什么是巨噬细胞极化？
指巨噬细胞在特定时间和环境中受到的激活状态，这一状态反映巨噬细胞如何响应微生物、组织损伤和环境信号。巨噬细胞并非静态的细胞，它们能够根据不同的信号调整自身的功能，展现高度的可塑性。
极化并非固定状态，巨噬细胞会持续接收并整合来自外界的多种信号。 极化过程涉及复杂的分子机制，这些机制调控巨噬细胞在生理和病理情况下的作用。
极化的类型
M1型巨噬细胞（经典激活）
激活机制：由Toll样受体（TLR）和干扰素γ（IFN-γ）信号诱导，通常发生在细菌感染或胞内病原体的免疫反应中。 功能：M1型巨噬细胞具有强大的抗菌和促炎功能，能够通过释放促炎性细胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6等）以及产生活性氧（ROS）和一氧化氮（NO）来直接杀伤病原体。 特征：通常标志物包括iNOS（诱导型一氧化氮合酶）、TNF、IL-12、IL-6等。
M2型巨噬细胞（替代性激活）
激活机制：主要由IL-4、IL-13等Th2细胞因子诱导，通常与抗蠕虫免疫、组织修复和过敏反应相关。 功能：M2型巨噬细胞偏向组织修复和抗炎反应，能够通过释放抗炎性细胞因子（如IL-10）和促修复因子（如Arginase-1, Arg1，纤维连接蛋白1, Fizz1）来减少组织损伤和促进伤口愈合。 特征：典型标志物包括Arg1、CD206、Fizz1、Ym1等。
极化在炎症中的作用
自限性炎症（Resolving Inflammation）
过程：在自限性炎症中，巨噬细胞参与了病原体的清除、组织修复和最终的炎症消退。在这个过程中，巨噬细胞可以在多个阶段发挥作用：
炎症反应初期：组织驻留巨噬细胞被激活，产生炎症因子，吸引中性粒细胞和单核细胞。 炎症中期：单核细胞从血液中招募到受损部位，分化为巨噬细胞，帮助清除病原体和组织碎片。 炎症后期：巨噬细胞通过分泌促修复因子，促进组织的再生和修复。 炎症消退：部分巨噬细胞被清除或迁出，组织恢复到平衡状态。
非消退性炎症（Nonresolving Inflammation）
在癌症、慢性炎症或自身免疫疾病中，持续存在的刺激会使炎症反应无法消退。巨噬细胞不断招募并维持在炎症部位，形成一种病理性环境，促进疾病进展。例如：
肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）：表现为M2样极化，促进肿瘤的血管生成、抑制免疫反应，并为肿瘤提供生存环境。 慢性炎症：如类风湿关节炎等疾病中，巨噬细胞持续处于M1极化状态，导致组织的慢性破坏。
巨噬细胞极化的调控机制
外源性途径（Extrinsic Pathways）
细胞因子：最常用于体外实验中诱导巨噬细胞极化。M1型通常由IFN-γ和TLR激动剂（如LPS）诱导，M2型则由IL-4和IL-13诱导。
非细胞因子途径：如低氧环境和肿瘤微环境中的乳酸积累，也可以影响巨噬细胞的极化。
内源性途径（Intrinsic Pathways）
发育来源：巨噬细胞可来自胚胎时期或骨髓。胚胎来源的巨噬细胞在组织中驻留，参与早期组织的修复和发育。骨髓来源的单核细胞在需要时被动员至炎症部位，并转化为巨噬细胞。
巨噬细胞存活与细胞因子
CSF-1：对所有巨噬细胞都有影响，维持其生存和增殖。 GM-CSF：对肺泡巨噬细胞尤为重要，维持其在感染后的增殖和存活。
这些细胞因子通过阻止细胞凋亡，延长巨噬细胞的存活，并通过调节极化状态来增强巨噬细胞的功能。
分子机制及基因调控
在极化过程中，多个关键转录因子和信号分子发挥重要作用：
M2极化的分子调控：STAT6、IRF4、PPARγ等是关键的转录因子，这些基因的缺失将导致M2型巨噬细胞的丧失。
M1极化的分子调控：NF-κB、STAT1、IRF5等信号途径是M1型巨噬细胞的核心调控因子。
TNF is a major anti-M2 factor.
巨噬细胞在疾病中的作用
癌症：肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）通常呈M2型极化，促进肿瘤生长、免疫逃逸以及肿瘤转移。 代谢性疾病：如肥胖，M1型巨噬细胞的积累导致慢性炎症和胰岛素抵抗。 自身免疫性疾病：如类风湿关节炎，M1型巨噬细胞过度活化，造成关节的持续性破坏。
参考文献
