巨噬细胞的表型分型
一般认为,巨噬细胞至少可以分为经典活化巨噬细胞(M1)和替代性活化巨噬细胞(M2)两大类。
1.M1型巨噬细胞:
单独的病原体刺激产物(如脂多糖),或者与一些细胞因子[如干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ),肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)以及粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)]共同刺激能够诱导巨噬细胞向M1型分化。这种巨噬细胞是宿主对抗细胞内细菌感染以及产生某些细胞因子(如IL-12、IL-1β、TNF-α、IL-6和IL-23)的关键效应细胞。这种炎症性表型的巨噬细胞还具有促进Th1型免疫反应以及抗肿瘤的免疫反应[2]。关于M1型巨噬细胞的标志物,则可以从膜分子的表达、细胞因子分泌情况和精氨酸代谢途径等多方面进行选择。在膜分子方面,CD86可作为M1型巨噬细胞理想的标志物[3];在细胞因子分泌情况上此型巨噬细胞高表达TNF、IL-12和IL-18,因此这些细胞因子可作为M1型巨噬细胞的标志物;在精氨酸代谢途径方面,以精氨酸为原料合成一氧化氮是M1型巨噬细胞的重要特点[4],因此诱导型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)可作为此型巨噬细胞的标志物。
2.M2型巨噬细胞:
IL-4、IL-13等Th2细胞因子则诱导巨噬细胞向M2型分化,这类巨噬细胞的特点是表达促炎因子的能力下降;高表达精氨酸酶(arginase-1,Arg-1),从而使精氨酸代谢为鸟氨酸而不是合成一氧化氮;清道夫受体的表达上调以及吞噬能力增强[5]。与M1型巨噬细胞相比,在膜分子方面,甘露糖受体CD206和清道夫受体CD163均有文献报道作为M2型巨噬细胞的标志物[6,7];在精氨酸代谢途径方面,Arg-1可作为此型巨噬细胞的标志物[8],但也有学者提出,Arg-1在M1型巨噬细胞中也有表达,且分枝杆菌感染的巨噬细胞可高表达Arg-1[9],因此Arg-1是否能作为M2型巨噬细胞的标志物尚存争议。然而,根据诱导刺激物的不同,M2型巨噬细胞还可再分为不同的亚型。最常用的一种分类方法是由Mantovani等[10]于2004年提出,他们将M2型巨噬细胞再分为M2a、M2b和M2c三个亚型。M2a是由IL-4或IL-13诱导而来的,M2b是由免疫复合物及Toll样受体(TLR)激动剂或IL-1R诱导而来的,而M2c则是由IL-10和糖皮质激素诱导而来。这3类M2型巨噬细胞在功能上也有所不同,M2a巨噬细胞主要参与Th2免疫反应、过敏反应以及杀伤寄生虫;M2b巨噬细胞主要参与Th2细胞活化和免疫调控;M2c巨噬细胞主要参与免疫调控、基质沉积和组织重塑[10]。另外,在M2a、M2c巨噬细胞中,精氨酸主要通过精氨酸酶途径代谢,但是由免疫复合物和脂多糖诱导的M2b巨噬细胞则可以将精氨酸代谢为一氧化氮[11]。
3.其他特殊类型的巨噬细胞包括:
(1)肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAM):TAM是肿瘤间质中数量最多的炎症细胞,具有促进血管生成、淋巴管的生成、基质重塑、免疫抑制以及增强肿瘤细胞的侵袭力和代谢等作用[12]。尽管TAM具有类似于M2型巨噬细胞的一些特征,如高表达IL-10、TGF-β等,但是TAM被认为是不同于M1、M2表型的一种表型[13]。(2)T细胞受体阳性(T cell receptor,TCR+)巨噬细胞:传统观念认为TCR只表达于T细胞,最近研究发现了TCR阳性的巨噬细胞[14]能够释放趋化因子CCL2,并且具有很强的吞噬能力。(3)泡沫细胞:当巨噬细胞吞噬了脂类物质后可发展为泡沫细胞。研究结果表明,泡沫细胞参与了多种疾病的发生发展,比如动脉粥样硬化、结核肉芽肿以及哮喘[15]。而泡沫细胞在炎症中究竟发挥着促进还是抑制作用,尚存争议。另外还有无吞噬功能、参与免疫调节的CD169+巨噬细胞。