巨噬细胞极化在动脉粥样硬化病理过程中分子机制的研究进展

彭超杰 吴林柯 吴 鸿

河南中医药大学第二临床医学院，河南郑州 450000

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是多种心血管疾病发生发展的病理基础[1]。巨噬细胞在AS 病变过程中极化为不同表型参与全部病理阶段[2]。经典激活型（M1 型）巨噬细胞和交替激活型（M2 型）巨噬细胞分别在促进AS 发展和消退中发挥重要作用[3]。调控巨噬细胞极化，改变其表型和生物学功能，是抑制AS进展的潜在措施。

1 巨噬细胞极化与AS

经细胞内信号调控或其他刺激，巨噬细胞生理功能和表面蛋白发生巨大变化的过程称为巨噬细胞极化，M1/M2 型巨噬细胞是极化全谱的两个极端，与AS密切相关[4]。正常情况下，M1/M2 型巨噬细胞表型比例维持相对平衡状态，但AS 病理状态下，M1/M2 型巨噬细胞表型可相互转化或再极化，导致其表型比例失衡[5]。研究显示，冠状动脉疾病患者病变组织中M1/M2型巨噬细胞比例明显升高，且与病变严重程度呈正相关[6]。因此，探索巨噬细胞极化对AS 病理发展的作用及其分子机制，对于了解AS 疾病发展的病理基础和开发新疗法具有重要意义。

2 巨噬细胞极化调控AS 的病理过程和分子机制

2.1 能量代谢

巨噬细胞受各种刺激，使线粒体能量代谢发生改变，促使巨噬细胞发生极化并改变其功能[7]。M1 型巨噬细胞以糖酵解为主要代谢方式，降低耗氧率、减少三磷酸腺苷生成，并伴随三羧酸循环障碍，导致线粒体呼吸功能减弱，促进活性氧和乳酸堆积，维持炎症反应[8]。而M2 型巨噬细胞主要通过线粒体氧化磷酸化和脂肪酸氧化维持完整的三羧酸循环，刺激抗炎细胞因子释放，修复受损组织[9]。

脂肪酸转运蛋白1 是维持M2 型巨噬细胞的重要因子，抑制其表达导致巨噬细胞代谢转变为糖酵解，并扩大AS 小鼠斑块面积[10]。丙酮酸脱氢酶激酶4是细胞能量调节中重要的线粒体基质酶，通过增强M1型巨噬细胞极化，促进AS 患者的血管钙化[11]。分选连接蛋白10 缺陷导致Lyn-Akt 活化减少，并促进转录因子EB 的核转位，从而促进线粒体脂肪酸氧化，促进了巨噬细胞向M2 表型转变，对AS 小鼠发挥关键治疗作用[12]。调控巨噬细胞向M2 型极化，维持巨噬细胞线粒体呼吸功能正常是改善巨噬细胞脂质代谢，抑制炎症反应的途径，具有AS 治疗意义。

2.2 脂质转运

巨噬细胞胆固醇摄取和流出之间的动态平衡被破坏形成泡沫细胞是AS 早期病变的标志[13]。CD36 和清道夫受体A 在M1 型巨噬细胞中高表达，促进M1型巨噬细胞摄取并内化脂质，加速巨噬细胞内胆固醇代谢失衡，形成泡沫细胞，促进AS 发展[14]；而M2 型巨噬细胞膜上高表达三磷酸腺苷结合盒转运体A1 和ABCG1，促进高密度脂蛋白生成，介导细胞内胆固醇流出，维持正常脂质代谢，抑制AS 发展[15]。

氧化物酶体增殖物激活受体-γ 在AS 患者病变组织中表达水平明显降低，通过抑制其泛素化降低了M1/M2 比率，减少巨噬细胞摄取脂质[16]。长链非编码RNA MIAT 在M1 型巨噬细胞中高表达，是晚期AS患者颈动脉斑块中上调最多的非编码RNA，敲除MIAT 后抑制CD36 的表达，减少巨噬细胞对氧化型LDL 的摄取[17]。Janus 激酶2 是炎症和代谢信号传导中的关键分子，抑制其表达导致M1 型巨噬细胞增多，胆固醇流出被抑制，AS 病变加重[18]。Epsins 是内吞适配蛋白，可促进AS 的进展，靶向抑制病变巨噬细胞中的Epsins，能减少CD36 介导的脂质摄取并增加ABCG1 介导的胆固醇流出，有效治疗晚期AS[19]。调节巨噬细胞向M2 表型极化是改善脂质代谢紊乱、抑制AS 进展的关键。

2.3 炎症反应

巨噬细胞M1/M2 表型比例失调是调节AS 慢性炎症反应的重要病理环节。在AS 炎症进展期，巨噬细胞主要极化为M1 型，表达高水平的甘露糖受体CD86，释放白细胞介素（interleukin，IL）-1β、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）等促炎因子，促进AS 发展[20]。而炎症消退期，M2 型巨噬细胞占据优势，表达高水平的甘露糖受体CD206 和CD163，并释放精氨酸酶-1（arginase-1，Arg-1）、几丁质酶样蛋白、转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）、IL-10 等细胞因子，减缓炎症反应，维持血管内稳态发挥抗AS 的作用[21]。

γ 干扰素或脂多糖等细胞因子激活干扰素调节因子（interferonregulatoryfactor，IRF）-1、IRF-5 和IRF-8，信号转导与转录激活因子1，核因子-κB，并启动复杂的信号级联反应，释放大量IL-6、IL-12、TNF-α、iNOS、MCP-1 等促炎介质，放大炎症反应，加重受损组织病变，加快AS 进展[22]。而IL-4 和IL-10 通过激活IRF-3 和IRF-4，信号转导与转录激活因子3 和信号转导与转录激活因子6 等促进M2 型巨噬细胞极化，释放抗炎修复性细胞因子IL-10、TGF-β、Arg-1、血管内皮生长因子等，加速炎症消退、参与修复和重塑受损组织，发挥保护血管和抗AS 作用[23-24]。Krüppel 样因子4 是重要的抗AS 因子，同时是M2 型巨噬细胞极化的关键调节因子，过表达Krüppel 样因子4 诱导M2 型巨噬细胞从而抑制炎症因子表达[25]。调控巨噬细胞从促炎性M1 型转换为抗炎性M2 型是干预AS慢性炎症发展的重要策略。

2.4 细胞胞葬

AS 斑块中的凋亡细胞积聚是导致坏死核心形成和斑块破裂的重要因素。胞葬作用是巨噬细胞识别并吞噬清除坏死细胞和凋亡细胞的过程[26]。AS 病理环境中，巨噬细胞内脂质和炎症因子引起内质网应激并促进细胞坏死或凋亡。M1 型巨噬细胞线粒体功能下降使其胞葬障碍，促进AS 形成坏死核心和不稳定斑块发展[27]。M2 型巨噬细胞产生的Arg-1 将凋亡细胞释放的精氨酸和鸟氨酸代谢为腐胺，增强胞葬作用，从而清除坏死细胞，释放抗炎因子，抑制慢性炎症反应[28]。

磷酸酶和肌动蛋白调节细胞因子-1 缺乏会促进巨噬细胞向M1 型极化，使人和小鼠巨噬细胞对凋亡细胞吞噬内化的障碍，导致大量死亡细胞及其炎性碎片和脂质堆积在血管内，从而扩大斑块面积[29]。抑制丙酮酸激酶M2 核易位可降低AS 小鼠的糖酵解速率、增强胞葬作用并减轻AS 病变[30]。Rac 家族成员Rac2 刺激细胞胞葬，研究表明醛脱氢酶2 通过减弱Rac2 泛素化来稳定Rac2，促进巨噬细胞胞葬并预防AS，而醛脱氢酶2 基因突变是AS 预后不良的危险因素[31]。亲环素A 通过抑制CD47 和钙网蛋白表达，损害巨噬细胞对凋亡细胞的胞葬作用，加速AS 进展[32]。调控巨噬细胞向M2 型极化是促进巨噬细胞胞葬功能，抑制AS 发展的重要途径。

2.5 斑块稳定性

M1/M2 型巨噬细胞比例在斑块进展和斑块稳定性中起关键作用。研究表明，大钙化维持斑块稳定，而微钙化与斑块破裂有关，M1 型巨噬细胞加速细胞凋亡并促进病变坏死核心内的微钙化，相反M2 型巨噬细胞可通过诱导成骨细胞分化和平滑肌细胞成熟来促进大钙化[33]。同时，斑块内M1 型巨噬细胞分泌基质金属蛋白酶、破坏细胞外基质、加速不稳定斑块形成和破裂，M2 型巨噬细胞通过TGF-β 抑制这些基质金属蛋白酶、修复细胞外基质、维持斑块稳定性[34]。

ATP 柠檬酸裂解酶在人类AS 不稳定斑块中高表达，并促进M1 型巨噬细胞极化，加速AS 斑块破裂，而骨髓敲除ATP 柠檬酸裂解酶后，M2 型巨噬细胞增多、胶原沉积增加、病变区域缩小[35]。抑制巨噬细胞中的miR-494-3p 通过激活Wnt 信号传导，增强M2 型巨噬细胞极化，增加了斑块稳定性[36]。在不稳定斑块小鼠模型中，阻断钙激活钾通道KCa3.1 显著降低了颈动脉斑块破裂和腔内血栓的发生率，并降低了与M1 巨噬细胞极化相关的标志物的表达，增强了AS 病变中M2 巨噬细胞标志物的表达[37]。综上所述，靶向抑制M1 型巨噬细胞是维持斑块稳定性，减少AS 临床急性危险事件发生的重要途径。

3 药物调控巨噬细胞极化防治AS 的研究

目前降脂和抗炎药治疗对于防治AS 尤为重要，而调控巨噬细胞极化是靶向AS 脂质代谢和炎症反应的重要途径。研究表明，一些具有抗AS 作用的临床常用药物部分依赖于改变巨噬细胞表型。如他汀类药物通过调控巨噬细胞极化，促进M1 型巨噬细胞从病变组织迁移、改善脂质代谢、减少AS 小鼠斑块面积[38]。利拉鲁肽等治疗糖尿病的常用药物，也能通过增加M2 型巨噬细胞抑制小鼠早期AS 病变[39]。一些中药在调控巨噬细胞极化防治AS 的相关研究中的突出作用逐渐显露。脑心通增加p-STAT3 和p-STAT6 的表达水平，介导巨噬细胞向M2 表型极化[40]。参连复脉颗粒含药血清降低M1 型巨噬细胞极化的比例，促进巨噬细胞向M2 型极化，从而抑制脂多糖诱导的巨噬细胞炎症反应[41]。冠心平含药血清调节巨噬细胞表型比例，抑制脂多糖诱导的巨噬细胞M1 型极化、减少CD36 表达水平，从而调节巨噬细胞脂质代谢，减轻体外巨噬细胞泡沫化程度，发挥抗AS 作用[42]。

4 讨论

巨噬细胞通过极化为M1 和M2 表型，在AS 各病理阶段，发挥不可忽视的重要作用。M1 型巨噬细胞与AS 发展密切相关，而M2 型巨噬细胞则对AS 消退至关重要。因此进一步探索并总结调控巨噬细胞极化在AS 病理过程中的分子机制及有效靶点是深入研究防治AS 有效措施的潜在方向。但巨噬细胞极化是一整个连贯且复杂的过程，AS 病理状态下巨噬细胞可能处于M1 型和M2 型之间的任何阶段，目前尚难以对其表型进行明确标识和统一定义。此外，我们对AS 病变过程中巨噬细胞极化的认识大多源于动物模型，但人与动物体内巨噬细胞表型及其基因表达存在的差异性不容忽视，加大了临床开发靶向巨噬细胞极化治疗疾病的难度。所以对巨噬细胞极化的认识及其在疾病中的作用仍然有待进一步探索明确。获取人体临床标本，进一步确定巨噬细胞表型在人类AS 病变发生发展中的作用和发病机制的关系，是目前靶向巨噬细胞极化，加快开展临床防治AS 研究亟待解决的问题。