巨噬细胞极化在狼疮性肾炎发病机制中的研究进展

·综述·

巨噬细胞极化在狼疮性肾炎发病机制中的研究进展

胡琼依王强

(复旦大学附属中山医院皮肤科， 上海200032)

Research Progress in Polarization of Macrophages in the Pathogenesis of Lupus NephritisHUQiongyiWANGQiang

DepartmentofDermatology,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)是累及多个系统的自身免疫性疾病。狼疮性肾炎(lupus nephritis, LN)是SLE最常见的临床表现，也是致死和致残的主要原因。巨噬细胞和T细胞介导的免疫反应在LN的发生发展中起着重要的作用。巨噬细胞作为一类重要的人体固有免疫细胞，可多方面介导LN的发生与发展。一方面，作为抗原提呈细胞，巨噬细胞通过将自身抗原提呈给T细胞，使机体产生抗体，导致LN；另一方面，巨噬细胞通过产生各种促炎介质介导使LN发生。现对巨噬细胞与LN发生发展关系的研究进展综述如下。

1巨噬细胞的亚型和命名

巨噬细胞由血循环系统中的单核细胞进入外周组织分化而来，具有高度异质性，其生物学功能因其定居的组织和局部微环境的不同而异。巨噬细胞是器官和系统的重要调节和效应细胞，它的作用包括固有性及获得性免疫、调节代谢、维持内环境稳态、参与血管形成及细胞增殖等作用，在炎性反应中充当桥梁作用[1]。机体外周血中单核细胞迁移至血管壁并进入各组织后分化为巨噬细胞，这个过程受到黏附分子、趋化因子以及微环境中的细胞因子的影响[2]。巨噬细胞的极化是指完全分化并定居于特定组织的巨噬细胞在外界的刺激下发生形态和功能上的改变，进而成为具有显著特征性差异的不同细胞群。定居于组织中的巨噬细胞根据激活方式和免疫功能的不同可分为经典激活的M1型巨噬细胞(classically activated macrophage, CAMs or M1)和替代激活的M2型巨噬细胞(alternatively activated macrophage, AAMs or M2)[3]。

2巨噬细胞亚型在LN中的功能

在LN发生发展的不同阶段，肾脏的微环境随之变化，使M1/M2型巨噬细胞处于动态变化状态，并进一步影响LN的进展和预后。在肾脏损伤前期， M1型巨噬细胞聚集到肾脏，分泌促炎因子，促进肾脏细胞的损伤；在肾脏损伤后期，小管增生修复，肾脏中主要以 M2型巨噬细胞浸润为主，促进上皮细胞和血管内皮细胞的修复，若上皮细胞和血管不完全修复，则会促进M2型巨噬细胞的极化，导致肾脏纤维化[4]

2.1M1型巨噬细胞M1型巨噬细胞的激活主要依赖于脂多糖(LPS)、γ干扰素(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和颗粒巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)的诱导。M1型巨噬细胞主要的表面标志物为CD86和主要组织相容性复合物Ⅱ(MHCⅡ)。M1型巨噬细胞能分泌TNF-α、白介素1β(IL-1β)、IL-6、IL-23、趋化因子配体-9(CXCL-9)、CXCL-10等促炎因子，合成环氧化酶-2(COX-2)和诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)，增强抗原提呈能力和补体介导的吞噬能力，从而促进炎性反应。此外，M1型巨噬细胞能促进Th1免疫应答[5]。狼疮易感小鼠发生缺血再灌注损伤后，缺血后的肾小管细胞通过产生大量集落刺激因子介导M1型巨噬细胞的活化，加重修复功能障碍和炎性反应，导致LN的发生[6]。Lourenço 等[7]研究显示，拉喹莫德能缓解小鼠LN的发生，在处理组小鼠的脾脏和肾脏内，发现M1型巨噬细胞的数量和促炎因子TNF-α的分泌明显减少，而抗炎因子IL-10大量表达，说明拉喹莫德通过诱导M1型巨噬细胞向M2型巨噬细胞转化，从而缓解LN的进展。

2.2M2型巨噬细胞M2型巨噬细胞与M1型巨噬细胞明显不同，根据其活化后不同的功能表型分为M2a、M2b和M2c型。M2a型细胞依赖于IL-4、IL-13的激活，分泌转化生长因子β1(TGF-β1)，合成精氨酸酶1和细胞外基质，主要参与胶原产生、组织修复和伤口愈合，并促进Th2免疫应答。M2b的激活主要由免疫复合物和Toll样受体介导，分泌IL-10，抑制细菌内毒素引起的急性炎性反应，促进 Th2免疫应答；M2c由IL-10和糖皮质激素诱导，分泌IL-10和TGF-β1，主要起到调节和抑制炎性反应的作用[8]。活化淋巴细胞来源的DNA诱导产生的巨噬细胞易导致LN的发生，这种LN小鼠模型肾脏中浸润的巨噬细胞主要为M2b型巨噬细胞[9]。Zizzo等[10]发现，在抗ds-DNA抗体和抗Ro-60抗体阳性的LN患者血清里，M2c型巨噬细胞标志物CD163和Mer明显升高，而且与疾病活动程度有关。寄生虫代谢产物ES-62处理LN小鼠2周后，肾脏中的免疫复合物和补体的沉积明显减少，主要与M2型巨噬细胞在肾脏中的浸润明显增加有关[11]。Bignon 等[12]研究发现，趋化因子受体1抑制剂会缓解LN小鼠的肾小球和肾小管的损伤，延缓蛋白尿的发生，认为可能与肾脏内的M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞数目减少有关。因此，通过检测M1/M2 特征性标志物，可以进一步判断疾病的转归。

3LN中巨噬细胞极化的调控因子与治疗靶点

巨噬细胞和LN的发生发展有密切关系，因此近年来对巨噬细胞的异质性和可塑性以及对巨噬细胞极化的调控因子的研究成为热门。大量研究表明，巨噬细胞的极化与信号通路、转录因子、非编码RNA、表观遗传学等都有关。这些调控机制的研究已深入到基因水平，对靶向性治疗LN有重要的意义。

3.1核因子κB通路核因子-κB(nuclear factor -κB, NF-κB)是一类多效性的核转录因子，在LN病理发生中发挥重要的调控作用。在LN患者和狼疮鼠的肾脏病变组织中，发现NF-κB通路激活；同时，受NF-κB经典通路调控的下游因子，如TNF-α、IL-1β、IL-6 、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)等的表达也明显增加。TNF-α通过促进巨噬细胞相关趋化因子的分泌，能加强肾单位对免疫复合物的反应活性，包括诱导巨噬细胞的浸润。IL-6主要来源于单核细胞和巨噬细胞，在炎性区域，IL-6通过刺激内皮细胞释放趋化因子，促进白细胞浸润和单核/巨噬细胞迁移[13]。在所有符合WHO标准的LN患者肾脏组织中，发现高迁移率族蛋白(high mobility group box-1 protein, HMGB1)沿着肾小球上皮和系膜分布[14]。这类蛋白能稳定核小体结构，但是从细胞核内释放后，就发挥促炎性作用，主要表现为促进树突状细胞的成熟、促进巨噬细胞内促炎因子的释放。通过激活NF-κB通路，HMGB1调控细胞增殖相关性蛋白D1的转录，促进系膜细胞的增殖，从而参与LN的病理过程[15]。肾小球内NF-κB经典通路的激活程度与SLE活动指数及巨噬细胞的浸润有关。有研究[16]发现，NF-κB p65/p50能促进M1型巨噬细胞的极化。间充质干细胞具有抗炎和免疫抑制作用，狼疮小鼠通过尾静脉注射间充质干细胞28周后，发现肾脏炎性反应缓解，这种作用主要通过增加M2型巨噬细胞的数量和吞噬能力来实现[17]。骨髓来源间充质干细胞会促进M2型巨噬细胞极化，这种调控与骨髓来源间充质干细胞抑制NF-κB通路有关[18]。我们近期的研究[19]同样揭示，在MRL/lpr狼疮小鼠模型中，用去甲泽拉木醛(T-96，一种具有重要免疫调节作用的雷公藤三萜类单体)干预治疗后，狼疮小鼠的 24 h尿蛋白量、血清抗双链DNA抗体水平明显降低，同时肾脏病理炎性反应程度减轻，这主要与小鼠肾脏组织浸润的巨噬细胞减少，尤其是M1型细胞分泌产物IL-23和TNF-α的降低同时伴随NF-κB通路的抑制有关。因此，通过选择性抑制NF-κB通路，调控M1/M2型巨噬细胞分化/极化类型，可以作为治疗LN的一个策略。

3.2IFN调节因子IFN调节因子(interferon regulatory factor, IRF)是一类调节宿主防御功能的转录因子家族，目前发现有9个成员。 SLE中IFN-α表达明显增加，主要诱导免疫耐受的破坏，促进自身免疫反应[20]。研究[21]表明，SLE中，有些基因仅在肾脏受累时发生去甲基化，如CD80、IFN诱导基因44、IFN诱导基因15 (IFN-stimulated gene 15, ISG15)、ISG20、整合素αX和多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-12(PARP-12)；IRF7是这类基因的上游转录因子，而且IRF7等位基因与SLE患者肾脏受累有关。另外，IRF5通过Toll样受体介导与SLE有关的促炎因子的分泌，如IL-6、IL-12、IL-17、IL-23 和 TNF-α[22]。IRF不仅能调节IFN-α的表达，而且在巨噬细胞极化中起着重要的调控作用。IRF3、IRF5能促进M1型巨噬细胞的极化，而IRF4能促进M2型巨噬细胞的极化[23]。通过对IRF进行药物干预，能使肾脏中M1/M2型巨噬细胞重新达到平衡状态，进而缓解LN的病理进展。

3.3信号转导与转录激活因子信号转录与转录激活因子(signal transducers and activators of transcription, STAT)是决定巨噬细胞极化的非常重要的调控因子。非受体型酪氨酸蛋白激酶(Janus kinase, JAK)是STAT的上游信号，能进一步激活STAT通路。目前发现，STAT-1、STAT-3和STAT-6之间的平衡能调节巨噬细胞的极化[24]。IFN-γ通过下游信号促进STAT-1磷酸化，诱导M1型巨噬细胞的活化；STAT3能调节炎性相关蛋白，在炎性反应中起着重要作用，IL-10通过STAT-3促进M2型巨噬细胞的活化； IL-4和IL-13通过STAT-6促进M2型巨噬细胞表型相关蛋白的表达，如精氨酸酶1、抵抗素样分子α[25]。在SLE患者骨髓来源单核细胞内，STAT-3的含量和活性均高于健康人。STAT3受到抑制后，LN小鼠体内的总T细胞数目减少，T细胞的迁移能力减弱，抗体产生减少[26]。JAK/STAT通路抑制剂已经应用于风湿性关节炎的临床试验[27]。选择性STAT信号通路抑制剂的开发和研究有望为LN治疗带来突破。

3.4微小RNA最近研究[28]发现，在SLE 患者外周血单个核细胞中，有6种微小RNA(microRNA,miRNA)功能失调，包括miRNA-21、 miRNA-25、 miRNA-125a、 miRNA-146a、 miRNA-148和miRNA-186，这些miRNAs调控SLE的免疫和炎性反应。目前有多项关于miRNAs如何调控炎性疾病中巨噬细胞极化的研究。Banerjee等[29]研究发现， miRNA 125a-5p是通过依赖髓样分化因子 (MyD88)的Toll样受体途径调控巨噬细胞的极化；在miRNA 125a-5p缺陷的小鼠中，M1型巨噬细胞的表达产物TNF-α、IL-12和iNOS表达增加，M2型细胞表达产物精氨酸酶1表达减少，miRNA 125a-5p过量表达的结果则相反；实验还发现，Krüppel样因子(Krüppel-like factor 33，KLF33)是miRNA 125a-5p的靶基因，通过抑制KLF33的表达能调控巨噬细胞极化。此外，miRNA 17、miRNA 20a和miRNA 106a也能调节巨噬细胞的功能，其共同的靶基因是信号调节蛋白α，但是具体调节机制有待进一步研究[30]。因此，通过表观遗传调节巨噬细胞极化可能成为LN的治疗方法之一。

4总结

总之，炎性作用是LN的启动反应， 后期以纤维化为主。M1/M2型巨噬细胞动态平衡在LN的不同阶段受到破坏，与LN预后密切相关，这些巨噬细胞由多种信号通路调控。由于巨噬细胞具有可塑性，在微环境的作用下，不仅未分型的巨噬细胞会向某一类型极化，而且已经分化的M1/M2型巨噬细胞也会发生转化。通过减少巨噬细胞数目或改变其表型治疗LN，应视LN活动情况及病理类型而定。因此，对巨噬细胞极化的相关调控因子进行合理干预，以及逆转已经存在的巨噬细胞极化失衡，有可能是治疗LN的新靶点。

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·综述·

中图分类号R593.24

文献标识码A

通讯作者王强，E-mail: wang.qiang@zs-hospital.sh.cn 徐燕，E-mail:xuyan3869@renji.com