国自然热点—巨噬细胞
国自然热点—巨噬细胞
巨噬细胞的发现
巨噬细胞是由俄国科学家Élie Metc hnikoff在1882年通过研究海星幼虫的免疫反应，首次发现并命名了“吞噬细胞”（phagocytes）。他观察到这些细胞能够吞噬外来颗粒和病原体，并提出了细胞免疫理论。基于对吞噬作用的解释，揭开了先天免疫系统的神秘面纱，Elia Metchnikoff和Paul Ehrlich一起获得1908年诺贝尔奖(生理学和医学奖)。
后来，这些吞噬细胞被进一步分类为巨噬细胞和中性粒细胞。巨噬细胞因其体积较大（“macro”意为“大”）且具有强大的吞噬能力而得名。
巨噬细胞模拟图
Macrophage是天然免疫系统特化的，存活时间长，具有吞噬作用的细胞，是第一道防线的重要组成部分。Macrophage参与细胞碎片和病原体的识别、吞噬和降解。Macrophage还在向T细胞提呈抗原以及诱导其他抗原呈递细胞表达共刺激分子等方面发挥作用，从而启动适应性免疫反应。此外，在炎症初期，它们通过释放细胞因子和趋化因子发挥重要作用，这些细胞因子和趋化因子反过来将其他免疫细胞募集到炎症部位。
巨噬细胞的生物学特性
- 巨噬细胞是先天免疫系统的重要组成部分，起源于骨髓中的单核细胞，参与细胞碎片和病原体的识别、吞噬和降解。Macrophage还在向T细胞提呈抗原以及诱导其他抗原呈递细胞表达共刺激分子等方面发挥作用，从而启动适应性免疫反应。
图1. M1/M2 巨噬细胞的起源、活化和功能基础
- 具有高度可塑性，巨噬细胞可以根据环境条件极化为M1（经典激活型）或M2（替代激活型）状态，这一过程涉及多种信号通路和转录调控网络。
图2. 巨噬细胞极化的信号通路
图中展示了巨噬细胞极化所必需的多种策略，并描述了对 M1 和 M2 信号通路的反馈控制。关键信号通路包括IRFs、STATs、NF-κB和SOCS。STAT6 的下游蛋白是克鲁珀尔样因子 4（KLF-4）。此外，GO（氧化石墨烯）还能诱导巨噬细胞向 M1 表型极化。HA-PEI/pDNA-IL-10或HA-PEI/pDNA-IL-4 NPs）和含有小鼠细胞因子IL-10质粒DNA的tuftsin修饰的海藻酸NPs可调节从M1向M2的编程。同样，API、PPARγ 和 CREB 的表达增强分别由细胞因子受体、脂肪酸受体和 TLR4 介导。STAT1-STAT6 引入了对 M1 和 M2、IRF5-IRF4、NF-κB-PPARγ、AP1-CREB 和 AP1-PPARγ 的反馈控制，它们在炎症性疾病的诱发、发展和终止中起着至关重要的作用。TLR 类收费受体、CREB 环 AMP 反应元件结合、NF-κB 激活 B 细胞的核因子卡巴轻链增强子、STAT 转录信号转导和激活因子、PPARγ 过氧化物酶体增殖激活受体γ、IRF 干扰素调节转录因子、API 芹菜素。
巨噬细胞在免疫调节中的作用
- 炎症调节
通过分泌细胞因子（如TNF-α、IL-6、IL-10）调节炎症反应。
- 抗原呈递
作为抗原呈递细胞（APC），激活适应性免疫反应。
- 组织修复
参与损伤组织的修复和再生，促进血管生成和细胞外基质重塑。
巨噬细胞在疾病中的作用
- 癌症
肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在肿瘤微环境中发挥双重作用，既可能促进肿瘤生长，也可能参与抗肿瘤免疫。
- 自身免疫性疾病
巨噬细胞在类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等疾病中参与炎症和组织损伤。
- 感染性疾病
作为病原体的第一道防线，巨噬细胞通过吞噬和杀伤病原体发挥保护作用。
未来研究方向
深入研究巨噬细胞的异质性和功能多样性。
开发更精准的巨噬细胞靶向治疗策略。
探索巨噬细胞在再生医学和免疫治疗中的潜力。