冠狀病毒防御戰之巨噬細胞（二）

發布時間：2021-03-08 20:13 原文鏈接：冠狀病毒防御戰之巨噬細胞（二）

▲▼ 體外巨噬細胞極化方案 ▼▲

人的巨噬細胞包括經典活化型巨噬細胞(Classical activated macrophages, M1)、替代活化型巨噬細胞(Alternatively activated macrophages, M2)以及未刺激活化的巨噬細胞(M0)。人巨噬細胞的體外分化由單核細胞而來，M0 型巨噬細胞用含自體血清(10%)的完全培養基培養單核細胞6 天，隔天半量換液即可；M1 型巨噬細胞分化用 20ng/ml 的 GM-CSF 分化單核細胞 6 天，或者用 20ng/ml的 M-CSF 分化 6 天，并加 20ng/ml 的 IFN-γ 和LPS極化 1 天；M2 型巨噬細胞用 20ng/ml的 M-CSF 分化 6 天，并加20ng/ml的 IL-4/IL-10極化 1 天。在顯微鏡下觀察完成分化的細胞形態發現 M1細胞貼壁最牢，呈梭形；M2 細胞貼壁能力較M1弱，呈圓形或橢圓形；M0 細胞貼壁中等，呈圓形(圖2)。

圖2：人巨噬細胞極化步驟

而體外小鼠的巨噬細胞的研究由骨髓細胞分化而來，骨髓細胞加入 20ng/ml M-CSF，隔天半量換液，誘導分化 6 天后即為 BMDM0，加 20ng/ml IFN-γ和LPS極化一天分化為BMDM1；加20ng/ml的IL-4/IL-10極化一天，即分化為 BMDM2(圖3)。

圖3：小鼠巨噬細胞極化步驟

▲▼ 巨噬細胞的鑒定 ▼▲

對分化后的人單核細胞來源的巨噬細胞進行表型鑒定發現M1型巨噬細胞CD14 高表達，清道夫受體(Scavenger receptors, SR,CD163)低表達，甘露糖受體(Mannose receptors, MR, CD206)不表達；在 M2 細胞中，CD14 高表達，CD163 和 CD206均高表達; 在 M0 細胞中，CD14 高表達，CD163 低表達，CD206 中表達。同時對三種巨噬細胞進行分泌細胞因子的鑒定，M0、M1 細胞經LPS活化后，以釋放大量促炎性細胞因子 TNF-α 為主，幾乎不釋放 IL-10；而M2 細胞經LPS活化后，則以釋放大量抑炎性細胞因子 IL-10 為主，只釋放少量的 TNF-α[10]。

對小鼠骨髓細胞來源的不同亞型巨噬細胞分泌的細胞因子分析發現：M1型巨噬細胞IL-12 水平顯著上升, 其IL-10 的分泌略有增加，同時高表達iNOS；而M2型巨噬細胞其IL-10分泌水平明顯增加, 而IL-12 水平很低，Arginase-Ⅰ的表達和活性顯著增加。其表面標志性分子表達分析：M2 與M1 型巨噬細胞相比，CD163、CD206 和Dectin-1 表達明顯上調[4]。

▲▼ 巨噬細胞功能 ▼▲

M1型巨噬細胞由IFN-γ及LPS等極化產生，釋放TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-23等促炎性細胞因子，抗原提呈能力和吞菌能力增強，作為抗原提呈細胞(antigen presenting cells, APCs)，能夠促進適應性免疫應答的發生。M2型巨噬細胞由IL-4 或IL-13 誘導，CD206 和精氨酸酶表達增高，內吞能力增強，分泌IL-10、TGF-β等抑炎性細胞因子、促進Th2細胞分化，發揮免疫調節及組織修復功能，其抗原提呈能力較弱，在寄生蟲免疫反應、變態反應、傷口愈合和組織重構中發揮重要作用[5, 11]。M2 型巨噬細胞的不同亞型分別發揮不同功能(圖4)。M2a 由IL-4 或IL-13誘導產生，高表達CD206，內吞活性增強，促進細胞生長和組織修復，介導 Th2 型免疫反應。M2b 由免疫復合物和LPS /IL-1 刺激誘導產生，可以同時產生抗炎和促炎細胞因子IL-10、IL-1β、IL-6，執行免疫調節功能，并能促進Th2活化并增強體液免疫。M2c 型巨噬細胞，又稱失活型巨噬細胞，由糖皮質激素、IL-10 或TGF-β 誘導產生，低表達MHCII 分子，在基質沉淀和組織重塑中發揮作用，此外，M2c型巨噬細胞可通過釋放大量的IL-10和TGF-β抑制免疫反應，對凋亡細胞表現出強烈的抗炎作用[5, 12]。

圖4：不同巨噬細胞亞型功能

▲▼ 病毒感染調控巨噬細胞極化過程 ▼▲

在病毒感染急性期，巨噬細胞向M1方向極化，M1型巨噬細胞可促進炎癥反應，輔助機體清除病原體，但其過度活化可引起細胞因子風暴，加重組織的免疫病理損傷，且M1 型巨噬細胞極化比例與病情嚴重程度呈正相關; 隨著病毒感染相關疾病的進展，巨噬細胞向M2方向極化，M2型巨噬細胞可通過分泌多種抑炎因子發揮免疫調控作用，參與組織修復[13, 14]。巨噬細胞極化不是M1 /M2 兩個極端，而是一個連續的巨噬細胞活化譜。Herbein等基于逆轉錄病毒感染提出了M1 /M2 重塑模型，即在感染早期M1型巨噬細胞極化占優勢，M1型巨噬細胞是機體細胞因子風暴和免疫病理損傷產生的重要因素。在感染慢性期M2型巨噬細胞極化占優勢，促進組織修復并重建免疫穩態抑制M1型巨噬細胞方向極化，有利于控制炎癥反應，改善急性病毒感染患者的疾病預后[15]。

巨噬細胞是一種異質性與可塑性較強的細胞，在病毒感染誘導炎癥反應的進展和消退中巨噬細胞極化發揮重要的雙重調控作用，是極具潛力的治療急性病毒感染所致疾病的細胞。闡明巨噬細胞極化在病毒感染過程中的作用及相關調控機制，可為病毒感染性疾病的發病機制研究及治療策略提供新的思路。

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參考文獻

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15.Herbein, G. and A. Varin, The macrophage in HIV-1 infection: from activation to deactivation. Retrovirology, 2010. 7: p. 33.

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