自体脂肪移植后巨噬细胞极化及其相关机制的研究进展

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表型异质性和功能可塑性是巨噬细胞的显著特征。在自 体脂肪移植后的受区微环境中，巨噬细胞能够与各种细胞表 面受体相互识别，感知局部组织病原体相关分子模式 （pathogen-associated molecular patterns, PAMP）和损伤相关分子模式（damage-related molecular patterns, DAMP）等一系列危险信号，进而与固有和适应性免疫系统的其他关键细胞进行交流，如吞噬凋亡和坏死的脂肪细胞（PRTaylor,2005年）。现将脂肪组织中巨噬细胞极化的相关病理生理学机制和内在分子信号通路做如下归纳。

3.1 TLR4/MyD88/NF-kB 信号通路及 Notch 信号通路自 体脂肪移植后，移植物无法迅速建立有效的血液供应，部分 脂肪组分暴露在不同程度的缺血、缺氧及炎性环境等应激状 态下 。研究发现（HKitade, 2012 年），该环境下的脂肪细胞分泌CCL2、CCL5、TNF-α、IL-6、游离脂肪酸等促炎介质，主要依赖CCL2-CCR2 和CCL5-CCR5轴招募单核细胞进入脂肪组织（HKitade, 2012 年）。其中，CCR2 基因缺陷小鼠表现出ATM数量减少，同时促炎基因表达减少；CCR5失活不仅导致ATM数量减少，而且被招募的ATM向M2表型转化。此外，促炎介质主要通过TLR4/MyD88/NF-kB 和C-JunN-ter minal kinase（JNK）1 信号通路被激活，诱导 ATM 激活为 M1 表型，进而分泌炎性细胞因子形成炎症环路。

TLR4/MyD88/NF-kB 信号通路是机体内主要的炎症通 路之一。Toll样受体（toll-like receptor, TLR）是研究最为广泛的模式识别受体，可以识别并结合特定PAMP，其介导的细胞信号激活是巨噬细胞检测损伤因素的最早反应之一 [21] 。其中， TLR4 是存在于单核巨噬细胞膜上的固有免疫模式识别受体，调控细胞损伤、增殖、凋亡等过程 [22] 。TLR4的胞外识别区 与TNF-α、IL-6 等炎性因子结合后，将炎性信号传递至胞内衔接蛋白MyD88，逐步放大胞内的下游级联反应，致使染色质中转录因子核因子-kB（nuclearfactorkappa B, NF-kB）发生核移位，启动炎症相关基因转录，产生炎性介质和TNF-α、 IL-1β 等 M1 型促炎因子，导致过度炎症反应和细胞损伤 [23] 。该通路激活的M1巨噬细胞还释放基质金属蛋白酶、弹性蛋白酶和组织蛋白酶G，引起脂肪组织ECM降解（PLu,2011年）。由此可见，介导NF-kB激活的TLR4是参与脂肪移植后巨噬细胞触发的炎症反应的重要转录因子。除TLR4外，巨噬细胞质膜上高表达的TLR2也介导对M1巨噬细胞的激活 [24] 。脂肪移植物中，死亡脂肪细胞释放的脂滴分解为脂肪酸，其作为配体结合并激活TLR2，导致TLR1和TLR6二聚化以及 MyD88 依赖性信号通路启动，致使促炎细胞因子产生增加， 这间接印证了死亡脂肪细胞的游离脂滴会增加M1巨噬细胞极化。

TLR 受刺激后激活的Notch信号通路是一个高度保守的通路，决定着细胞的增殖、分化和生存，Notch受体信号调 节先天性免疫反应，特别是巨噬细胞的激活和极化 [25] 。Li 等 [26] 研究表明，巨噬细胞通过TLR4信号级联刺激引发Notch1 信号激活，而Notch1信号进一步激活NF-kB来调节参与促炎反应的基因表达模式，这种作用可能依赖于 CYLD-TRAF6-IKK 途径，但 Notch1 和 TLR4 过度的相互作 用可能会加重局部炎症反应，表现为局部脂肪液化或囊肿形成等。2008年，TPalaga 等研究了通过TLR刺激巨噬细胞对 Notch 受体表达的影响，发现所有受测的TLR激动剂（TLR2、 TLR3、TLR4 和 TLR9）在RAW264.7巨噬细胞和骨髓来源的原代巨噬细胞中都能上调Notch1蛋白的表达，也能检测到裂解的Notch1 蛋白和Hes1 mRNA（Hes1 为 Notch 的靶基因），这为Notch 信号的激活提供了有力的证据；而且巨噬细胞中Notch信号在翻译后水平调节TNF-α产生，延迟损伤后局部脂肪组织修复。这一研究表明，Notch信号的激活可调节许多与M1极化相关的促炎基因表达，并通过促炎反应调节巨噬细胞生物学功能，以应对受区脂肪细胞死亡和多种损伤相关因子的释放。

3.2 STAT 信号通路 信号传导及转录激活因子（signal transducers and activators of transcription, STAT）1 和 STAT3/ STAT6 激活之间的平衡对脂肪移植物中巨噬细胞的极化和 功能也发挥关键的调节作用。STAT1激活的主导地位促进巨 噬细胞向M1型极化，导致细胞毒性和促炎功能（ASica, 2012 年）。IFN-γ 是与 M1 激活相关的主要内源性细胞因子 之一。IFN-γ受体与相应配体—— 非受体型酪氨酸蛋白激酶 （janus kinase, JAK）1 和 JAK2 结合，激活 STAT1和干扰素调节因子（interferon regulatory factor, IRF），如 IRF-1 和 IRF-8 （FO Martinez, 2014 年）。相反，STAT3 和 STAT6 通过激活 IL-4 和 IL-10 信号增加M2巨噬细胞极化，该过程与组织修复有关。IL-4是诱导巨噬细胞呈现M2表型的最强刺激因素，现被广泛用于诱导M2巨噬细胞的产生。IL-4与其受体结合后激活JAK1和JAK3，进而导致STAT6的激活和核易位。巨噬细胞中JAK/STAT信号激活可将自身从M1促炎表型转变为M2抗炎表型，以减轻移植物中炎症反应并促进局部组织愈合 [27] 。此外，IL-4还能诱导c-Myc，进而激活IRF4轴， 抑制IRF5介导的M1极化，增强M2极化（ASica,2012年）。抗炎细胞因子IL-10是Th2细胞产物，在巨噬细胞的生长、 增殖、代谢和表型转变中发挥重要的调节作用 [28] 。Pang 等 [29] 研究表明，JAK1/STAT3 途径是IL-10介导M2巨噬细胞极化的重要下游通路。IL-10与其受体结合后诱导p50-NF-kB同源二聚体、c-Maf活性并激活转录因子STAT3，介导巨噬细胞向M2表型极化，导致抗炎细胞因子分泌增多和促炎细胞因子水平下降，从而促进脂肪移植物成活及ECM重塑。

3.3 JNK信号通路 C-JunN-末端激酶（C-JunN-terminal kinase, JNK）信号通路也参与了脂肪移植物中巨噬细胞极化， 其中转录因子的磷酸化在调节移植物炎性细胞因子表达中 起重要作用。JNK信号通路属于丝裂原活化蛋白激酶（mito gen-activated protein kinases, MAPKs）超家族，是调节细胞增殖、分化、激活和凋亡等细胞生理活动的关键因素（LWWang, 2012 年）。巨噬细胞特异性JNK缺陷会导致M1分化减少 （MSHan, 2013 年）。Zha 等 [30] 研究了JNK信号通路是否参与单体C-反应蛋白（monomeric CRP, mCRP）诱导的巨噬细胞亚群极化过程，发现mCRP通过Thr183/Tyr185位点磷酸化激活JNK信号通路，随后巨噬细胞被激活为M1表型。JNK 通路对高脂喂养的小鼠M1巨噬细胞极化至关重要，JNK的缺乏降低了脂肪组织巨噬细胞中M1表型相关基因的表达，而M2相关基因的表达增加 [31] 。Hao 等 [32] 应用IL-4 构建M2 巨噬细胞模型，证明了IL-4诱导巨噬细胞中JNK增加，导致下游转录因子c-Myc高表达，从而诱导巨噬细胞向M2表型转变，而且M2典型标记物的上调和IL-4刺激后M2巨噬细胞具有更高的迁移能力均依赖于JNK通路，这表明JNK在巨噬细胞向M2表型的转化中起到十分重要的作用。

3.4 微小RNA和长链非编码RNA 越来越多的证据表明， 微小RNA（microRNA, miRNA）和长链非编码RNA（long non coding RNA, lncRNA）在调节巨噬细胞极化和表型动态转换方面发挥着关键作用。在脂肪移植后的受区局部炎性环境中 Th2 细胞因子IL-4/IL-13 刺激下，小鼠巨噬细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferator-activated re ceptor gamma, PPAR-γ）通过与 miR223 的上游因子结合后诱导miR223 表达，而miR223反过来又抑制了活化T细胞核因子5和RASp21蛋白激活剂1的表达，促进M2抗炎表型的发展 [12] ，与miR223 相反，miR155 促进巨噬细胞向M1表型极化。在TNF-α、IFN-β或IFN-γ等促炎细胞因子刺激下，小鼠巨噬细胞内miR155表达增加，而miR155表达依赖于JNK 信号通路（PSEis,2005 年）。miR155也能促进TNF-α产生， 通过作用于TLR4信号传导通路促成移植物中炎症反应发生发展 [33] 。miR125b 通过抑制关键转录因子的表达调节巨噬细胞极化。当IFN-γ诱导小鼠巨噬细胞时，miR125b的表达增加抑制了其靶基因IRF4，而IRF4是形成M2极化表型的重要转录因子，从而抑制M2表型巨噬细胞的产生（AAChaud huri, 2011 年）。此外，lncRNA 也是巨噬细胞极化的关键调节因素，它是超过200个核苷酸的不编码蛋白质的RNA分子。董蓉 [34] 应用实时PCR技术检测IL-4/IL-13 刺激 RAW264.7 巨噬细胞极化后lncRNA-RIK表达水平变化，发现在M2极化过程中IncRNA-RIK 特异性增加（P值分别为0.0486和 0.0301）。Cao 等 [35] 研究发现，lncRNA-MM2P（lncRNA- 巨噬细胞M2极化）是唯一在M2极化过程中特异性上调而在M1 巨噬细胞中下调的lncRNA，其能介导M2极化，以及M2巨噬细胞的促血管生成。进一步确定lncRNA-MM2P是M2极化的特异性调节因子，通过调节STAT6的Y641位点酪氨酸残基磷酸化而起作用。2015年，BLiu等研究表明，lncRNA作 用于NF-kB和TNF-α信号通路，两者都是炎症反应的关键调节因素，但其具体作用机制仍有待进一步阐明。