巨噬细胞及其极化在黄韧带肥厚中的作用研究进展

姜成 杨俊辉 王伟 张镇武 杨炯灰 杨永龙 黄春明

【摘 要】黄韧带肥厚（HLF）会导致腰椎管狭窄（LSS），进而引起四肢疼痛、行走障碍等一系列临床症状。其中炎症是导致黄韧带肥厚的一个重要原因，而巨噬细胞在炎症中发挥重要作用。已有人体标本、动物模型及细胞实验相关的研究证实HLF中有巨噬细胞浸润，但其在HLF中发挥的具体机制仍不清楚。本文主要介绍了国内外有关巨噬细胞及其极化在黄韧带肥厚中的作用的相关研究进展，以期为HLF的病因提供新的见解与研究方向。

【关键词】黄韧带；黄韧带肥厚；巨噬细胞

中图分类号：R392.12 文献标识码：A 文章编号：1004-4949（2022）24-0149-03

Research Progress on the Role of Macrophages and Their Polarization in the Hypertrophy of the Ligamentum Flavum

JIANG Cheng1， YANG Jun-hui1， WANG Wei1， ZHANG Zhen-wu1， YANG Jiong-hui1， YANG Yong-long1， HUANG Chun-ming2

（1.The First School of Clinical Medicine， Guangdong Medical University， Zhanjiang 524000， Guangdong ， China； 2.Department of Spine Surgery， the Peoples Hospital of Gaozhou， Gaozhou 525200， Guangdong， China）

【Abstract】Hypertropohy of ligamentum flavum （HLF） can lead tolumbar spinal stenosis （LSS）， and then cause a series of clinical symptoms such as limb pain and walking disorder. Inflammation is an important cause of HLF， and macrophages play an important role in inflammation. Studies on human specimens， animal models and cell experiments have confirmed that there is macrophage infiltration in HLF， but the specific mechanism of its role in HLF is still unclear. This article mainly introduces the research progress on the role of macrophages and their polarization in HLF at home and abroad， in order to provide new insights and research directions for the etiology of HLF.

【Key words】Ligamentum flavum； Hypertrophy of ligamentum flavum； Macrophages

黄韧带是连接椎体并覆盖椎管后壁的韧带组织。黄韧带肥厚（hypertropohy of ligamentum flavum，HLF）导致腰椎管狭窄（lumbar spinal stenosis，LSS），压迫神经，引起神经源性跛行临床综合征[1]。LSS每年治疗费用高达数百亿美元，给国家及人民造成了极大经济负担，同时LSS也是老年人下腰和四肢疼痛、行走障碍和其他形式残疾的常见原因，这对人们的生活质量造成了极大的困难[2，3]。因此研究黄韧带肥厚的病因从而解决LSS所带来的负担是必要的。炎症是HLF的原因之一，巨噬细胞作为慢性炎症及纤维化中的重要细胞，研究发现巨噬细胞及其极化在HLF中有着重要作用。本文就巨噬细胞及其极化在黄韧带肥厚中的研究进展作一综述，以期期为HLF的病因提供新的见解与研究方向。

1 黄韧带

1.1 黄韧带解剖结构 黄韧带（ligamentum flavum，LF）由弹性纤维、胶原蛋白纤维、嗜银纤维和基质构成，其中胶原蛋白纤维和弹性纤维总量最多，彈性纤维的比例可达60%～80%。研究显示[4]，LF的应力-移位变化曲线与弹性纤维类似，能产生所谓“预张力”（pre-tension），减少LF本身在脊椎管内伸展时会发生弯曲而后凸入椎管挤压脊髓的可能性。两种纤维虽然处于不同层次上，但同种纤维彼此平行，两种不同纤维的方向彼此交叉。拉伸时两种纤维会因剪刀式的闭合方式而变为互相平行。LF组织学特征决定了它特殊的柔韧性：即当它被牵拉时可因延展而变长变薄；当上下椎板彼此接近时，其也可短缩，此改变可避免LF产生褶皱而突入脊柱椎管内。

1.2 黄韧带肥厚 黄韧带肥厚是指黄韧带发生增生、肥厚，是长期的退行性病理改变[5]。研究发现[6]，随着年龄的增长，LF的弹性纤维减少，而胶原纤维增加。进一步的解剖染色等实验证实[7]，LF肥大既可以是由于正常弹力层的加厚，也可以是由于异常胶原层增厚所致。导致黄韧带肥厚的危险因素有机械应力、年龄、糖尿病、腰椎间盘突出症及肥胖。作为炎症所导致的纤维化，参与黄韧带肥厚的炎症因子包括转化生长因子-β、白细胞介素-6（IL-6）、MicroRNAs、生长因子、溶血磷脂酸（LPA）及其他炎症因子。另有研究发现[8]，巨噬细胞在黄韧带肥厚中也有着关键作用。对于黄韧带肥厚的病因虽然已有一些研究，但其具体原因仍不甚清楚，有待进一步研究。

2 巨噬细胞及其极化

埃利？梅茨尼科夫（Elie Metcnikoff）首次提出关于巨噬细胞的描述[9]。Mosser DM等[10]描述了巨噬细胞的3个功能：宿主防御、伤口愈合和免疫调节。随着研究进展，发现脂多糖（LPS）、干扰素-γ（IFN-γ）及细胞因子IL-4可诱导巨噬细胞表达不同类型的基因。在极化过程中区分了两个主要的群体。由LPS激活活化的巨噬细胞被命名为“经典激活的巨噬细胞”，而IL-4刺激活化的巨噬细胞被命名为“交替激活的巨噬细胞”[11]。而后Mantovani A等[12]总结，用M1表示“经典激活的巨噬细胞”，用M2表示经典M1以外的各种巨噬细胞激活形式，基于M2巨噬细胞在Ⅱ型反应、免疫调节和组织重塑中的普遍参与。3种明确定义的M2形式为：由IL-4或IL-13诱导形成的M2a；由IC和Toll样受体（TLR）或IL-1R激动剂诱导形成的M2b；由IL-10和糖皮质激素诱导形成的M2c。其中M1巨噬细胞有很强的促炎特性；M2a巨噬细胞可以促进组织修复；M2b巨噬细胞可以抑制急性炎症反应；M2c巨噬细胞可以抑制炎症反应和刺激血管生产[13，14]。

3 巨噬细胞与黄韧带肥厚发生机制分析

3.1 巨噬细胞促进LF纤维生成 正常黄韧带由70%的弹性蛋白和30%胶原蛋白組成，肥厚的黄韧带中弹性纤维断裂、紊乱，胶原组织过度增生、增厚、紊乱。由于瘢痕通常是炎症过程的终末阶段，因此有了黄韧带肥厚是炎症结果导致的假设。为研究黄韧带肥厚中细胞浸润的炎性细胞的存在和组成，L？hr M等[15]进行了相关研究，结果显示肥厚的人黄韧带标本中以巨噬细胞浸润为主，同时伴有大量成纤维细胞的产生，表明黄韧带肥厚过程是一种慢性的、非特异性的炎症反应。Amudong A等[16]通过对30例人黄韧带标本的研究证实，肥厚患者的成纤维细胞高于无肥厚患者。另有研究显示[17]，LSS中LF显示出感觉神经过度支配的迹象，但没有炎症或细胞增殖的迹象。这与之前的关于巨噬细胞在黄韧带肥厚中有明显促进作用的结果有所不同，具体原因尚不清楚。为验证巨噬细胞在黄韧带肥厚中的作用，有学者设计了动物黄韧带肥厚模型进行实验，该研究团队在进行对人黄韧带标本染色的同时，利用动物造模进行研究，该实验发现人类肥厚的黄韧带中有巨噬细胞的浸润，小鼠模型中损伤区黄韧带首先出现大量巨噬细胞浸润，而后随着巨噬细胞的消退出现了大量成纤维细胞的增加，最终导致黄韧带肥厚，间接证明小鼠模型中巨噬细胞激活成纤维细胞与LF肥大有关[8]；该团队通过一种动物模型的建立进行机械刺激对黄韧带肥厚的影响进行研究发现，机械刺激可以使黄韧带肥厚，但并未有巨噬细胞的浸润，说明机械刺激对于黄韧带肥厚是一个单独的危险因素[18]。

3.2 巨噬细胞促进LF血管生成 巨噬细胞和血管内皮细胞中转化生长因子-β的表达强度较高，现临床认为其为最有效的促进细胞外胶原沉积的因素。炎症在黄韧带肥厚中起重要作用，而当黄韧带肥厚发展到最终阶段，即以瘢痕形成为特征，此时炎症就会消失。Moon HJ等[19]通过将LF细胞及巨噬细胞在不同条件下体外培养后发现，LF细胞与巨噬细胞样细胞相互作用，产生除转化生长因子-β1外的血管生成相关因子。活化的LF细胞暴露于巨噬细胞后，可影响血管生成相关因子的诱导，提示炎症反应过程中纤维化和瘢痕形成是LF肥大的主要病理机制。另外根据一项细胞实验结果表明[20]，将黄韧带与巨噬细胞一起培养结果显示促炎的M1型巨噬细胞明显增多，抗炎的M2巨噬细胞减少，说明两类不同功能的巨噬细胞在黄韧带肥厚中起着不同的作用。

4 总结

巨噬细胞及其极化后在黄韧带肥厚中有着重要作用。目前研究证实巨噬细胞在HLF中有着重要的作用，但其极化后的各种分型对黄韧带的肥厚作用尚不可知，此方面仅有细胞培养方面研究，关于人体标本、动物实验并未见此方面报道，因此还需进一步研究加以证实。

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