国自然必追热点：巨噬细胞（macrophage）的前世今生

巨噬细胞的起源与发育

巨噬细胞（macrophage）这一术语，首次由19世纪末由Elie Metchnikoff提出。

图片来源：Hematopoietic Stem Cells: A Long History in Brief

通常，巨噬细胞被认为是由骨髓中的造血干细胞→单核细胞发育而来。

经历分化步骤，来到外周血中，成为循环单核细胞，已确定两种：称为“炎症性”和“常驻”单核细胞，主要基于它们在迁移到组织之前在血液中停留的时间。

迁移到组织后，分化为组织特异性巨噬细胞：包括骨骼系统（破骨细胞）、中枢神经系统（小胶质细胞）、肺部（肺泡巨噬细胞）、肝脏（Kupffer cell库普弗细胞）和结缔组织（组织细胞），以及脾脏、胃肠和腹膜。

图片来源：Exploring the full spectrum of macrophage activation

（PMID: 19029990）

近来，学者们认为巨噬细胞的起源还存在着不依赖于造血干细胞的方式---胚胎发育起源，起源于胚胎发育期间的卵黄囊。因此，将上图修改为：

图片来源：https://www.thermofisher.cn

巨噬细胞的功能

1、吞噬作用

吞噬作用是先天免疫的主要机制之一。巨噬细胞是第一道防线的重要组成部分。先天免疫是指非特异性的免疫，它会攻击任何被认为是外来的东西，这就是为什么它被认为是身体的第一道防线。在感染、炎症或组织损伤期间，它们可以跟随趋化信号迁移到受损的组织/炎症部位，通过称为吞噬作用的过程摄入病原体和细胞碎片，并在吞噬溶酶体中消化它们。

2、巨噬细胞极化的作用

巨噬细胞通常存在于两个不同的亚群：

1)经典激活或M1巨噬细胞，它们是促炎细胞，并被脂多糖(LPS)单独或与Th1细胞因子(如IFN-γ，GM-CSF)联合极化，并产生促炎细胞因子，如白细胞介素-1β (IL-1β)， IL-6, IL-12, IL-23和TNF-α；

2)交替激活或M2型巨噬细胞，具有抗炎和免疫调节作用，被Th2细胞因子IL-4和IL-13极化，产生IL-10和TGF-β等抗炎细胞因子。（PMID：29319160）

图片来源：Macrophage Polarization in Physiological and Pathological Pregnancy. Front Immunol. 2019 Apr 15;10:792.

M1和M2巨噬细胞具有不同的功能和转录谱。它们具有摧毁病原体或修复炎症相关损伤的独特能力。众所周知，M1/M2巨噬细胞平衡极化决定着器官在炎症或损伤中的命运。当感染或炎症严重到足以影响一个器官时，巨噬细胞首先表现出M1表型，释放TNF-α， IL-1β， IL-12和IL-23对抗刺激。但是，如果M1期继续，就会造成组织损伤。因此，M2巨噬细胞分泌大量IL-10和TGF-β抑制炎症，有助于组织修复、重塑、血管新生和保持稳态。

下图总结了M2巨噬细胞亚群的刺激物、表面标记物、分泌的细胞因子和生物学功能。

图片来源：Macrophage Polarization in Physiological and Pathological Pregnancy. Front Immunol. 2019 Apr 15;10:792.

在人和小鼠中观察到M1和M2巨噬细胞表型的不同生物学和生理特征

表格数据来源：Macrophage plasticity, polarization, and function in health and disease. J Cell Physiol. 2018 Sep;233(9):6425-6440.