姜 琦 李京蔓 侯亞義

(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院，南京 210093)

巨噬細(xì)胞作為一種重要的免疫細(xì)胞，能夠在傷口局部大量浸潤(rùn)，并在傷口愈合過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[1]。分化的傷口處，巨噬細(xì)胞可作為多種表型存在，且呈復(fù)雜動(dòng)態(tài)變化及分泌不同種類的細(xì)胞因子，從而調(diào)控傷口愈合和疤痕形成。由于巨噬細(xì)胞幾乎存在于所有組織中，不同組織的傷口修復(fù)過(guò)程可能具有相似性[2]，由此可以通過(guò)巨噬細(xì)胞的共同點(diǎn)和特征性將不同組織的修復(fù)及愈合相聯(lián)系。本文就巨噬細(xì)胞參與傷口愈合和組織再生的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并提出與巨噬細(xì)胞相關(guān)的組織再生策略，基于此可能會(huì)對(duì)子宮損傷修復(fù)提出新的解決方案。

1 巨噬細(xì)胞及其表型

巨噬細(xì)胞是具有多種功能的免疫細(xì)胞，在先天性免疫和獲得性免疫中均發(fā)揮重要作用。巨噬細(xì)胞能夠通過(guò)吞噬作用清除細(xì)胞碎片、中性粒細(xì)胞、入侵生物體和其他凋亡細(xì)胞，除此之外，它還積極調(diào)節(jié)組織愈合過(guò)程[3]。為了執(zhí)行該功能，巨噬細(xì)胞在傷口愈合過(guò)程中發(fā)展出不同的表型。

傷口處的巨噬細(xì)胞是一個(gè)異質(zhì)性細(xì)胞群，最常用的分類方法是根據(jù)免疫應(yīng)答中巨噬細(xì)胞活化方式的不同將巨噬細(xì)胞分為兩類，第一類是經(jīng)典激活的巨噬細(xì)胞，為M1促炎表型，對(duì)細(xì)菌、IFN-γ、細(xì)菌脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)和TNF-α有響應(yīng)[4,5]；第二類是替代性激活的巨噬細(xì)胞，為M2抗炎表型，對(duì)IL-4、IL-13和IL-33有響應(yīng)[6]。

M1型巨噬細(xì)胞能產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子，如TNF-α和IL-6以及其他促進(jìn)傷口愈合初始階段的物質(zhì)，它們具有高度的吞噬功能，能夠吞噬凋亡的中性粒細(xì)胞，并且清除傷口中的病原體或碎片[7]。M2型巨噬細(xì)胞具有抗炎作用，可通過(guò)IL-4、IL-13或凋亡的中性粒細(xì)胞進(jìn)行體外誘導(dǎo)分化產(chǎn)生，它們能夠調(diào)節(jié)血管再生、成纖維細(xì)胞再生、肌成纖維細(xì)胞分化和膠原生成[7,8]。除了經(jīng)典的M1-M2分類系統(tǒng)之外，Murray等[9]提出了新的巨噬細(xì)胞分類系統(tǒng)，根據(jù)相應(yīng)的激活物進(jìn)行命名，即M(IFN-γ)、M(IL-4)和M(IL-10)等。

目前，對(duì)于不同的傷口巨噬細(xì)胞亞群的成因還存在爭(zhēng)議，主要有以下三種觀點(diǎn)：第一種觀點(diǎn)認(rèn)為，巨噬細(xì)胞可能來(lái)源于不同時(shí)期招募的具有不同表型的單核細(xì)胞，這些單核細(xì)胞可分化為具有不同表型的巨噬細(xì)胞；第二種觀點(diǎn)認(rèn)為單核細(xì)胞可能在傷口愈合過(guò)程中的不同時(shí)間被招募，在傷口愈合過(guò)程中，不斷變化的傷口微環(huán)境會(huì)影響到它們的極化；第三種觀點(diǎn)認(rèn)為M1巨噬細(xì)胞可能受局部傷口環(huán)境的影響從而分化成M2巨噬細(xì)胞[10]。許多研究支持第三種觀點(diǎn)，認(rèn)為參與調(diào)節(jié)早期炎癥功能和后期傷口修復(fù)功能的是同一群巨噬細(xì)胞[10]，這表明傷口局部環(huán)境的變化會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)變。然而，并非所有巨噬細(xì)胞都適合M1-M2表型的分類標(biāo)準(zhǔn)。最近的研究表明，巨噬細(xì)胞的功能不局限于以前的定義，還涉及電傳導(dǎo)、鐵循環(huán)、肌成纖維蛋白轉(zhuǎn)化和突觸修剪等[11-15]。巨噬細(xì)胞功能受體液免疫微環(huán)境的高度影響，傳統(tǒng)表型分類和分子標(biāo)記可能不足以充分確定它們?cè)隗w內(nèi)的動(dòng)態(tài)作用和行為?？梢?jiàn)，我們需要對(duì)巨噬細(xì)胞的形態(tài)、遷移模式及其相鄰細(xì)胞組成進(jìn)行綜合考慮，以獲得對(duì)巨噬細(xì)胞功能的整體理解。因此，需要對(duì)特定微環(huán)境中的巨噬細(xì)胞進(jìn)行時(shí)間歷程、多重標(biāo)記、高空間分辨率的體內(nèi)觀察[16]，有望深刻理解巨噬細(xì)胞的分類、功能及行為。

2 巨噬細(xì)胞在傷口愈合和疤痕形成中的作用

如前所述，巨噬細(xì)胞通過(guò)表型分化在傷口愈合過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，下面就巨噬細(xì)胞與急性傷口、慢性傷口及疤痕形成的關(guān)系三方面進(jìn)行闡述。

2.1巨噬細(xì)胞與急性傷口的關(guān)系 巨噬細(xì)胞幾乎參與了傷口愈合的所有階段。組織發(fā)生損傷后，血小板首先在受傷部位募集，防止受損血管進(jìn)一步失血。接著，中性粒細(xì)胞到達(dá)傷口，殺死微生物，并清除細(xì)胞碎片[17]。在早期階段，浸潤(rùn)在傷口局部的巨噬細(xì)胞被活化成為M1表型，對(duì)所有微生物、基質(zhì)和血小板的細(xì)胞碎片進(jìn)行吞噬，并分泌促炎介質(zhì)和趨化因子以招募更多的循環(huán)單核細(xì)胞[18]。Rasmussen等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)中，表達(dá)綠色熒光蛋白(GFP)的脊椎動(dòng)物表皮細(xì)胞對(duì)損傷后產(chǎn)生的神經(jīng)元碎片進(jìn)行吞噬，提示脊椎動(dòng)物表皮細(xì)胞可能是一種具有廣譜-特異性吞噬功能的巨噬細(xì)胞。在傷口修復(fù)的后期階段，巨噬細(xì)胞產(chǎn)生各種細(xì)胞因子(如TNF-α)來(lái)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞凋亡，隨后從M1促炎表型轉(zhuǎn)換為M2抗炎表型并吞噬凋亡中性粒細(xì)胞，以緩解傷口的局部炎癥[16]。Paredes等[20]證明紅色熒光染料(mCherry)標(biāo)記的巨噬細(xì)胞在雙轉(zhuǎn)基因幼蟲(chóng)傷口處吞噬了GFP標(biāo)記的壞死/凋亡粒細(xì)胞。

2.2巨噬細(xì)胞與慢性傷口的關(guān)系 慢性傷口是指3個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)未被治愈的皮膚屏障缺損，它不經(jīng)歷典型傷口修復(fù)的四個(gè)階段，而是陷入炎癥階段，并進(jìn)入炎癥和組織破壞的惡性循環(huán)[21]。典型的傷口修復(fù)的四個(gè)階段包括：①血小板介導(dǎo)的止血；②炎癥；③角蛋白細(xì)胞增殖和遷移到傷口再上皮化、成纖維細(xì)胞遷移、收縮和膠原降解導(dǎo)致瘢痕形成；④傷口血管的清除和瘢痕組織的重塑。慢性傷口往往具有一些共同的特征，包括氧化應(yīng)激、蛋白酶失衡、生物膜形成或傷口感染、水腫以及延長(zhǎng)持續(xù)的白細(xì)胞募集[22,23]。

與急性傷口不同，慢性傷口中巨噬細(xì)胞M1型到M2型巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)化是失調(diào)的[24-26]。在慢性傷口邊緣，大約80%的細(xì)胞是M1型巨噬細(xì)胞，導(dǎo)致了慢性傷口的持續(xù)炎癥最終導(dǎo)致難以愈合或疤痕的形成[24]。Kim等[27]用生物發(fā)光成像(BLI)證明，M1促炎巨噬細(xì)胞向傷口的運(yùn)輸增加導(dǎo)致持續(xù)性炎癥和傷口愈合受損。糖尿病小鼠的傷口處M2型巨噬細(xì)胞水平偏低，導(dǎo)致調(diào)節(jié)修復(fù)增殖階段的生長(zhǎng)因子水平降低，如TGF-β1、IGF-1和VEGF，同時(shí)具有高水平的促炎性細(xì)胞因子和介體，如TNF-α、IL-1β、IL-17和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)，不利于傷口的愈合[24,26,28-30]。研究表明，慢性創(chuàng)傷患者的傷口液中存在高水平的促炎細(xì)胞因子[24,31]。高水平的促炎介質(zhì)(如TNF-α)會(huì)導(dǎo)致皮膚成纖維細(xì)胞分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-1、MMP-3)和基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子1(TIMP-1)的精細(xì)平衡被打破，造成傷口環(huán)境中細(xì)胞外基質(zhì)蛋白過(guò)度水解，形成慢性傷口[32]。對(duì)慢性傷口的理解遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于急性傷口的部分原因可能是缺乏一種能充分概括人類病理的動(dòng)物模型。

2.3巨噬細(xì)胞調(diào)節(jié)疤痕形成的機(jī)制 疤痕形成是傷口異常愈合的最終結(jié)果，受傷口愈合中纖維化、疤痕膠原沉積、血管生成等因素綜合影響，并伴隨疼痛、硬化或纖維化等癥狀，大面積的疤痕甚至?xí)?dǎo)致一些細(xì)胞或部位的功能喪失，從而影響正常生理活動(dòng)。巨噬細(xì)胞在疤痕的形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用。新生的PU.1基因敲除小鼠是一種完全缺乏巨噬細(xì)胞的動(dòng)物模型，研究發(fā)現(xiàn)這種模型小鼠與對(duì)照小鼠以相同的速度修復(fù)皮膚，但疤痕形成卻大大減少，這表明巨噬細(xì)胞調(diào)節(jié)疤痕形成[33]。利用白喉毒素驅(qū)動(dòng)的溶菌酶M特異性消融術(shù)或CD11b特異性細(xì)胞系消融術(shù)選擇性地清除所有巨噬細(xì)胞表型的結(jié)果也表明，巨噬細(xì)胞對(duì)傷口愈合是必要的，并且調(diào)節(jié)疤痕形成[34-36]。事實(shí)上，最早研究巨噬細(xì)胞在修復(fù)中的作用時(shí)，使用抗巨噬細(xì)胞血清耗盡這些細(xì)胞就顯示出了創(chuàng)傷修復(fù)的受損[37]。最近的研究證實(shí)并擴(kuò)展了這些發(fā)現(xiàn)，表明在整個(gè)修復(fù)過(guò)程中特定的巨噬細(xì)胞消除會(huì)導(dǎo)致再上皮化和傷口收縮延遲，膠原沉積減少，血管生成受損，以及愈合傷口中的細(xì)胞增殖減少[35]，有助于減少瘢痕形成。

疤痕形成是傷口愈合不良的結(jié)果，目前的疤痕治療方法還是以傳統(tǒng)治療方法為主，如敷料、局部治療、外科修復(fù)、注射處理、壓力療法、激光等，治療人類疤痕和其他纖維化疾病的有效新型藥物還有待開(kāi)發(fā)研究[38]。子宮內(nèi)膜嚴(yán)重?fù)p傷會(huì)導(dǎo)致宮腔黏連，正常結(jié)構(gòu)性細(xì)胞的增殖分化異常，大量的纖維組織替代，而目前宮腔黏連的主要治療方法是手術(shù)分離，但該方法無(wú)法解決內(nèi)膜瘢痕化。迄今的發(fā)現(xiàn)已表明，傷口巨噬細(xì)胞在傷口修復(fù)中起著難以替代的特殊作用，未來(lái)研究若著眼于調(diào)整異常修復(fù)條件中的巨噬細(xì)胞，可能會(huì)得到更為有效的緩解或治療傷口愈合不良及疤痕形成的新方法。

2.4巨噬細(xì)胞參與不同組織的傷口愈合 巨噬細(xì)胞存在于所有組織中，不同組織中巨噬細(xì)胞促進(jìn)傷口愈合的過(guò)程具有組織特異性，但也具有共性[39]。通過(guò)充分了解巨噬細(xì)胞差異與共性可以確保適當(dāng)?shù)男迯?fù)，或通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)免疫功能輔助損傷部位的巨噬細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，可能是治療不良修復(fù)導(dǎo)致疾病的重要機(jī)遇。

大量研究表明M(IL-4)巨噬細(xì)胞在組織修復(fù)中發(fā)揮重要作用。有研究證明小鼠直到出生后7 d可以再生心臟組織，主要依賴于單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[40]。M(IL-4)被認(rèn)為是主要的組織修復(fù)巨噬細(xì)胞，表達(dá)多種傷口愈合因子，如精氨酸酶、細(xì)胞外基質(zhì)成分和生長(zhǎng)因子[如VEGF-A、血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)和胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)][3,8,41]。在缺乏M(IL-4)的小鼠中，皮膚傷口愈合延遲，血管穩(wěn)定性受損[42]。對(duì)皮膚和肺組織修復(fù)過(guò)程的研究表明，M(IL-4)的作用可能在組織形成階段最為突出，有助于細(xì)胞增殖、成纖維細(xì)胞的調(diào)節(jié)、膠原蛋白的產(chǎn)生和交叉連接，并具有廣泛的抗炎功能。相對(duì)于皮膚內(nèi)傷口修復(fù)的不同階段，肺部巨噬細(xì)胞參與的組織形成階段是提前的，這種傷口修復(fù)的快速開(kāi)始可能是肺泡巨噬細(xì)胞本身已經(jīng)傾向于傷口修復(fù)相關(guān)亞型的結(jié)果。有研究認(rèn)為肺部通過(guò)提供促炎性細(xì)胞因子，增加肺泡巨噬細(xì)胞的激活閾值，從而在肺中留下特有的耐受反應(yīng)，顯著促進(jìn)肺泡巨噬細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)換。皮膚組織中的傷口修復(fù)主要集中在皮膚完整性的恢復(fù)上，但是原有皮膚結(jié)構(gòu)的許多方面及其高度分化的區(qū)域化并沒(méi)有被重建。相比之下，即使在嚴(yán)重?fù)p傷或手術(shù)切除部分肺葉后，肺組織仍具有顯著的再生能力，可導(dǎo)致肺泡結(jié)構(gòu)的恢復(fù)[43,44]。由此可見(jiàn)，不同組織具有獨(dú)特再生能力，而巨噬細(xì)胞在其中的特征性作用不可忽視。

Godwin等[45]發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞被系統(tǒng)性去除后，蠑螈無(wú)法再生肢體，而是形成瘢痕組織。對(duì)免疫信號(hào)進(jìn)行綜合性分析，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)是蠑螈肢體再生所必需的。具體地說(shuō)，蠑螈保留了許多哺乳動(dòng)物細(xì)胞因子/趨化因子的信號(hào)特征，在截肢后最初的24 h以內(nèi)，蠑螈的免疫系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)了炎癥和抗炎癥應(yīng)答。在這一階段系統(tǒng)性去除巨噬細(xì)胞，會(huì)導(dǎo)致傷口閉合，肢體再生失敗，這一現(xiàn)象伴隨有廣泛的纖維化。之后恢復(fù)蠑螈體內(nèi)的巨噬細(xì)胞，并再次進(jìn)行截肢，發(fā)現(xiàn)蠑螈的再生能力得到完全恢復(fù)。

肌成纖維蛋白轉(zhuǎn)化是傷口愈合過(guò)程中疤痕形成的主要原因，也是慢性或急性損傷(如肝纖維化、腎纖維化和肺纖維化)時(shí)器官組織纖維化的主要原因[46]。細(xì)胞譜系追蹤研究表明，巨噬細(xì)胞可以在人體和實(shí)驗(yàn)性纖維化過(guò)程中不同程度地轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞[14,47-48]。雖然巨噬細(xì)胞-肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化(macrophage-to-myofibroblast transition，MMT)的機(jī)制仍在研究中，但已明確標(biāo)志著MMT的關(guān)鍵步驟是巨噬細(xì)胞產(chǎn)生膠原?；铙w內(nèi)二次諧波和雙光子激發(fā)熒光(SHG/TPEF)顯微術(shù)可以監(jiān)測(cè)這一關(guān)鍵過(guò)程，并可能為將來(lái)體內(nèi)MMT提供更多的可視化證據(jù)。MMP12是一種具有彈性蛋白酶活性的金屬?gòu)椥缘鞍酌?，在各種損傷模型下可調(diào)節(jié)傷口愈合過(guò)程中的纖維化[49]。Chan等[50]通過(guò)活體成像證明，在傷口修復(fù)過(guò)程中MMP12對(duì)角膜疤痕的產(chǎn)生有抑制作用。結(jié)果顯示MMP12小鼠角膜損傷中EGFP標(biāo)記的髓系細(xì)胞(巨噬細(xì)胞)的浸潤(rùn)增多，釋放的MMP12增多，從而減弱角膜肌成纖維蛋白轉(zhuǎn)化和血管生成反應(yīng)，以避免在傷口修復(fù)過(guò)程中出現(xiàn)纖維化。通過(guò)提高M(jìn)MP表達(dá)，巨噬細(xì)胞亞群在修復(fù)肝和肺的炎癥和纖維化中的作用有明顯提高[51]，其中Ly6ChiF4/80IntCD11bhi巨噬細(xì)胞被鑒定為負(fù)責(zé)重塑肝疤痕的恢復(fù)性巨噬細(xì)胞[52]。另外，血吸蟲(chóng)病中的一種寄生蟲(chóng)感染能夠引起慢性損傷和炎癥，并導(dǎo)致不可逆的纖維化，M2型巨噬細(xì)胞能夠控制該病產(chǎn)生炎癥和疤痕，從而減緩致死纖維化的發(fā)展。這些M2巨噬細(xì)胞來(lái)源于LysMloF4/80hiCD11bhiIL-4Ra+巨噬細(xì)胞[42]。這些研究提示，疤痕修復(fù)研究也許可以從多個(gè)器官修復(fù)之間的共性入手，找到更為有效的治療方法。

局部炎癥消退是恢復(fù)組織穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵步驟。傷口巨噬細(xì)胞可能通過(guò)局部凋亡、遷移到淋巴結(jié)和脾臟等多種途徑被清除[53]。前面的證據(jù)表明巨噬細(xì)胞是傷口愈合的關(guān)鍵調(diào)控因素[49,55]，進(jìn)一步對(duì)其研究可能為避免傷口愈合中疤痕的形成提供治療方法。

3 巨噬細(xì)胞與子宮損傷修復(fù)的關(guān)系

前文具體介紹了巨噬細(xì)胞在傷口愈合和疤痕形成中的重要作用，其中包括巨噬細(xì)胞參與不同組織傷口修復(fù)的機(jī)制，而巨噬細(xì)胞參與子宮損傷修復(fù)的研究尚淺，因此可以通過(guò)研究巨噬細(xì)胞參與其他組織傷口愈合的機(jī)制進(jìn)而為研究子宮內(nèi)膜修復(fù)中巨噬細(xì)胞的作用提供有力參考，結(jié)合子宮內(nèi)膜巨噬細(xì)胞的特性，有可能提出以巨噬細(xì)胞為靶點(diǎn)的子宮內(nèi)膜重建的新策略。

蛻膜組織是子宮內(nèi)膜間質(zhì)的一種特殊組織，它對(duì)于妊娠的建立和維持至關(guān)重要。目前認(rèn)為，蛻膜巨噬細(xì)胞是人類妊娠期子宮內(nèi)抗原呈遞細(xì)胞的主要亞群，位于滋養(yǎng)層侵入和妊娠早期螺旋動(dòng)脈重塑期間的螺旋動(dòng)脈附近，在血管重構(gòu)中起著重要作用。對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，巨噬細(xì)胞占妊娠期蛻膜白細(xì)胞的20%～30%，其數(shù)量隨孕齡而變化[56]。在受精卵著床期間，蛻膜巨噬細(xì)胞大多為M1表型。隨后滋養(yǎng)層附著在子宮內(nèi)膜內(nèi)層并侵入子宮基質(zhì)時(shí)，它們開(kāi)始轉(zhuǎn)變成M1/M2型混合的狀態(tài)[57]。這種混合極化模式通過(guò)子宮血管重塑過(guò)程來(lái)維持，從而在妊娠早期和妊娠中期建立足夠的胎盤(pán)-胎兒血液供應(yīng)[58]。胎盤(pán)發(fā)育完成后，蛻膜巨噬細(xì)胞表型發(fā)生轉(zhuǎn)變，以M2表型為主，以防止胎兒被母體排斥，并允許胎兒生長(zhǎng)直至分娩。正常妊娠期的蛻膜巨噬細(xì)胞主要為M2型極化，通過(guò)產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、血小板衍生生長(zhǎng)因子和IL-10等多種因子，在血管生成、螺旋動(dòng)脈重塑、絨毛外滋養(yǎng)層侵入和免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮重要作用。而在病理妊娠期間，蛻膜M1巨噬細(xì)胞數(shù)量增加，分泌破壞性的促炎因子，如TNF-α、一氧化氮和IFN-γ[59]，影響血管生成、組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)、滋養(yǎng)層侵襲、螺旋動(dòng)脈重塑以及胎盤(pán)發(fā)育，導(dǎo)致一系列妊娠疾病，包括先兆子癇、胎兒生長(zhǎng)受限和死胎。

總之，巨噬細(xì)胞作為妊娠早期第二大蛻膜白細(xì)胞群，通過(guò)清除凋亡細(xì)胞碎片、細(xì)胞外基質(zhì)分子和細(xì)胞因子的分泌、抗原呈遞功能，在組織重塑中起著重要作用，有助于母胎免疫耐受的建立[60]。異常活化的蛻膜巨噬細(xì)胞可能導(dǎo)致一系列妊娠疾病。研究蛻膜巨噬細(xì)胞對(duì)建立正常和異常的胎盤(pán)-胎兒界面的作用，可以更好地了解妊娠疾病的發(fā)病機(jī)制，尋找這些疾病的新治療靶點(diǎn)。另外，研究子宮內(nèi)膜中巨噬細(xì)胞與T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)等其他免疫細(xì)胞互相作用的機(jī)制，可以為子宮損傷修復(fù)提出新的解決方案。

4 巨噬細(xì)胞的調(diào)控與組織再生的策略

巨噬細(xì)胞除了具有吞噬細(xì)胞碎片、外來(lái)病原體和凋亡細(xì)胞的作用，還積極參與傷口愈合與組織再生過(guò)程(主要是M2型巨噬細(xì)胞)[3]。通過(guò)生物材料和藥物輸送系統(tǒng)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)中巨噬細(xì)胞表型，使其向M2型極化，也許能夠成為一種促進(jìn)組織再生的治療策略(圖1)。

研究生物材料理化性質(zhì)對(duì)巨噬細(xì)胞的調(diào)控方式具有重要價(jià)值。生物材料交聯(lián)是其中的一種重要的方式，高交聯(lián)水平的支架通常會(huì)對(duì)巨噬細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換產(chǎn)生影響[61，62]。已經(jīng)證明，植入大鼠體內(nèi)的碳化二亞胺交聯(lián)形式的小腸黏膜下層會(huì)優(yōu)先誘導(dǎo)促炎巨噬細(xì)胞，而未處理的黏膜下層則主要誘導(dǎo)抗炎巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞黏附和細(xì)胞因子分泌還受到表面化學(xué)的影響。例如，與疏水表面相比，盡管親水/中性表面上的巨噬細(xì)胞較少，但巨噬細(xì)胞被進(jìn)一步激活，產(chǎn)生的細(xì)胞因子(IL-1、IL-6、IL-8和IL-10)明顯增多。有關(guān)巨噬細(xì)胞極化作用的形態(tài)學(xué)研究表明，刺激巨噬細(xì)胞伸長(zhǎng)有利于促進(jìn)抗炎極化[63]，這可以通過(guò)微模式化表面和控制附著來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)表面上的巨噬細(xì)胞配體促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)[61]。

圖1 基于生物材料和藥物輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)促進(jìn)組織再生的治療策略Fig.1 Therapeutic strategies for tissue regeneration based on biomaterials and drug delivery systems

危險(xiǎn)信號(hào)和促炎細(xì)胞因子引起的炎癥是啟動(dòng)組織愈合的必要條件[64]。基質(zhì)細(xì)胞延伸因子-1(SDF-1)是一種炎性和促血管生成的趨化因子，已被證明在組織愈合過(guò)程中非常重要，特別是其調(diào)動(dòng)祖細(xì)胞的能力[65]。大量的研究已經(jīng)使用生物材料，如絲膠原、明膠、海藻酸鹽、聚乙二醇化纖維蛋白等，作為載藥系統(tǒng)結(jié)合SDF-1來(lái)治療組織損傷，這種策略的有效性已在肌腱、心肌、皮膚和肝臟模型中得到證實(shí)[65-68]。這種生物材料可以用于招募CXCR4+細(xì)胞，包括巨噬細(xì)胞、造血干細(xì)胞和MSCs并增加血管生成[65，69]。然而，SDF-1治療策略的限制因素之一是它對(duì)蛋白酶的敏感性，容易被MMP-2和絲氨酸外肽酶CD26降解。可以通過(guò)修改SDF-1上面的MMP-2/CD26裂解位點(diǎn)或用共傳遞酶抑制劑來(lái)克服[65]。限制因素之二是較高劑量的SDF-1會(huì)促進(jìn)巨噬細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的增生性瘢痕形成[61]。因此，在設(shè)計(jì)治療方案時(shí)，SDF-1劑量的選擇非常重要，以避免纖維化的發(fā)生。

雖然組織損傷部位的炎癥是啟動(dòng)愈合反應(yīng)所必需的，但消退炎癥對(duì)于促進(jìn)愈合過(guò)程和恢復(fù)組織完整性至關(guān)重要。巨噬細(xì)胞的促炎功能在炎癥的早期階段是必不可少的，但是適當(dāng)?shù)慕M織愈合需要巨噬細(xì)胞及時(shí)轉(zhuǎn)化為抗炎表型。巨噬細(xì)胞的促進(jìn)炎癥消退的活性主要體現(xiàn)在Tregs的形成和維持。Tregs能創(chuàng)造一個(gè)有利于組織修復(fù)的抗炎環(huán)境，并有助于維持巨噬細(xì)胞的抗炎表型[70]。促進(jìn)巨噬細(xì)胞從促炎狀態(tài)到炎癥消退狀態(tài)轉(zhuǎn)變的治療策略可以改善愈合過(guò)程。例如，一種基于消退素(resolvins)的策略已經(jīng)被證明能夠通過(guò)增強(qiáng)腹膜炎的消退來(lái)促進(jìn)肥胖糖尿病小鼠的傷口愈合[71]。同樣，在糖尿病小鼠的傷口上給予保護(hù)素(protectins)也改善了再上皮化和肉芽組織的形成以及神經(jīng)支配[72]。注射消退素和脂氧素(lipoxins)也被證明能夠控制殼聚糖支架植入后誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞極化[73]。Maresins由內(nèi)源性二十二碳六烯酸通過(guò)活化的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化而成，是一個(gè)有效的抗炎家族，能夠促進(jìn)炎癥消退[74]。M(IFN-γ)巨噬細(xì)胞通過(guò)釋放TNF-α等細(xì)胞因子引起炎癥，在某些情況下被證明能積極調(diào)節(jié)組織修復(fù)和再生，但過(guò)量會(huì)損害愈合過(guò)程。常用止痛藥，例如阿司匹林、布洛芬和己酮可可堿，可抑制巨噬細(xì)胞釋放TNF-α，起到抗炎作用[75-77]。使用透明質(zhì)酸作為T(mén)NF-α單克隆抗體的運(yùn)載工具，對(duì)誘導(dǎo)燒傷后大鼠的早期愈合是有效的[78]?？寡准?xì)胞因子(如IL-10)參與促炎巨噬細(xì)胞到抗炎巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)換，對(duì)于組織修復(fù)和再生是至關(guān)重要的[3]。小鼠模型證明IL-10參與無(wú)疤痕愈合，胎兒小鼠能夠通過(guò)IL-10依賴機(jī)制修復(fù)皮膚損傷并不產(chǎn)生疤痕，這種能力可以在過(guò)表達(dá)IL-10的成年小鼠身上也有所體現(xiàn)[79]。有研究表明，利用以肝素為基礎(chǔ)的凝聚層作為IL-10的傳遞載體，能夠顯著降低小鼠心肌梗死后的纖維化程度[80]。

共傳遞生長(zhǎng)因子和免疫調(diào)節(jié)劑也可以應(yīng)用于組織修復(fù)。例如，富含血小板的血漿(PRP)中含有高水平的生長(zhǎng)因子，可以在L-乳酸接枝明膠中與含有鞘氨醇-1-磷酸激動(dòng)劑(SEW2871)的巨噬細(xì)胞吸引膠束一起輸送，以增加小鼠的骨再生[81]。有趣的是SEW2871膠束和PRP在使用3 d后提高了TNF-α的水平，并在第10天增加了抗炎細(xì)胞因子IL-10。使用相同的系統(tǒng)，SDF-1與SEW2871膠束共輸能夠使小鼠皮膚傷口閉合率增加一倍以上。其可能的原因是SDF-1/SEW2871組合能夠?qū)SC和巨噬細(xì)胞招募到受損皮膚中[82]。

不同的免疫細(xì)胞和免疫調(diào)節(jié)劑參與組織愈合過(guò)程的各個(gè)階段，通過(guò)調(diào)控免疫系統(tǒng)，特別是關(guān)鍵免疫細(xì)胞亞群，是促進(jìn)組織再生的一個(gè)合理策略。但是免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)各種器官和組織修復(fù)的機(jī)制仍需深入研究。巨噬細(xì)胞在組織愈合過(guò)程的大多數(shù)階段都是至關(guān)重要的，但其改變表型促進(jìn)組織再生和纖維化的機(jī)制尚不完全清楚，需要進(jìn)一步的研究。

5 結(jié)論與展望

巨噬細(xì)胞在傷口修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。促炎M1表型更常見(jiàn)于修復(fù)的早期階段，到傷口愈合的后期是促修復(fù)的抗炎M2表型。兩者之間有一個(gè)過(guò)渡態(tài)時(shí)期，巨噬細(xì)胞表達(dá)混合M1/M2表型。失控的炎癥和巨噬細(xì)胞表型的異常是阻礙傷口閉合的主要原因。巨噬細(xì)胞參與了組織愈合過(guò)程的大多數(shù)階段，我們可以利用生物材料和藥物傳遞系統(tǒng)傳遞各種免疫調(diào)節(jié)劑，以刺激巨噬細(xì)胞向促修復(fù)亞型極化或招募傷口愈合前的巨噬細(xì)胞亞群，從而發(fā)展再生策略。更好地了解巨噬細(xì)胞在病理進(jìn)程中的功能和作用將為傷口愈合和組織修復(fù)的診斷、預(yù)后評(píng)估和治療干預(yù)提供新的啟示，并為子宮損傷修復(fù)開(kāi)拓新思路。