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巨噬细胞分型

巨噬细胞分型

巨噬细胞作为炎症反应的主要作用细胞,在不同条件下,有着明显的形态和功能差异。通过表型分析鉴定巨噬细胞类型可以更好的研究巨噬细胞的功能多样性。目前根据活化状态、发挥功能以及分泌因子的不同,巨噬细胞主要可分为经典活化的M1 型巨噬细胞(Classically activated macrophage) 和选择性活化的M2型巨噬细胞(Alternatively activated macrophage) 。现在已经有很多文献从精氨酸代谢途径[1]、细胞因子分泌[2]和表面分子的表达[3]等不同方面对M1 型与M2 型巨噬细胞进行区分。M2的定义很快扩大为除了M1之外的其他所有巨噬细胞。尽管越来越多的证据显示这种M2定义所包含的细胞在生物化学和生理学方面

存在巨大差异,但这种分类方法依然沿用。[4]

M1 型巨噬细胞一般是通过干扰素-γ及细菌脂多糖(LPS)活化,M1主要分泌促炎因子,在炎症早期承担着重要作用。而M2型巨噬细胞通过Th-2细胞因子如IL-4、IL-13及免疫复合物等进行活化,M2表达抑制炎症因子,起着抑制炎症反应以及组织修复的作用。根据在组织修复中的不同作用,M2型巨噬细胞又可以分为三种亚型,分别为M2a、M2b、M2c。其中M2a、M2b可以起到免疫调节作用及促进M2型免疫反应,而M2c则是有着抑制免疫反应及组织重构的作用。具体分型及各自的作用见图1。[5] M1, M2各表型的激活因素、分泌的细胞因子、趋化因子及其功能总结于表1中。

巨噬细胞分型

图1 不同分型巨噬细胞的刺激物和选择性表达的功能性质

Figure 1.Inducers and selected functional properties of different polarized

macrophage populations.

表 1.巨噬细胞不同表型的激活因素、分泌的细胞因子、趋化因子及其功能[5-8]

巨噬细胞分型

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由于不同分型的巨噬细胞生长条件、功能性质不同,所以在心血管生物材料的研究中,可以考虑通过调整材料性质来调控不同分型巨噬细胞的数量比例,来发挥不同功能,例如减少M1型巨噬细胞来抑制炎症反应,增加M2型巨噬细胞来促进组织修复等。Garg, K等用聚二氧六环酮(POD)研究了材料纤维直径、空隙等对巨噬细胞分型的影响;[9]Judite N. Barbosa等研究了壳聚糖乙酰化程度不同对巨噬细胞分型的影响;[10] Kara L. Spiller等人则是研究了不同分型的巨噬细胞对血管再生的不同影响。[11]通过研究可以发现,可以通过设计不同的心血管生物材料来调控不同分型巨噬细胞的比例,从而在避免出现血栓,提高材料生物相容性的同时促进组织修复和新生血管的形成。

References:

[1]. Rauh, M.J., et al., SHIP represses the generation of alternatively activated macrophages. IMMUNITY, 2005. 23(4): p. 361-374.

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[3]. Odegaard, J.I., et al., Macrophage-specific PPAR gamma controls alternative activation and improves insulin resistance. NATURE, 2007. 447(7148): p. 1116-U12.

[4]. Bryers, J.D., C.M. Giachelli and B.D. Ratner, Engineering biomaterials to integrate and heal: The biocompatibility paradigm shifts. BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING, 2012. 109(8): p. 1898-1911.

[5]. Mantovani, A., et al., The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization. TRENDS IN IMMUNOLOGY, 2004. 25(12): p. 677-686.

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[7]. 周宪宾与姚成芳, 巨噬细胞M1/M2极化分型的研究进展. 中国免疫学杂志, 2012(10): 第957-960页.

[8]. 李丹, 任亚娜与范华骅, 巨噬细胞的分类及其调节性功能的差异. 生命科学, 2011(03): 第249-254页.

[9]. Garg, K., et al., Macrophage functional polarization (M1/M2) in response to varying fiber and pore dimensions of electrospun scaffolds. BIOMATERIALS, 2013. 34(18): p. 4439-4451.

[10]. Vasconcelos, D.P., et al., Macrophage polarization following chitosan implantation. BIOMATERIALS, 2013. 34(38): p. 9952-9959.

[11]. Spiller, K.L., et al., The role of macrophage phenotype in vascularization of tissue engineering scaffolds. BIOMATERIALS, 2014. 35(15): p. 4477-4488.