NRR: 中国杭州医学院研究团队报道M2型巨噬细胞在脊髓损伤中的作用
撰文:卢怡然,尹涵天,娄凌玮,刘忠麟,朱海铭,谷纯亦,张璨,王俊娟
脊髓损伤是一种严重的神经系统创伤,通常由外力直接或间接作用导致,造成损伤平面以下的感觉和运动功能丧失 [1]。脊髓损伤的病理机制复杂,涉及原发性损伤(Primary Injury)和继发性损伤(Secondary Injury)[2]。原发性损伤由机械力直接破坏脊髓组织,而继发性损伤则是由炎症反应、氧化应激、细胞凋亡等引发的级联反应,进一步加剧神经组织损伤。
巨噬细胞(Macrophage)在脊髓损伤后的炎症调控和组织修复中扮演关键角色。根据微环境刺激的不同,巨噬细胞可极化为促炎的M1型或抗炎的M2型。M1型巨噬细胞通过释放促炎细胞因子(如肿瘤坏死因子α)和活性氧加重神经损伤 [3, 4];而M2型巨噬细胞则通过分泌抗炎因子(如白细胞介素10)促进组织修复和神经再生 [5]。近年来,调控巨噬细胞极化(Polarization)成为脊髓损伤治疗的研究热点,包括药物干预、干细胞疗法(如间充质干细胞)[6]、外泌体(Exosomes)[7]和光生物调节疗法(Photobiomodulation Therapy)[8]等。
尽管研究取得了一定进展,但仍存在诸多挑战。例如,M1型巨噬细胞的过度激活可能导致慢性炎症,而M2型巨噬细胞的数量和功能在损伤后期往往不足。此外,不同脊髓损伤类型(如挫伤、缺血、感染等)中巨噬细胞的作用机制存在差异,亟需针对性策略。临床转化方面,现有疗法的精准性和长期安全性仍需进一步验证。因此,深入探索巨噬细胞极化的调控机制,开发新型干预手段,对改善脊髓损伤患者预后具有重要意义。
中国杭州医学院联合湖南大学研究团队在《中国神经再生研究(英文)》(M2 polarization of macrophages: Manipulation
of spinal cord injury repair”的综述。文章系统总结了巨噬细胞在脊髓损伤中的双重作用及其极化调控机制,揭示了M1/M2表型失衡是加重神经损伤的关键因素。文章总结了通过药物、干细胞、外泌体和光生物调节等策略调控巨噬细胞极化的研究进展,并指出当前临床转化面临的挑战,如靶向性不足和表型稳定性问题。该研究为开发基于免疫微环境调控的脊髓损伤修复策略提供了理论依据,强调了未来研究需结合多学科技术以优化治疗效果。卢怡然和尹涵天为论文并列第一作者,湖南大学张璨副教授和杭州医学院王俊娟副教授为论文通讯作者。
该团队总结了巨噬细胞极化的调控机制,巨噬细胞极化是一个复杂的动态过程,受多种因素的精细调控。研究发现,细胞因子网络在巨噬细胞极化中起着核心作用。例如,白细胞介素4和白细胞介素10是促进巨噬细胞向M2型极化的重要细胞因子,通过激活JAK/STAT信号通路,抑制促炎细胞因子的表达,同时上调抗炎和组织修复相关基因 [9]。相反,干扰素γ和肿瘤坏死因子α等细胞因子则促进M1型极化 [10]。此外,活性氧水平的变化也对巨噬细胞极化产生显著影响。适度的活性氧水平可促进巨噬细胞的吞噬活性和炎症反应,但过量的活性氧则会导致细胞损伤和M1型极化的加剧。
此外,文章还进一步探索了治疗策略对巨噬细胞极化的影响:药物干预方面,使用特定的细胞因子(如白细胞介素4、白细胞介素10)或小分子化合物(如NF-κB抑制剂)可有效调节巨噬细胞极化,减轻炎症反应,促进神经再生;干细胞移植是另一种有前景的治疗策略。间充质干细胞和神经干细胞可通过分泌抗炎因子、调节免疫反应以及提供神经营养支持,促进巨噬细胞向M2型极化 [3];光生物调节作为一种非侵入性的物理治疗方法,通过特定波长的光照射,可调节巨噬细胞极化,促进神经再生 [11]。
总之,巨噬细胞在脊髓损伤中具有关键作用,其调控机制也表明巨噬细胞极化(M1/M2表型)在炎症调控和组织修复中具有双重功能。研究发现,M1型巨噬细胞通过释放促炎因子加剧继发性损伤,而M2型巨噬细胞则通过抗炎和促修复作用促进功能恢复。研究还探讨了多种干预策略(如药物、干细胞疗法、外泌体和光生物调节等)在调控巨噬细胞极化中的潜力,并总结了当前临床试验的进展与局限。这些成果为脊髓损伤的治疗提供了重要的理论依据和潜在靶点,突显了免疫微环境调控在神经修复中的核心地位。然而,文章也存在一些局限性。首先,巨噬细胞极化的动态平衡机制尚未完全阐明,尤其是在不同损伤阶段和类型中的具体调控路径仍需深入研究。其次,现有干预策略的临床转化面临挑战,如药物递送的精准性、干细胞疗法的长期安全性以及生物材料的免疫相容性等问题亟待解决。此外,研究未充分探讨巨噬细胞与其他免疫细胞(如T细胞、中性粒细胞)的交互作用,以及其在慢性炎症和神经病理性疼痛中的复杂角色。针对以上局限性,未来研究应重点关注以下方向:1)开发靶向性更强的巨噬细胞调控技术,如基因编辑和纳米载体递送系统;2)探索多学科交叉疗法(如联合干细胞与生物材料)以优化治疗效果;3)建立更接近人类疾病的大动物模型,推动临床转化。此外,深入研究巨噬细胞代谢重编程和表观遗传调控机制,将为脊髓损伤的精准治疗开辟新路径。总之,通过克服现有不足并深化机制研究,巨噬细胞靶向治疗有望成为脊髓损伤修复的重要突破口。
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原文链接:https://doi.org/10.4103/NRR.NRR-D-24-01579
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