细胞和渗出巨噬细胞之间的过度形式，可以通过氧化物酶的电镜组化的定位加以鉴别，是来源于渗出细胞的常驻细胞。 4活化的巨噬细胞：常驻巨噬细胞和渗出巨噬细胞都可以转变为活化巨噬细胞，这个名称适用干一种或多种功能活动增强时或出现一种新的功能活动的巨噬细胞。 5诱导的巨噬细胞：这与单核吞噬细胞的异质性有关。由于某些颗粒的刺激，诱导的巨噬细胞移动并聚集在一定的部位2。 2 巨噬细胞表面的主要模式识别受体 病原体表面表达自身特定的分子结构，称为病原体相关分子模式(pathogenassociated molecular pattem，PAMP)，最具代表性的 PAMP 莫过于细菌的脂多糖(LPS)、脂蛋 白(BLP)、肽聚糖 (PGN)、脂磷壁酸(LTA) 、未甲基化的 CpG DNA、分枝杆菌的脂阿拉伯甘露聚糖(LAM) 、酵母菌的甘露聚糖。与之相应的，在天然免疫中识别 PAMP 的受体，即被称为模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)。巨噬细胞是机体先天免疫的重要执行者，是所谓的专职性组织吞噬细胞。在它的表面表达了一系列 PRR，这些 PRR 介导巨噬细胞识别那些微生物表面保守的，而在宿主中不存在的 PAMP，通过下游的信号途径，调节各种免疫反应基因的表达从而清除病原体。对巨噬细胞 PRR 及其配体以及它们结合机制的深入研究是理解先天性免疫的关键环节，并可以为指导临床抗感染治疗提供重要依据。从广义上讲，巨噬细胞表面所有的受体分子，都可归属于 PRR，近年来研究的较多的巨噬细胞表面的几种主要的 PRR 的研究进展有：1、Toll 样受体(Toll like receptor，TLR) ； 2、清除剂受体家族；3、甘露糖受体(MR) 和其它 C 类凝集素3。 3 巨噬细胞的调亡 巨噬细胞通过介导和调控自身及其他细胞凋亡而实现其免疫调节和效应细胞功能。引起巨噬细胞凋亡的原因有生物、化学、病理、自身等因素。不仅巨噬细胞自身凋亡和凋亡调控有其特点，巨噬细胞更可根据需要：介导或抑制自身凋亡；介导或抑制其他细胞凋亡；抑制自身凋亡，介导其他细胞凋亡4。巨噬细胞作为免疫调相关的细胞生理性死亡节和效应细胞通过吞噬杀灭微生物，抗原递呈和分泌多种细胞因子等调控机体炎症反应和免疫应答。巨噬细胞与细胞凋亡的密切关系首先是因其作为凋亡细胞的主要清除者而受到关注，随着对细胞凋亡研究的深入，人们发现巨噬细胞既在吞噬凋亡细胞方面发挥作用，也在介导或抑制其自身凋亡介导或抑制其他细胞凋亡过程中表现出凋亡的复杂性及凋亡调控的特异性。4 巨噬细胞集落刺激因子 巨噬细胞集落刺激因子(Macrophage colony stimulating factor，MCSF) ，也称集落刺激因子一 1(CSF 一 1)，是近年来受到广泛重视的具有多种生物学功能的细胞因子5。MCSF 对单核细胞的增殖、分化及维持其活性有重要作用。另外它还调节胎盘功能，促进骨吸收。MCSF 为由链间二硫键连接而成的同源二聚体糖蛋白。广泛存在于血清、尿及其他组织中6。1987 年被发现并基因克隆成功。人 MCSF 与小鼠 MCSF 在其 DNA 序列上有 70%的同源性。MCSF 可以在间质细胞如成纤维细胞、成骨细胞及内皮细胞中合成，也可在激活的巨噬细胞、B 细胞、T 细胞及多种肿瘤细胞产生7。近年来对 MCSF 的功能及临床应用的研究日益增多，主要集中在以下几个方面：1、MCSF 对细菌、真菌和病毒的作用；2、MCSF 对肿瘤的作用；3、MCSF 对血液系统疾病的作用；4、MCSF 对动脉粥样硬化的作用； 5、MCSF 对自身免疫疾病的作用；6、MCSF 的免疫调节作用。 由于对 MCSF 认识的不断深入，使 MCSF 的临床应用范围不断扩大。MCSF 免疫替代疗法已进入临床实验阶段并取得了很大进展，它不仅在抗细菌感染、抗肿瘤抗真菌等方面，以及疫苗和基因治疗上显示了良好的生物学效应，而且在创伤愈合的治疗中也显示了较好的应用前景8。 5 巨噬细胞移动抑制因子 人类巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibitory factor，MIF)基因位于 22 号染色体(22q11.2)，可编码 115 个氨基酸，目前多数研究认为 MIF 的同源三聚体是其生物学活性形式9。人体很多细胞和组织如 T 淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、肺 、皮肤上皮、胃肠道、泌尿生殖系统均能分泌 MIF 蛋白。健康人血清 MIF 浓度为 24 ngml 。一些刺激因素，如糖皮质激素、脂多糖、熊果酸和肿瘤坏死因子一 d(TNFd)、白细胞介素一1B(IL1B)等能刺激机体产生 MIF。多年来 MIF 一直被认为是参与炎症反应的炎症介质，在免疫调节中起重要作用，是一种与迟发型超敏反应相关的细胞因子，抗 MIF 抗体能抑制体内 T 细胞的增殖和 B 细胞抗体的产生。但近 10 余年来，对 MIF 的功能有了新的认识，研究认为 MIF 还参与肿瘤的发生及演进过程，其作用的靶细胞主要为巨噬细胞，通过刺激巨噬细胞产生 TNFd、IL1、NO 等细胞因子并通过这些细胞因子使巨噬细胞在体外的杀瘤作用增强，并且在炎症反应和肿瘤演进中起双重效应，既可通过自分泌途径调节炎症类细胞的活性，又可通过旁分泌途径来刺激肿瘤细胞的增殖、分化以及抑制肿瘤细胞的凋亡10。此外，MIF 可以上调血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、转化生长因子一 B(transforming growth factorB，TGFB)以及血小板衍生生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)的表达，促进肿瘤的血管生成 ，并与肿瘤的侵袭、转移密切相关。 到目前为止，已发现若干肿瘤细胞如肺肿瘤、鼻咽癌、膀胱癌、神经母细胞瘤、前列腺癌、结肠癌、食管鳞状细胞癌、胃癌、肝细胞癌、颅咽管瘤等细胞上有 MIF 表达，且多数呈高表达。Meyer Siegler 等检测到 MIF 血清浓度中位数在前列腺癌中显著升高， MIF mRNA 在所有前列腺癌患者的前列腺上皮中都有表达，在癌细胞内表达更高。而诱导机体的抗肿瘤免疫11。 近年来通过对 MIF 生物学功能的深入研究，已经证实了 MIF 是免疫系统和内分泌系统的重要介质之一，它通过抑制糖皮质激素的功能而调节炎症和免疫应答。作为细胞因子，MIF 可介导免疫细胞的前炎症效应，诱导巨噬细胞释放细胞因子和一氧化氮，并参与 T 细胞的增殖、活化12。除此之外，MIF 参与免疫应答之外的其它病理生理过程，如肿瘤生长 、创伤愈合等。今后需进一步研究 MIF 的结构，明确 MIF 的膜受体及由 MIF 介导的异构反应的天然底物，从而推断 MIF 的信号传导通路，从分子水平阐明 MIF 的生物学活性。 6 巨噬细胞炎症蛋白 I 近十年来，有关趋化因子的研究进展迅速，目前已有 5O 种趋化因子和 16 种受体得以确认。根据其氨基酸序列中 2 个保守的半胱氨酸相对位置。即相邻或被任一氨基酸隔开而分成cc、cxc、c 和 CX3C 四个亚族。巨噬细胞炎症蛋白 I (MIP 一 I) 属 C-C 亚族。分子量 8kd，基因定位于小鼠第 n 条染色体。人第 17 条染色体上。其作用无种属特异性在不同因素和激下，MIPI 可由多种细胞产生，如单核巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞、中性粒细胞、B 细胞等。目前对 MIPI 研究主要集中于不同来源、不同分化程度分选纯化细胞13。结论倾向于 MIPI 对早期高增殖潜能的干祖细胞起抑制作用，而对后期的低增殖潜能祖细胞则起促进或不起作用。MIPI 潜在的临床应用价值有：1. MIPI 的干细胞保护作用；2. 抗 HIV 作用；3. 造血干细胞扩增作用。 7 巨噬细胞在创伤愈合血管生成中作用 创伤后长入纤维蛋白凝块的毛细血管是早期肉芽组织中一个重要的组成成分，它可以将营养、炎症细胞和氧输送到创伤部位。修复过程不仅需要清除坏死组织，若血管生成不足会导致创面难愈。成血管表型的表达是一个复杂的过程，它需要许多细胞因子的共同参与。有很多细胞参与创伤愈合的过程，如：成纤维细胞、巨噬细胞、血小板、EC、肥大细胞、白细胞和淋巴细胞。其中 M 可通过变形运动吞噬和清除异物与衰亡细胞通过分泌多种生物活性物质刺激组织中血管生成调节结缔组织基质的合成与降解；此外，它还参与调节免疫应答14。因而 M 在创伤愈合中具有重要作用，是该过程的“指导者”和“管理者” 。M 参与了包括病理生理、创伤愈合和肿瘤形成在内的许多情况下的新生血管生长。目前初步认为与以下 3 种机制有关。第一，活化的 M 可直接分泌诱导新生血管生长的细胞因子。M 可被低氧或高浓度乳酸激活也可被内皮细胞产生的细胞因子激活。第二，M 可产生能降解连接 组织基质的因子这对 EC 有关键作用。第三，M 可分泌某些因子刺激其他细胞 (如 EC、成纤维细胞和角质形成细胞)分泌高水平的促血管生成因子。 总之巨噬细胞具有多种重要的生理功能，与许多疾病的发生、发展有密切关系，随着研究手段的不断更新，有关巨噬细胞形态和功能的研究必将取得迅速发展。 参考文献： 1 Van Furth R:Inflammation Basic Priciples and Clinical Correlates Raven Pvess NewYork 1988；281-295. 2 李婷. 巨噬细胞形态和功能的研究进展. 天津医学院学报 . 1991, 15(3): 93-96. 3侯丽娜. 巨噬细胞表面的主要模式识别受体研究进展. 国外医学 :免疫学分册. 2005,28(4):249-252. 4 黄行许 黄有国.巨噬细胞调亡及其调控. 生物化学与生物物理进展 . 2000,27(2):139-143. 5 姚婷 柯世怀 赵丽萍. 巨噬细胞集落刺激因子的研究进展 . 江苏预防医学. 2005, 16(1): 80-83. 6 马明全 姜宏景. 粒细胞巨噬细胞集落刺激因子作为肿瘤疫苗佐剂的研究进展 . 国际肿瘤学杂志.2006,33(9): 657-660. 7 陈文超 艾晓杰 乔中东.人粒细胞- 巨噬细胞集落刺激因子研究进展.上海交通大学学报.2004,22(4):204-206. 8兰海霞. 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的研究进展 . 临床儿科杂志. 2005,23(12):895-897. 9 梁婷 侯桂华. 巨噬细胞移动抑制因子研究进展. 国外医学 :临床生物化学与检验学分册. 2004,25(2): 188-190. 10 卞丽娟. 巨噬细胞移动抑制因子与肿瘤. 国际肿瘤学杂志 . 2006,33(9): 661-664. 11 刘