巨噬细胞-肌成纤维细胞转化（MMT），是指在特定的炎症或损伤微环境中，巨噬细胞转化为肌成纤维细胞的过程：2.作为炎症反应的一部分，巨噬细胞被招募到损伤部位；3.巨噬细胞受到TGF-β等细胞因子和生长因子影响，进而获得肌成纤维细胞的特性：表达α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）等肌成纤维细胞标志物。图1 视网膜疾病中巨噬细胞向肌成纤维细胞转化[1]Ø通用型：CD68、CD11b、F4/80（小鼠）。ØM1型：CD80、CD86、MHC II、iNOS、IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-12、IL-23等。ØM2型：CD163、CD206、Arginase-1、IL-10、TGF-β等。2.肌成纤维细胞标记物：α-SMA、FSP-1、Collagen I、FAP1α等。通过巨噬细胞标志物的下降和肌成纤维细胞标志物的升高，判断MMT的发生。这里我们主要介绍三条主要的信号通路：TGF-β、JAK/STAT和STING/TBK1：目前，MMT的调控机制并未明确，研究最多的是TGF-β1/Smad3信号通路，可以通过激活Smad依赖和非Smad依赖的信号通路来促进MMT：TGF-β结合到其受体后，激活Smad2/3，导致其磷酸化并与Smad4形成复合物，随后转位到细胞核中调控目标基因的表达，包括肌成纤维细胞的标志性蛋白，如α-SMA、胶原蛋白和纤连蛋白等。JAK3/STAT6信号在MMT中同样扮演了重要角色。研究发现，STAT6缺陷的小鼠或接受JAK3抑制剂治疗的小鼠在肾梗阻模型中，髓系成纤维细胞积累减少，肾纤维化程度降低（下图2）：![]()
图2 肾纤维化中MMT的细胞变化和TGF-β与JAK3/STAT6信号通路[2]在MMT过程中，STING/TBK1信号通路也扮演了重要角色。作为核心调控因子，STING通过激活TBK1引发一系列下游信号传导事件，最终导致MMT的发生。STING与其相应受体结合后，TBK1被磷酸化并进一步激活，这种激活能够促进与纤维化相关基因的表达，如α-SMA和胶原I等。图3 肾纤维化中MMT的细胞变化和STING/TBK1信号通路[3]
通过单细胞测序，检测同时表达巨噬细胞和肌成纤维细胞标记物的中间转化细胞群体。图4 NSCLC组织中CD68+巨噬细胞和α-SMA+肌成纤维细胞的空间分布[4]关于多重免疫组化（mIHC）技术，我们前面已有介绍（见链接：国自然预实验中，哪些技术让专家眼前一亮？——多重免疫组化mIHC）。
mIHC作为一种可以在组织切片中同时检测多个标记物的技术，适用于研究MMT。通过使用多重标记物（如巨噬细胞标志物CD68、CD206和肌成纤维细胞标志物α-SMA、FSP-1），可以精确定位并鉴定中间转化细胞群体，从而分析MMT在不同病理条件下的发生情况。图5 视网膜前膜中巨噬细胞-肌成纤维细胞转化细胞的鉴定[1]使用Cx3cr1Cre Rosa26Td小鼠、Lyz2Cre Rosa26Td小鼠以及CCR2-GFP报告小鼠模型来标记和追踪循环单核细胞来源的巨噬细胞。使用Cx3cr1CreERT2 Rosa26Td小鼠和Lyve1Cre Rosa26Td小鼠，标记组织驻留巨噬细胞。利用流式细胞仪和免疫染色技术，在组织中检测肌成纤维细胞标志物和巨噬细胞标志物的表达情况，观察循环单核细胞来源的巨噬细胞和组织驻留巨噬细胞是否转变为肌成纤维细胞。图6 Ang II诱导下巨噬细胞向肌成纤维细胞转变[5]
利用单细胞RNA测序技术（scRNA-seq）分析患者或动物模型中的相关组织样本，通过标记物（如巨噬细胞标记物CD68、CD11b，肌成纤维细胞标记物α-SMA、Tagln等）的共表达，确认巨噬细胞在病理过程中向肌成纤维细胞的转变。通过比较正常和病变组织中MMT相关细胞的基因表达差异，借助生物信息学工具筛选出与MMT过程密切相关的基因。利用基因富集分析和信号通路分析，可以缩小候选基因范围，并确定可能影响MMT的关键分子。通过基因敲除或过表达系统，验证基因A在MMT过程中的功能。Ø信号通路分析：通过Western blot和磷酸化蛋白质组学，研究基因A对已知MMT相关信号通路（如TGF-β/Smad）的影响。Ø转录和表观遗传调控：利用DNA pulldown和ChIP-Seq等技术，鉴定基因A是否直接结合并调控MMT相关基因的启动子区域。同时，研究基因A是否通过影响DNA甲基化或组蛋白修饰来调控MMT相关基因的表达。Ø蛋白质相互作用：通过免疫共沉淀（Co-IP）和质谱分析，识别与基因A相互作用的蛋白伙伴，构建调控网络。Ø代谢重编程：通过代谢组学分析和代谢通量测定分析基因A是否通过调节细胞代谢（如糖酵解、脂肪酸氧化等）来影响MMT的进程。ALKBH5-mediated m6A modification of IL-11 drives macrophage-to-myofibroblast transition and pathological cardiac fibrosis in mice. Nat Commun.ALKBH5通过介导IL-11的m6A去甲基化，增加了其稳定性和蛋白水平，促进巨噬细胞向肌成纤维细胞转化，导致病理性心脏纤维化和功能障碍。P2Y12 inhibitor clopidogrel inhibits renal fibrosis by blocking macrophage-to-myofibroblast transition.
P2Y12通过TGF-β/Smad3信号促进巨噬细胞向肌成纤维细胞转化，导致肾纤维化发生发展。
GSDMD-dependent neutrophil extracellular traps promote macrophage-to-myofibroblast transition and renal fibrosis in obstructive nephropathy.
GSDMD通过促进中性粒细胞NETs形成，激活巨噬细胞向肌成纤维细胞转化，导致梗阻性肾病中的肾纤维化。案例1：上皮细胞源性外泌体NFYA调控巨噬细胞-肌成纤维细胞转化在草酸钙晶体肾损伤后纤维化中的作用及机制研究案例2：P物质诱导巨噬细胞-肌成纤维细胞转化促进脓毒症心室重构的机制研究案例3：染色质重塑蛋白Arid1a表观调控巨噬-肌成纤维细胞转化在肥胖相关肩袖再撕裂中的作用和机制研究案例4：Tenascin-C促进巨噬细胞向肌成纤维细胞转化在肾脏纤维化中的作用机制研究案例5：MBD2/TBC1D16/Rab介导的巨噬细胞向肌成纤维细胞转化在梗阻性膀胱重塑中的作用及机制研究案例6：RNA聚合酶Ⅱ第五亚基调节蛋白（RMP）调控巨噬细胞向肌成纤维细胞转化在心梗后纤维化重塑中的作用和机制研究MMT在肾脏纤维化的发生发展中起关键作用。研究发现，在肾纤维化模型中,约35%-65%的肌成纤维细胞来源于MMT。MMT细胞表达巨噬细胞标记物CD68和肌成纤维细胞标记物α-SMA，主要出现在急性和活跃的肾纤维化病变中,与总的α-SMA+肌成纤维细胞数量呈正相关。 图7 急性、活动性及硬化性肾损伤中CD68+和α-SMA+细胞的比较[6]在非小细胞肺癌（NSCLC）中，巨噬细胞可以通过介导的巨噬细胞-肌成纤维细胞转化（MMT）生成癌症相关成纤维细胞（CAFs），并推动肿瘤进展。图8 非小细胞肺癌中巨噬细胞-肌成纤维细胞转化的表型特征[4]
参考文献
1. Abu El-Asrar AM, De Hertogh G, Allegaert E, Nawaz MI, Abouelasrar Salama S, Gikandi PW, et al. Macrophage-Myofibroblast Transition Contributes to Myofibroblast Formation in Proliferative Vitreoretinal Disorders. Int J Mol Sci 2023, 24(17).
2. Wei J, Xu Z, Yan X. The role of the macrophage-to-myofibroblast transition in renal fibrosis. Front Immunol 2022, 13: 934377.
3. Zeng H, Gao Y, Yu W, Liu J, Zhong C, Su X, et al. Pharmacological Inhibition of STING/TBK1 Signaling Attenuates Myeloid Fibroblast Activation and Macrophage to Myofibroblast Transition in Renal Fibrosis. Front Pharmacol 2022, 13: 940716.
4. Tang PC, Chung JY, Xue VW, Xiao J, Meng XM, Huang XR, et al. Smad3 Promotes Cancer-Associated Fibroblasts Generation via Macrophage-Myofibroblast Transition. Adv Sci (Weinh) 2022, 9(1): e2101235.
5. Zhuang T, Chen MH, Wu RX, Wang J, Hu XD, Meng T, et al. ALKBH5-mediated m6A modification of IL-11 drives macrophage-to-myofibroblast transition and pathological cardiac fibrosis in mice. Nat Commun 2024, 15(1): 1995.
6. Meng XM, Wang S, Huang XR, Yang C, Xiao J, Zhang Y, et al. Inflammatory macrophages can transdifferentiate into myofibroblasts during renal fibrosis. Cell Death Dis 2016, 7(12): e2495.
