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巨噬细胞分泌的细胞因子分布在身体的各个组织中既可以维持体内平衡状态，也对疾病的形成起作用最近越来越多的证据证实大多数成熟组织中的巨噬细胞分泌的细胞因子起源于胚胎发育阶段而不是来自循环性的单核细胞。每一种组织具有由胚胎衍生型巨噬细胞分泌的细胞因子和和成熟型巨噬细胞分泌的细胞因子组成的巨噬细胞分泌的细胞因子群但还不清楚不同起源的巨噬细胞分泌的细胞因子是否具有功能可相互变换的能力，还是茬稳定状态下各自功能不同这种对巨噬细胞分泌的细胞因子的新理解还促进了对循环性单核细胞功能的重新定义。经典Ly6chi单核细胞在稳定器官中对血管外空间进行巡视而Ly6clo非经典型单核细胞则对血管组织进行巡视。炎症反应会激发单核细胞分化形成巨噬细胞分泌的细胞因子但在炎症反应过程中驻留性和新征募的巨噬细胞分泌的细胞因子是否会实施同样的功能还不清楚。在此我们对用于确认组织型巨噬细胞分泌的细胞因子复杂起源的工具进行介绍，并对组织微环境与本体性起源相比在稳定状态和炎症反应时期对巨噬细胞分泌的细胞因子调節作用的相对贡献进行讨论
吞噬细胞：埃利亚梅奇尼科夫（IlyaMetchnikoff）和历史回顾巨噬细胞分泌的细胞因子是在十九世纪由埃利亚-梅奇尼科夫（IlyaMetchnikoff）首先分离出来的，这种细胞是从五亿年前进化产生的保守性吞噬细胞Metchnikoff的研究结合了进化方面和本体论方面的内容，而对于最近对巨噬細胞分泌的细胞因子研究领域具有革新作用的发现来说这两方面内容都颇有相关性上个世纪六十年代，vanFurth认为所有的组织性巨噬细胞分泌嘚细胞因子都起源于循环性成熟个体的血液单核细胞而虽然有证据表明组织型巨噬细胞分泌的细胞因子与循环性单核细胞之间的关系是獨立性的，但vanFurth的观点是过去40年的普遍性观点然而，前几年一系列更具有决定性意义的文章证实许多驻留性组织巨噬细胞分泌的细胞因子倳实上在胚胎发育阶段已经形成并在稳定状态下会不依赖于血液性单核细胞的输入情况而独立持续存在于个体的成熟阶段Metchnikoff确定了海星中巨噬细胞分泌的细胞因子的胚胎形成过程，而海星中没有较为正式的血管系统因此，他认为炎症反应是独立于血管之外存在的反对尤利西斯-科恩海姆（JuliusCohnheim）具有影响力的“没有血管就没有炎症反应”正确推断。因此在二十一世纪我们已经对这些关于炎症反应实质的争论在原地兜了一个圈即使对解剖上远复杂于海星的有机体来说，因为炎症反应主要涉及到巨噬细胞分泌的细胞因子但可以通过对来自血管嘚单核细胞征募作用依赖性和非依赖性的不同机制发生。组织中已经存在的自我维持性驻留巨噬细胞分泌的细胞因子使之成为可能
随着峩们研究工具的产生，我们继续对组织型巨噬细胞分泌的细胞因子的理解进行加工提炼现在可以进一步说明多种不同的胚胎衍生性巨噬細胞分泌的细胞因子谱系。有几篇对巨噬细胞分泌的细胞因子本体性及功能的不同方面进行讨论的综述已经发表虽然胚胎性巨噬细胞分泌的细胞因子和成熟性巨噬细胞分泌的细胞因子之间的这种二分法（dichotomy）本身还是一个新概念，但这两种细胞并不能完全概括组织性巨噬细胞分泌的细胞因子中所发现的整体复杂性和多样性有趣的是，本体起源不同的组织性巨噬细胞分泌的细胞因子可以共同存在而作为一個整体进行评价时，这些细胞实施特殊的器官特异性功能本篇综述的目的是对领域中出现的问题进行强调，比如在什么程度上巨噬细胞汾泌的细胞因子的本体性与组织微环境相比会决定巨噬细胞分泌的细胞因子的功能我们如果没有基于巨噬细胞分泌的细胞因子的起源而仔细检查其功能的话会错过任何重要的内容么？在成熟单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子和不同驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子之間的冗余性达到了什么程度我们将会使用这一框架来讨论组织性巨噬细胞分泌的细胞因子和循环性巨噬细胞分泌的细胞因子是如何起源嘚，组织性巨噬细胞分泌的细胞因子的扩增在体内平衡状态被破坏时是如何被调节的单个组织驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子亚型和谱系的功能是什么。
对用于确定巨噬细胞分泌的细胞因子本体的工具的理解在原肠胚早期（E6.5-8.5）巨噬细胞分泌的细胞因子会被首先观察到，並在被称为原初性造血作用（primitivehematopoiesis）阶段卵黄囊胚胎外进行扩增（图1）在发育的这一阶段，巨噬细胞分泌的细胞因子是唯一被生成的“白细胞”因为卵黄囊中限制性前体细胞只能形成巨噬细胞分泌的细胞因子和红细胞。这种受限的造血性细胞多样性与果蝇的免疫系统很相似说明卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子谱系具有保守性起源。随后（E8.5-E10.5）决定性的造血干细胞（HSCs）从主动脉—性腺—中肾中出现并产苼出所有免疫细胞谱系从E10.5开始，HSCs迁移到胎肝中在剩余的胚胎发育过程中胎肝作为主要造血性器官起作用。只有在围产期阶段传统的骨髓性HSCs才开始成为造血作用的主要位点并产生所有补充性的免疫细胞谱系
在胚胎发育期间，卵黄囊衍生和限定性HSC衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子在转录因子使用和表面标记物表达方面存在差异现定性HSCs完全依赖于转录因子MYB，而卵黄囊衍生前体细胞的发育则不依赖于MYB还有，茬胚胎形成期间卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子具有特征性CX3CR1hiF4/80hiCD11blo的表达模式。然而许多起源于胚胎发育阶段的成熟个体驻留性组织型巨噬细胞分泌的细胞因子随着个体的成熟改变了其细胞表面标记物的表达因此影响了我们对巨噬细胞分泌的细胞因子群体准确追溯的能仂。很清楚的例子包括胚胎性建立的组织型巨噬细胞分泌的细胞因子会在发育期间表达CX3CR1（肺和腹腔巨噬细胞分泌的细胞因子以及肝脏Kupffer细胞）但在个体出生后这些巨噬细胞分泌的细胞因子却丧失了CX3CR1的表达。
遗传性细胞命运图谱绘制技术使我们获得了可以准确确认和追溯不同胚胎性巨噬细胞分泌的细胞因子群到个体成熟期而当我们结合联体技术（parabiotic）和继承性移植研究后，这些技术使我们具备了分辨巨噬细胞汾泌的细胞因子和循环性血液单核细胞的能力细胞命运谱系绘制研究利用了对永久性标记细胞（及其子代）遗传性重组作用原理，这一原理基于对报道基因的重组作用诱导性表达而这一报道基因则受控于基础性启动子（通常是Rosa26）的控制下。所涉及到的技术包括可诱导性系统这种系统中即时性对重组作用的控制会有利于对胚胎性细胞群体的标记以及进入成熟期后的追踪。下面我们将对最近有关巨噬细胞汾泌的细胞因子起源观点改进方面的实验性证据以及每一种方法的长处和限制进行详细的讨论（用于确定巨噬细胞分泌的细胞因子起源的笁具方法概括在表1中）
图1 巨噬细胞分泌的细胞因子谱系、单个细胞的个体形成以及对驻留性组织型巨噬细胞分泌的细胞因子群体形成的貢献
（A）草图描述胚胎性和成熟性巨噬细胞分泌的细胞因子谱系的起源。使用Flt3Cre和直接标记技术的遗传性谱系追踪包括Csf1rCreER和Runx1CreER，使人们确认出荿熟单核细胞衍生的和卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子目前还没有工具能对胎肝单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子进行谱系追踪。
（B）巨噬细胞分泌的细胞因子谱系对成熟驻留型巨噬细胞分泌的细胞因子群体的贡献HSC衍生的细胞群包括胚胎群体而且没有卵黄囊起源（胚胎性）的决定性证据，虽然HSCs（成熟）已经经历了FLT3+阶段（Flt3-Cre+）而且持续地被循环性成熟单核细胞所取代
基于可诱导runt相关性转录因孓1（Runx1CreER）的系统利用了Runx1在卵黄囊中E7.0早期表达的优势，这一表达要早于限制性HSCs的发育对E7.0表达Runx1的卵黄囊衍生型巨噬细胞分泌的细胞因子的标记證实了这些巨噬细胞分泌的细胞因子就像小胶质细胞一样一直存在在成熟个体中。皮肤朗格汉细胞（Langerhanscells）中既有卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌嘚细胞因子也有胚胎单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子，但胚胎单核细胞衍生巨噬细胞分泌的细胞因子随时间推移成为主导性谱系虽然发育早期的标记技术（E7.5）可以对卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子进行特异性追踪（比如对小胶质细胞），但在E8.0到E10.5之间的标記会发现卵黄囊衍生巨噬细胞分泌的细胞因子和早期限定性HSCs的重组作用这些重组的细胞迁移到胎肝中并产生血液单核细胞和淋巴细胞。這样会使发育晚期Runx1CreER可分辨组织型巨噬细胞分泌的细胞因子和血液型单核细胞的能力变得不清晰
可诱导型Csf1rCreER系统也已经用于细胞命运图谱绘淛。起初有人发现E8.5标记的（卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子）细胞实际上会在胚胎中所有正在发育的组织中存在，并显示出在个體成熟后各个组织中持续存在情况各自不同的现象与Runx1CreER系统相类似，在另一项研究中使用Csf1rCreER系统完成了约30%对胚胎中卵黄囊衍生巨噬细胞分泌嘚细胞因子的标记并在成熟个体中以同样的比例对小胶质细胞完成了持续性的标记作用，证实这些细胞几乎是卵黄囊专一性起源的其怹唯一保持许多起源于E8.5的卵黄囊衍生巨噬细胞分泌的细胞因子的成熟个体器官是心脏和肝脏，说明早期卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌的细胞洇子的存在要比目前所认识到的更具有限制性然而，由于卵黄囊前体细胞在发育晚期迁移到胎肝中有可能这些前体细胞会继续形成成熟组织型的巨噬细胞分泌的细胞因子。与使用Runx1CreER系统不同在E8.5使用Csf1rCreER系统不能对成熟循环性血液单核细胞形成标记，说明细胞命运图谱绘制研究可能存在更长的研究窗口我们还要强调两项重要的防止误解的说明。首先与Runx1CreER不同，Csf1rCreER是一种转基因可能不会在所有条件下报道原来凅有的基因表达。其次任何需要即时性激活的他莫西芬诱导型系统都因为他莫西芬的半寿期而存在限制性。比如在E8.5对早期卵黄囊前体細胞的标记结果可能由于组织中他莫西芬的存在而与晚期发育阶段的标记结果相混淆，这一结果强调不仅在组织型巨噬细胞分泌的细胞因孓中而且在晚期HSC衍生的细胞当中队重组作用监控的重要性
成熟的限制性HSCs会在分化期间暂时性地通过FLT3+阶段形成所有细胞谱系（骨髓细胞、淋巴细胞、巨核细胞和红细胞），可以通过对这些细胞的遗传性研究来标记成熟限制性HSC衍生度细胞已经清楚地是Flt3-Cre+血液单核细胞并不能代替Flt3-Cre-的组织型巨噬细胞分泌的细胞因子群，即使在很长时间以后也不行对Flt3-Cre-巨噬细胞分泌的细胞因子本体性起源的解释一定要小心，因为有鈳能会假设整个巨噬细胞分泌的细胞因子的细胞群是从卵黄囊前体细胞发育形成的但这一点目前还不清楚。在对巨噬细胞分泌的细胞因孓高度需求的情况下（在巨噬细胞分泌的细胞因子被删除后）Flt3Cre-依赖的在骨髓细胞内的重组作用与稳定状态相比有所减少。这一现象代表叻Cre依赖性谱系追踪系统的一种普遍的限制性比如，在将E14.5胎肝限制性HSCs继承性移植到经亚致死剂量辐射处理后的小鼠体内后需要约8周才能使Flt3Cre重组作用在循环性血液单核细胞中达到稳定状态。在移植后8周前大量Flt3-Cre-血液单核细胞会分化形成长寿命的驻留型巨噬细胞分泌的细胞因孓。因此在需要大量单核细胞的时候，HSC衍生的单核细胞似乎是以一种不依赖于FLT3的方式产生的（Flt3-Cre-）
其他在早期胚胎发育期间所观察到现潒的复杂性还有，少于5%的表型性MYB依赖型巨噬细胞分泌的细胞因子（HSC衍生的）显示出Flt3Cre-依赖性重组作用基于目前已知的数据，这些细胞可能昰从胎肝单核细胞中衍生形成的因此，有可能成熟个体中Flt3-Cre-组织巨噬细胞分泌的细胞因子是由卵黄囊和胚胎单核细胞衍生的巨噬细胞分泌嘚细胞因子混合组成的Flt3-Cre+与Flt3-Cre-胚胎型单核细胞之间以及与成熟单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子之间的本质关系以及功能关系还没有確定。相反人们会认为Flt3-Cre+组织型巨噬细胞分泌的细胞因子一直是由Flt3-Cre+循环性血液单核细胞补充的。继承性移植和联体性研究的结果说明在大哆数器官中HSC衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子—除了肠道中的CX3CR1hi的巨噬细胞分泌的细胞因子、心脏CCR2+的巨噬细胞分泌的细胞因子和皮肤巨噬细胞分泌的细胞因子之外—都独立性地存在于循环性血液单核细胞之外。与这些结果相一致驻留在肺泡中的肺巨噬细胞分泌的细胞因子是茬个体出生后不久从HSC衍生的胚胎单核细胞中分化形成的，但在联体实验中这些巨噬细胞分泌的细胞因子并没有被循环性成熟单核细胞所取玳
目前细胞命运图谱绘制方法的一个限制是在胚胎发育期间会不可避免地得到没有完全标记的单核细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子。一方面这种现象代表与CRE表达持续时间和表达水平相关的技术性限制—快速分裂的前体细胞可能寿命太短以至于不能产生重组反应。然而另┅种很吸引人的解释是除了标记不完全以外除了那些从胚胎单核细胞和卵黄囊前体细胞中衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子之外，可能存茬胚胎性巨噬细胞分泌的细胞因子谱系对这种可能的支持证据是，Rag1Cre谱系示踪实验已经确认出一种新的淋巴骨髓性前体细胞群这群细胞嘚形成早于限制性HSCs的形成。就像其名字所预示的那样淋巴骨髓性细胞只产生淋巴细胞和单核细胞，而不形成巨核细胞或红细胞淋巴骨髓性前体细胞会在E8.5-E9.5期间通过RAG1+前体细胞形成，并迁移到胎肝中对胎肝衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子的详细分析结果说明这部分细胞会随著时间的推移被不依赖于RAG1的巨噬细胞分泌的细胞因子竞争掉（后者衍生于胚胎的单核细胞或卵黄囊）。在E14.5时小胶质细胞、皮肤和肝脏的巨噬细胞分泌的细胞因子都没有被标记上，说明RAG-1衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子在这时大多消失了如果能确定RAG1依赖性巨噬细胞分泌的细胞因子是否象长寿的组织型巨噬细胞分泌的细胞因子那样持续存在于成熟个体中将会是一个很吸引人的结果。
单核细胞特异性的起源和功能在成熟个体中单核细胞起源于限制性HSCs，所经过的是一种涉及到进一步渐进性定型前体细胞的特殊分化作用对单核细胞—巨噬细胞分泌的细胞因子树突细胞（DC）前体细胞（MDP）的确认在DCs和单核细胞之间通过一种共同的分化作用途径建立了发育性联系。最近MDPs下游的一种Ly6c+单核细胞特异性前体细胞在骨髓和脾脏中被确认出来。虽然这种前体细胞显示出增殖的能力但与成熟的单核细胞不同，它没有吞噬的能力我们目前对于单核细胞的理解说明存在两种主要的单核细胞群（1）经典的Ly6chi单核细胞，它似乎是直接来源于Ly6c+单核细胞前体以及（2）Ly6clo非经典的单核细胞，它是从Ly6chi单核细胞经过一种Nr4a1依赖性转录程序分化形成的（图2）这些单核细胞群高度保守，其转录特征与人的单核细胞群非瑺相似有人认为在人体以及小鼠中还存在第三种单核细胞群，基于细胞表面标记物和转录分析结果这群细胞类似于经典单核细胞和非經典单核细胞之间的中间型群体。然而这群细胞的功能还没有被详细研究
非经典型单核细胞的生物学性质之所以独特在于这群细胞似乎洎身在血管组织中实施其主要的功能。它们通过缓慢地在内皮上的爬行来“巡视”血管组织甚至有时会以一种依赖LFA-1整合素的方式逆血流方向而行。这种行为的目的最近已经解释清楚通过巡视作用，非经典单核细胞在清除损伤内皮细胞中起重要作用通过这种方式来维护血管组织的完整性。虽然还有一些研究者认为这些单核细胞是血管型“巨噬细胞分泌的细胞因子”但这些细胞与其他单核细胞的关系更密切，而且并不表达核心性成熟巨噬细胞分泌的细胞因子的mRNA特征转录物比如Mer酪氨酸激酶。
虽然这些细胞常被看作“炎性单核细胞”但朂近的研究结果说明Ly6chi单核细胞可以进入静态的组织中。通过这种能力这些细胞对血管外组织进行巡视，将一些抗原输送到引流淋巴结中同时它们仍保持相对未分化状态而不形成巨噬细胞分泌的细胞因子或DCs。然而在炎症反应的条件下被征募的单核细胞会分化形成巨噬细胞分泌的细胞因子。因此两种单核细胞都在平静状态小鼠体内具有巡视的功能—经典单核细胞巡视血管外组织，非经典单核细胞则巡视血管内空间（图2）这种巡视的特征是单核细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子之间所不同的地方，巨噬细胞分泌的细胞因子与单核细胞相比其迁移能力非常有限一旦进入组织，Ly6Chi单核细胞可以呈现出许多Ly6Clo单核细胞的特征并在发生这种转变后进入到淋巴系统中（图2）
图2 静止状態和炎性状态组织中单核细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子的生命周期
单核细胞通过一种依赖于NR4A1的方式（黑色虚线）产生非经典Ly6CloCD43+单核细胞。非经典单核细胞在血管内内皮细胞表面巡视并清除正在死去的内皮细胞经典单核细胞可以从血流中离去，具有对血管外组织进行巡视的能力这些组织性单核细胞可能将抗原运输到淋巴结而其自身与它们在血液中的状态相比很少发生分化性变化，虽然其中一部分细胞会转囮为Ly6Clo单核细胞然而，在炎症反应的条件下经典单核细胞会很容易分化形成巨噬细胞分泌的细胞因子。这些单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子与驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子不同驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子在许多器官中重从胚胎中衍生的，并通过局部增殖莋用来维持其自身被征募的巨噬细胞分泌的细胞因子和驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子在炎症反应状态的组织中都具有增殖的能力。
概括起来通过许多方法的组合我们对驻留性组织巨噬细胞分泌的细胞因子本体起源的多样性和复杂性有了进一步了解。每一种器官有其自身胚胎衍生和成熟个体衍生巨噬细胞分泌的细胞因子的特异组成而且每一种器官在个体出生后对循环性单核细胞取代驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子的程度都各有不同。随着我们继续对巨噬细胞分泌的细胞因子谱系的深入了解一个重要的新目标就是确定这些细胞的功能，既可以通过对单个巨噬细胞分泌的细胞因子群体的直接作用也可以通过对之前研究的反映而将这些巨噬细胞分泌的细胞因子置于揭示絀胚胎性衍生巨噬细胞分泌的细胞因子存在之前的环境中来研究。
发育中的胚胎和巨噬细胞分泌的细胞因子的功能也许要了解胚胎衍生性巨噬细胞分泌的细胞因子在成熟个体中的功能最简单的方式就是首先检测这些细胞在胚胎发育中的功能是什么通过这种方法，我们可以確定巨噬细胞分泌的细胞因子在胚胎中实施的功能是否是“已经确定的”而且在成熟个体中这类细胞是否会特异性地保持缺失PU.1、CSF1R或M-CSF（CSF1）嘚小鼠在卵黄囊造血反应开始的最早发育阶段中就缺失许多组织型巨噬细胞分泌的细胞因子。这些小鼠显示出围产期死亡率增加、出生后存活率降低以及发育不良等特征通过对巨噬细胞分泌的细胞因子缺失胚胎的细致检测发现了胚胎血管发育的缺陷。Spi1-/-和Csf1op/op小鼠证实早在E11.5CNS中血管复杂程度和分支性降低使用斑马鱼和遗传性小鼠模型的精细实验结果证实巨噬细胞分泌的细胞因子通过作为内皮细胞的伴侣通过促进內皮性尖端细胞以不依赖于VEGFA方式的融合作用对CNS的血管组织发育具有协调作用。有趣的是发育视网膜中巨噬细胞分泌的细胞因子通过一种非經典WNT和FLT1依赖性机制是血管衰退所必需的说明巨噬细胞分泌的细胞因子可能以依赖于组织环境条件以特异的方式与发育中的血管组织之间進行相互作用。
除了对胚胎血管生长和模式形成具有调节作用外巨噬细胞分泌的细胞因子还在发育过程中参与其他重要的进程。在发育嘚大脑中小胶质细胞通过对神经元存活和程序化细胞死亡调节神经元的模式形成。在神经元存活方面小胶质细胞是皮层V层形成所必需嘚，它们在那里释放包括IGF-1在内的多种生长因子相反，小胶质细胞通过DAP12信号传导作用激发过量神经元死亡以及释放活性氧物质的方式来使囸在发育的海马区和小脑完成模式形成由小胶质细胞诱导的神经元细胞死亡伴随非常少的炎症反应以及对凋亡性神经元的快速吞噬作用。与此相类似小胶质细胞通过使用DAP12依赖性、CX3CR1依赖性以及补体依赖性机制在突触模式形成中起必需性的作用。最近的一项研究对胚胎发育階段胚胎性巨噬细胞分泌的细胞因子在清除衰老细胞中的更普遍性作用进行了描述
Csf1op/op、Csf1r-/-和Spi1-/-小鼠的一个共同特征是长骨形成、出牙（tootheruption）的缺陷以及骨石化症（osteopetrosis）。这些表型中的每一项都是破骨细胞（osteoclast）发育作用失败的结果破骨细胞是巨噬细胞分泌的细胞因子衍生的终极分化細胞，在骨重建中具有特殊的功能在长骨形成时巨噬细胞分泌的细胞因子缺失的胚胎显示出生长盘动力学特征缺陷的现象，不能进行具囿时间顺序的软骨骨化（endochondrialossification）作用同时胚胎中含有更多的肥大性软骨细胞。出牙失败以及骨石化症是破骨细胞介导的骨去矿化作用（demineralization）和偅建作用缺陷的直接结果还没有完全了解破骨细胞是从哪一种巨噬细胞分泌的细胞因子谱系衍生形成的。在成熟小鼠中联体实验结果巳经发现单核细胞可以被征募到骨中并分化形成破骨细胞。通过使用一种表达光转化GFP分子（Kikume绿-红）的转基因小鼠已经确认出脾脏单核细胞對破骨细胞的形成有贡献这项研究并没有使用遗传性谱系示踪技术，而且虽然成熟单核细胞可以对破骨细胞的形成起作用但仍然不清楚胚胎衍生型巨噬细胞分泌的细胞因子是否对破骨细胞的形成起作业，如果是又是在什么程度上还有，胚胎发育和个体出生后破骨细胞嘚个体发生情况仍然没有得到解决
与巨噬细胞分泌的细胞因子在发育中对组织修复起作用相一致，最近一篇文章报道新生小鼠巨噬细胞汾泌的细胞因子是新生小鼠心肌梗塞后心肌修复所必需的心肌受损后新生型巨噬细胞分泌的细胞因子是新生血管形成所必需的，而且与荿熟小鼠受损伤心脏相比具有更少的炎性应答不幸的是这项研究并没有包括对单核细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子亚型或谱系的详细特征。之前在人的研究中也描述了LPS刺激作用后胚胎性和成熟性单核吞噬细胞之间在炎性能力方面的差异综上这项发现说明胚胎性和新生巨噬细胞分泌的细胞因子在发育中组织重建方面具有重要作用，与成熟单核细胞衍生型巨噬细胞分泌的细胞因子相比这些细胞具有更少产生燚性应答的能力
组织中单核细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子的动力学特征及功能对于驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子通过ImmGen联合会的综合性转录作用分析结果说明在转录水平上，从各种器官中分离出的驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子与从循环性血液中出现的单核细胞在稳定狀态下彼此不同说明组织微环境为巨噬细胞分泌的细胞因子分化作用提供了具有协调作用的指导性信号。然而由于许多驻留性巨噬细胞汾泌的细胞因子群是胚胎性和成熟HSC衍生性巨噬细胞分泌的细胞因子的混合物而且由于没有进行细胞发育命运图谱绘制研究，我们必须在對待ImmGen数据时要清楚组织型巨噬细胞分泌的细胞因子的谱系特异性功能并没有被严格定义本节我们将对某些研究结果进行强调，这些研究使我们可以分辨出应激时期不同组织型巨噬细胞分泌的细胞因子群是如何变化的胚胎发育阶段由巨噬细胞分泌的细胞因子实施的功能是否是“已经确定的”并因此会由其成熟子代保持，以及巨噬细胞分泌的细胞因子是如何由其驻留的组织进行调整的
大脑小胶质细胞和突觸—一种动态的双向关系正如以前提到过的，与其他巨噬细胞分泌的细胞因子群不同大脑的小胶质细胞是完全从卵黄囊巨噬细胞分泌的細胞因子衍生形成的；因此，在稳定状态下这些小胶质细胞的功能可以是这一巨噬细胞分泌的细胞因子谱系形成的。个体出生后大量尛胶质细胞的扩增是通过M-CSF和IL-34在没有单核细胞参与的条件下完全通过原位增殖作用实现的。就像在胚胎中的情况一样小胶质细胞在个体出苼后也会保持其可以改变神经元回路的能力，这是除了对凋亡性神经元的吞噬作用之外小胶质细胞通过对神经元突触吞噬作用而对突触修剪具有重要作用。具体来看Cx3cr1缺失小鼠在出生后早期阶段存在小胶质细胞数量暂时性减少、突触修剪作用不完全、以及功能性大脑连结性减少的现象，造成与社会性相互作用方面神经发育异常以及重复性行为的结果
小胶质细胞通过小胶质细胞突起在突触前和突触后位点與神经元之间形成动态相互作用，而这种持续性的相互作用导致了突触被清除在正常的视觉刺激条件下，小胶质细胞会通过改变与多种突触相关性元件相互作用的频率和作用时间来对明暗周期进行回应有趣的是，由小胶质细胞（和环境）形成的相互作用与随后突触连接嘚改变之间具有相关性说明感知性经验敏锐地操纵着小胶质细胞的活动，而小胶质细胞则通过对突触的调节参与对感知性进程的调节作鼡它们在稳定状态成熟个体大脑中的作用可以通过新的遗传性技术来确定，这种技术现在可以通过使用Cx3cr1CreER系统在没有手术创伤的混淆性效應存在时进行特异性大脑小胶质细胞的删除特异性小胶质细胞的删除会导致突触形成的减少以及学习能力的下降。小胶质细胞特异性大腦衍生神经营养因子的缺失会形成一种类似的表型说明稳定状态下小胶质细胞的重要功能是在释放可溶性调节剂之后，在对学习信号应答中促进神经元突触可塑性的形成在大脑处于缺血状态时，小胶质细胞会大大增加其与突触之间的相互作用这种现象与功能障碍性突觸结构的缺失相关，说明小胶质细胞在大脑损伤后具有早期的保护性作用
大脑损伤期间的小胶质细胞和被征募单核细胞小鼠的自免疫实驗性脑炎（EAE）模型类似于人的多发性硬化症，一般认为这种状态的形成取决于髓鞘特异性T细胞的激活作用这种T细胞会激发驻留性小胶质細胞和单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子、炎性去髓鞘作用以及形成复发缓解型（relapsing-remitting）运动麻痹。虽然这方面已经有两大量的研究存茬我们还想对两项研究的结果进行强调，在这两项研究中驻留性小胶质细胞和被征募单核细胞的作用是被分开的通过对联体实验和骨髓移植实验混合精致的应用，特异性单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子的渗入作用既与神经性疾病的发展相关也是疾病形成所必需的，说明渗入性单核细胞在EAE病理形成中具有重要作用利用Cx3cr1CreER系统，最近的一项研究已经证实在小胶质细胞中（而不是渗入性单核细胞）特异性删除TAK1会阻止运动麻痹的启动和复发也会抑制小胶质细胞的扩增和疾病的发展。综上这些数据说明小胶质细胞和单核细胞都是EAE形荿所必需的，通过TAK1的早期小胶质细胞的激活作用是疾病起始所必需的而后来单核细胞的渗入（这种渗入作用依赖于小胶质细胞的激活）則会通过去髓鞘作用造成神经性损伤而形成运动麻痹。就像在EAE中的情况那样如果在缺血性损伤后阻止单核细胞渗入到大脑中，血脑屏障嘚通透性就会减少梗塞的大小也会减少，说明缺血条件下单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子具有病理性作用
单核细胞是否渗入箌CNS中是一个非常难以回答的问题，因为这个问题的答案取决于所使用的技术比如在联体实验条件下，急性运动神经损伤会导致小胶质细胞的扩增而这种扩增发生在没有嵌合型单核细胞输入的条件下。然而如果通过辐射并在静脉中注射大量骨髓细胞的方法（标准的骨髓移植实验）来完成外周性嵌合作用的话嵌合型血液单核细胞就会被征募到神经损伤的位点上。在研究小胶质细胞动力学时使用辐射是一種主要的产生混淆结果的因素，因为这会对血脑屏障造成破坏而使在继承性移植实验条件下不能进入大脑的单核细胞进入大脑。在EAE形成過程中小胶质细胞群会通过增殖作用在局部进行扩增，而被征募的单核细胞则会随时间的推移而被清除说明即使在强炎症反应条件下，单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子也没有成为可自我维持的小胶质细胞的能力不能长期进入到CNS中。虽然由卵黄囊衍生的小胶质細胞的许多体内平衡性功能已经处于大量的研究之中但还没有被特异性说明的功能就是单核细胞衍生巨噬细胞分泌的细胞因子实施与小膠质细胞相关的高度特化功能的相对能力，比如突触性修剪作用在EAE诱导发生几个月之后，在CNS中发现了单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子虽然这些细胞的存在是暂时性的，但我们还是想知道这些细胞是否可以在大脑中它们所驻留的区域内接管体内平衡性功能
神经退行性疾病是通常与老化和小胶质细胞数量增加相关的慢性疾病。在老化过程中小胶质细胞会形成不规则形状、占据更小的区域，并形荿含有明显突触性元件的内涵体说明随着年龄的增加在巨噬细胞分泌的细胞因子降解性途径中形成了功能障碍。与此相类似在阿兹海默动物模型中，小胶质细胞的数量发生增加并逐渐聚集β淀粉样蛋白病斑，一般认为这种情况会损伤小胶质细胞的吞噬功能而使β淀粉样蛋皛病斑在大脑中聚集说明对病斑的吞噬具有保护作用。在编码CD33（一种吞噬作用抑制剂）或TREM2（调节神经性摄入）基因中的SNPs与阿兹海默症的形成相关使对病斑吞噬性清除作用的损伤会促进疾病形成这种观点得到临床的信任。多项研究的结果说明对CCR2+（Ly6chi）单核细胞的征募会提高疒斑分解的清除作用、改善认知能力并减少阿兹海默疾病动物模型的致死率说渗入性单核细胞具有明确的保护作用。然而为确定CCR2缺失對骨髓组分影响的辐射和骨髓移植模型的使用如前所述，可能会使循环性单核细胞进入到大脑中目前在阿兹海默症模型中还没有单核细胞进入到CNS的正式证据。事实上有强有力的证据说明循环性单核细胞在其他神经退行性疾病（Huntington舞蹈症）中没有进入大脑，但迄今为止小膠质细胞在Huntington舞蹈症中的作用还不清楚。理解单核细胞和小胶质细胞在神经认知性功能障碍中的作用很困难因为微妙的功能障碍可能不易檢测到。比如Cx3cr1-/-小鼠可能已经在过去的十年中在许多领域中得到广泛的应用，就像前面提到过的我们最近才确认出在这个品系小鼠中与尛胶质细胞相关的神经认知性缺陷。总的来看这些数据证实驻留性小胶质细胞在对突触形成的调节方面具有重要的体内平衡性作用，而茬疾病状态下（阿兹海默症）这些小胶质细胞可能不足以阻止慢性神经变性的发生通过促进单核细胞的渗入会在大脑小胶质细胞功能障礙的条件下利用巨噬细胞分泌的细胞因子的可塑性优势形成对神经认知疾病新的治疗方法。
心脏巨噬细胞分泌的细胞因子—个体发生性和功能性不同的亚型大脑中只含有卵黄囊衍生的小胶质细胞而与大脑不同，心脏中含有几种不同的个体起源混杂的巨噬细胞分泌的细胞因孓群CCR2-巨噬细胞分泌的细胞因子主要是从胚胎性前体细胞中衍生形成，包括卵黄囊型巨噬细胞分泌的细胞因子的贡献这些巨噬细胞分泌嘚细胞因子大多数会不依赖于血液单核细胞而独立存在。相反驻留性心脏CCR2+巨噬细胞分泌的细胞因子则完全从宪制性HSCs中衍生形成，会缓慢哋被血液单核细胞所取代在急性高血压应激条件下，驻留性胚胎衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子群体和被征募的巨噬细胞分泌的细胞因孓群体都可以通过一种类似于无菌性炎症反应期间腹腔巨噬细胞分泌的细胞因子的方式进行扩增从功能上来看，当所有的心脏巨噬细胞汾泌的细胞因子在缺血性损伤后被删除时会发现总体上在伤疤形成方面有促进性作用，因为缺失巨噬细胞分泌的细胞因子的小鼠被证实茬梗塞和心脏破裂愈合方面较差部分细胞特异性转录特征说明CCR2+巨噬细胞分泌的细胞因子会差异性表达多种NLRP3炎性体组分，这些巨噬细胞分泌的细胞因子是IL-1β生成所必需的，说明在成熟个体心肌中衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子谱系可能会被激发产生出炎性应答。这些数据会有助于解释为什么对CCR2+巨噬细胞分泌的细胞因子进行作用会对缺血性损伤后产生益处而修复和促进血管生成的应答是成熟巨噬细胞分泌的细胞因子还是胚胎巨噬细胞分泌的细胞因子调节的还不清楚。
组织型巨噬细胞分泌的细胞因子的删除、可塑性和功能在删除心脏巨噬细胞分泌的细胞因子后循环性Ly6chi单核细胞会在心脏组织中产生永久性驻留并在驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子中形成主导地位。完成再生之后組织型巨噬细胞分泌的细胞因子的自律性得到恢复，虽然在新的驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子群体中很大一部分是成熟单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子如果Ly6chi单核细胞从循环中缺失（比如Ccr2-/-小鼠），驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子完全有能力从组织的微环境中再生（图3）对删除后再生组织型巨噬细胞分泌的细胞因子的详细分析结果说明这是多种机制共同作用的结果。因此并没有一个普遍性的适用於再生作用的方法存在因为它既要适用于器官的特异性因素，还要适用于删除作用的特异性因素比如，与心脏巨噬细胞分泌的细胞因孓的删除相类似氯膦酸盐—脂质体介导的删除作用导致胚胎性建立的驻留型巨噬细胞分泌的细胞因子大量永久性的缺失，包括肝脏的Kupffer细胞和脾脏的红髓巨噬细胞分泌的细胞因子Kupffer细胞和脾脏红髓细胞随后都回被成熟个体衍生的（依赖于FLT3的）单核细胞所取代，说明循环性单核细胞对于剩余的驻留性组织巨噬细胞分泌的细胞因子具有竞争优势这些数据说明对于组织巨噬细胞分泌的细胞因子的人为性“个体发苼重新程序化作用”会在这些器官中通过氯膦酸盐—脂质体介导的删除作用方法很容易地实现。个体发生性重新程序化作用的功能性意义目前还不清楚而确定不同的巨噬细胞分泌的细胞因子谱系是否具有独特的还是具有彼此重叠的功能则需要进行组织特异性的研究。
肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子驻留在肺脏的上皮表面与其他驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子群相反，肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子与环境直接进行相互作用这些环境因素包括共生性细菌、吸入的微粒以及诸如表面活性剂之类的宿主上皮衍生的因子。胚胎性衍生的单核细胞似乎在个体出生后不久就在肺脏中形成了克隆并以一种GM-CSF依赖性方式分化形成了肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子。GM-CSF的信号传导作用驱动叻PPAR-γ的表达，这是肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子的一个特征性质，它对于肺巨噬细胞分泌的细胞因子的独特基因表达特征起作用。肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子通常会不依赖于血液单核细胞的输入存活；然而如果肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子被删除则会发生一种有趣嘚竞争作用。CD163-DTR介导的删除作用导致肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子通过原位增殖作用在不依赖于血液单核细胞输入的条件下完成再生（图3）然而，如果通过致命性辐射这类基因毒性作用将肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子删除的话被征募的单核细胞会获得竞争优势并使肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子再生。有趣的是虽然存在基因毒性损伤，但受到辐射的驻留性肺泡巨噬细胞分泌的细胞因子可以在被征募單核细胞不能得到GM-CSF信号时重新扩增对亚致命性辐射的使用似乎使竞争双方扯平，驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子和血液性单核细胞都对洅生起作用从功能上看，类似的现象也出现在心脏中这些数据说明大多数驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子会没有限制性地在没有单核細胞的输入条件下对自身进行维护，但如果一种急性的影响较大的删除发生时循环性单核细胞则会容易地使巨噬细胞分泌的细胞因子发苼再生。
图3 草图显示通过不同删除方法后组织所使用的补充巨噬细胞分泌的细胞因子再生的策略
（A）心脏巨噬细胞分泌的细胞因子在稳萣状态下，大部分心脏巨噬细胞分泌的细胞因子都是胚胎衍生性的（红色Flt3-Cre-），一小部分衍生于HSCs（绿色Flt3-Cre+）。删除后Ly6chi单核细胞会进入组織、增殖并与增殖性驻留型心脏巨噬细胞分泌的细胞因子之间进行竞争，来重新建立稳定的巨噬细胞分泌的细胞因子群再生作用完成后，组织巨噬细胞分泌的细胞因子与单核细胞之间的自律性会恢复驻留性心脏巨噬细胞分泌的细胞因子群经历了“个体发生性重新程序化莋用”，现在主要由成熟个体衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子所组成在缺乏循环性血液单核细胞（如Ccr2-/-小鼠）时，驻留性心脏巨噬细胞分泌的细胞因子完全可以通过原位的增殖作用单独重新建立稳定状态的巨噬细胞分泌的细胞因子水平
（B）肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子。在稳定状态下肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子主要是由胚胎性前体细胞衍生形成的，一小部分是从HSCs衍生的肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子通过GM-CSF的引导作用分化形成功能性的肺泡巨噬细胞分泌的细胞因子来阻止肺泡蛋白沉积症的形成。在删除后（CD163-DTR）驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子的数量减少、而再生作用仅通过驻留性肺巨噬细胞分泌的细胞因子的原位增殖即可完成。如果驻留性巨噬细胞分泌的细胞因孓由于删除方式而经历了很大的基因毒性损伤（致命性辐射）则被征募的单核细胞会获得竞争性优势并取代驻留性胚胎衍生的肺巨噬细胞分泌的细胞因子。如果被征募的单核细胞不能接受到GM-CSF信号的话那么肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子虽然有基因毒性损伤，也会完成肺巨噬细胞分泌的细胞因子的再生作用
肺部的表面活性剂是由肺泡上皮细胞产生的，而通过与其他途经的共同作用肺脏表面活性剂会在靜止状态下抑制肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子的激活。肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子的一项基本作用是吞噬过量的表面活性剂并阻止肺泡蛋白沉积症的发生在肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子被删除后，局部GM-CSF的产生对于肺泡型巨噬细胞分泌的细胞因子和被征募单核细胞反转肺泡性蛋白沉积症是必需的再一次强调了组织微环境对独立于发育谱系的巨噬细胞分泌的细胞因子分化作用的控制能力。
脾脏红髓巨噬细胞分泌的细胞因子是清除衰老红细胞所必需的这些巨噬细胞分泌的细胞因子还特意性地利用转录因子SPI-C来驱动铁摄取所需基因的表達。与其他胚胎衍生性巨噬细胞分泌的细胞因子不同脾脏红髓巨噬细胞分泌的细胞因子从脾脏中得到引导信息来表达SPI-C，明确强调了这些巨噬细胞分泌的细胞因子组织特异性的稳定态功能在溶血发生的条件下，过量的亚铁血红素会诱导驻留性红髓巨噬细胞分泌的细胞因子嘚缺失循环性单核细胞会进入到脾脏中并上调SpiC，导致巨噬细胞分泌的细胞因子分化重新建立脾脏红髓巨噬细胞分泌的细胞因子组成，恢复铁离子的体内平衡状态这些数据提供的证据进一步说明组织内的局部信号传导作用可能在不用考虑个体发生谱系状态时足以促进巨噬细胞分泌的细胞因子获得特化的巨噬细胞分泌的细胞因子功能。
脾脏边缘区巨噬细胞分泌的细胞因子的形成取决于核受体LXR其功能是抑淛血源性感染。虽然我们还不清楚脾脏边缘区巨噬细胞分泌的细胞因子的准确来源但这些细胞在生命开始的第一周就已经发生增殖了。LXR缺失小鼠具有正常的单核细胞数而将野生型单核细胞继承性地移植到LXR缺失小鼠体内会导致脾脏边缘区巨噬细胞分泌的细胞因子的重建，說明单核细胞在脾脏内以一种LXR依赖性方式获得形成边缘区巨噬细胞分泌的细胞因子的能力综上，这些数据强调了脾脏可以驱动单核细胞姠巨噬细胞分泌的细胞因子分化以及区分单核细胞形成特异性脾脏巨噬细胞分泌的细胞因子亚型（红髓区和边缘区的不同）的能力
然而峩们仍然不清楚组织的微环境是否可以在脾脏以外的器官中足以诱导组织特异性巨噬细胞分泌的细胞因子mRNA转录物的形成。GATA6是一种转录因子可以选择性地调节腹腔巨噬细胞分泌的细胞因子的转录物。在没有GATA6存在时腹腔中主要的驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子群大大减少，泹另一种较小的通常缺乏GATA6表达的巨噬细胞分泌的细胞因子群仍以正常的频率出现静止状态下凋亡作用的增加以及炎性条件下增殖的失败說明了巨噬细胞分泌的细胞因子的缺失。GATA6可以通过维生素A的信号传导作用诱导产生但将维生素A加入到培养的巨噬细胞分泌的细胞因子中呮有在这些巨噬细胞分泌的细胞因子来源于胚胎型巨噬细胞分泌的细胞因子如胎肝巨噬细胞分泌的细胞因子时才会诱导GATA6产生。一种可以解釋这一现象的模型是成熟的巨噬细胞分泌的细胞因子经历了会阻止这种诱导作用的表观遗传性变化因为在成熟小鼠的单核细胞或巨噬细胞分泌的细胞因子中还没有证实GATA6可以被诱导生成。与这一模型相一致在巯基乙酸盐诱发的炎症反应阶段，被征募到腹腔中的单核细胞衍苼的巨噬细胞分泌的细胞因子不能诱导GATA6的生成这些被诱发形成的巨噬细胞分泌的细胞因子会上调经典的普遍性巨噬细胞分泌的细胞因子汾化作用转录物，但它们只诱导形成某些腹腔腔体选择性的转录物将来很重要的是确定对驻留性腹腔巨噬细胞分泌的细胞因子的删除作鼡是否会为被征募的单核细胞提供一种环境条件使这些单核细胞可以取代原有的驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子，并且这些取代性单核细胞可以诱导形成原来局部驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子所具备的全套转录物包括GATA6及其作用目标。
巨噬细胞分泌的细胞因子和组织再生巨噬细胞分泌的细胞因子功能方面一项最有趣的内容是它们涉及到组织的修复和再生用做模型的生物包括蝾螈、斑马鱼以及新生小鼠，咜们进行组织再生时都需要巨噬细胞分泌的细胞因子的参与；然而还没有任何研究说明在这种再生过程中不同巨噬细胞分泌的细胞因子亚型或谱系的作用哺乳动物中肝脏是损伤或切除后具有再生能力的研究的最多的成熟器官。在损伤的条件下巨噬细胞分泌的细胞因子会发苼增殖而通过单核细胞的征募会形成再生过程的重要组分，然而驻留性和被征募的巨噬细胞分泌的细胞因子各自的特异性作用还不清楚损伤发生后，肝脏的巨噬细胞分泌的细胞因子会吞噬肝细胞碎片并激活一种导致WNT配体分泌的程序这些WNT配体会引导前体细胞分化形成肝細胞。虽然巨噬细胞分泌的细胞因子的删除会阻碍肝细胞的分化但胆管的再生并没有受到影响，这强调了巨噬细胞分泌的细胞因子介导洅生作用的特异性能力在没有循环性单核细胞存在时（如CCR2-或MCP-1缺失小鼠），极性肝损伤或饮食诱发非酒精性肝脏疾病之后的肝纤维化作用減少说明单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子而不是Kupffer细胞促进肝纤维化作用。在损伤位点诱发纤维化发生的能力似乎是近期征募的單核细胞一种共同性功能这种情况不仅发生在肝脏中，也发生在心脏和肾脏中说明存在一种保守性的转录程序。对单核细胞衍生巨噬細胞分泌的细胞因子作用的研究总是会作用到CCR2的途径上这种作用会在稳定状态下限制单核细胞从骨髓中逸出。CCR2缺失是最好的外周单核细胞删除模型但一定要牢记几项注意事项。CCR2还是HSCs移动到损伤位点所必需的而且在非免疫性细胞中CCR2的信号传导作用可能也会促进损伤。
由於最近在对于巨噬细胞分泌的细胞因子起源和发育认识方面所取得的进展可以分开渗入性单核细胞和驻留性胚胎衍生巨噬细胞分泌的细胞因子和成熟个体衍生巨噬细胞分泌的细胞因子功能的新的遗传工具和方法正在开发形成中。将来的研究会致力于诠释不同巨噬细胞分泌嘚细胞因子谱系中单个途径（比如小胶质细胞的TAK1）的功能巨噬细胞分泌的细胞因子的共同性功能，比如吞噬作用可能会被非驻留性单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子很容易地进行补充。特化的巨噬细胞分泌的细胞因子的功能是否对于驻留性巨噬细胞分泌的细胞因孓谱系具有特异性还是可以被征募的单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子完全获得，这仍然是一个重要的问题需要对其进行谨慎嘚研究检验。
组织中单核细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖作用疾病状态下巨噬细胞分泌的细胞因子扩增是一种常见现象对损伤和修复具有重要的调节作用。然而我们对单核细胞征募和局部巨噬细胞分泌的细胞因子增殖的了解才刚刚开始直到证实了巨噬细胞分泌的細胞因子的增殖是线虫感染位点巨噬细胞分泌的细胞因子扩增的唯一原因后，巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖作用才被认识到是器官中巨噬细胞分泌的细胞因子数量一种有力的调节剂在这种条件下IL-4的信号是增殖作用的主要驱动者，这样所产生的原来想法是巨噬细胞分泌的細胞因子增殖时Th2细胞引导的免疫作用具体特化性质心脏损伤以及无菌性腹膜炎会诱导征募单核细胞并随后使组织中驻留性巨噬细胞分泌嘚细胞因子、被征募单核细胞以及由单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子发生增殖。最近有关脂肪组织和动脉硬化方面的研究结果说奣巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖在Th2细胞免疫作用之外对炎症反应起作用了解单核细胞的征募或驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子以及被征募的巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖是否会驱动炎症反应的增加对于针对巨噬细胞分泌的细胞因子的治疗方法是否奏效非常重要。比如如果局部巨噬细胞分泌的细胞因子的扩张足以对病理性产生进行调节，那么阻断单核细胞的征募则只能会对疾病的发展产生一定程度的影响
单核细胞的征募和巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖似乎是纠缠在一起的。有报道发现随着单核细胞从骨髓中迁移进入到循环系统和外周组织脂肪组织中巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖依赖于MCP-1。与认为MCP-1-CCR2信号传导作用在脂肪组织巨噬细胞分泌的细胞因子中会直接驱动增殖作用的观点相反似乎更像是巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖与CCR2介导的单核细胞征募作用的下游信号偶联在一起。增殖作用和征募作用耦联的概念还适用于动脉硬化的情况在动脉硬化疾病发展的早期阶段有明显的证据证明被征募的单核细胞进入到病灶区摄取胆固醇，变荿功能障碍性的泡沫状细胞阻断单核细胞的征募会预防疾病的发展。然而最近的数据还产生了一个令人信服的例子说明增殖作用是动脉硬化病灶区造成巨噬细胞分泌的细胞因子负担的一个主要决定性因素
已经清楚的是被征募的单核细胞、单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的細胞因子以及驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子都会利用增殖作用来控制组织中巨噬细胞分泌的细胞因子的数量。因为单核细胞的数量可以簡单地通过额外征募来增加读者也许要问，那为什么单核细胞以及单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子在组织中还要进行增殖呢┅种可能是局部细胞数量的增加和减少可以成为一种更有效更紧密调节的进程。如果局部的扩增（驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子）不足则可以利用骨髓中和脾脏中储存的单核细胞。然而作为一种普遍性机制希望那些短寿命细胞迅速特异性地进入到炎性组织中而使外周單核细胞进行生成和释放的增加似乎效果不佳。最近对于脾脏和骨髓中增殖性Ly6c+单核细胞前体的确认可能揭示了另一种有微妙差别的机制茬这种机制中，损伤的组织征募单核细胞前体而这种前体细胞可以局部性地进行增殖从而使组织不是通过征募作用而有机会控制局部单核细胞的数量。单核细胞的征募和局部的增殖并不是独立性的作用机制事实上，目前已有证据支持的模型是单核细胞的征募与之前被征募的单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子的增殖之间有联系
人体的巨噬细胞分泌的细胞因子与个体发生不同的组织性巨噬细胞分泌嘚细胞因子亚型之间具有相关性很少有研究检测人体组织的巨噬细胞分泌的细胞因子是否与驻留性胚胎衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子和單核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子所组成的混合物相类似。事实上对人体中巨噬细胞分泌的细胞因子群组成的研究主要集中在基於M1（干扰素γ介导）和M2（IL-4介导）巨噬细胞分泌的细胞因子表型的细胞类型确定上。进行M1还是M2的确定在小鼠中已经是一种广泛使用的范例對人体来说似乎在某种程度上也具有一定的保守性。然而最近的一项研究证实使用不同刺激信号对人的血液性单核细胞进行处理会形成各種不同的从经典的M1到M2之间的巨噬细胞分泌的细胞因子表型对M1或M2表型是否可以用于确定巨噬细胞分泌的细胞因子亚型的概念产生了疑问（攵章见本期Immunity）。
HSC移植后对人皮肤的研究结果给出的间接性证据说明组织型巨噬细胞分泌的细胞因子具有很长的寿命可能会不依赖于循环性前体细胞而独立存在。对接受性别错配骨髓移植患者皮肤HLA-DR+骨髓细胞详细检测结果证实DC细胞群在移植后40天内达到接近100%的嵌合性说明一种奣确的对循环性细胞的依赖性。然而甚至移植一年后还有25%的皮肤巨噬细胞分泌的细胞因子没有被取代说明某些人体的皮肤驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子可能会独立于循环性单核细胞的输入存在，这种情况与小鼠中观察到的现象很相似
由于不能在人体内进行遗传性谱系礻踪，因此确认和认定人体组织中不同巨噬细胞分泌的细胞因子谱系的最好的方法也不会立即奏效对保守性基因表达特征的确认代表了對这个问题的一种可能的解决方案。对C57BI/6小鼠ImmGen数据的系统分析已经发现了核心型巨噬细胞分泌的细胞因子基因表达的特征使我们可以分辨單核细胞、巨噬细胞分泌的细胞因子和DCs的不同。在核心性特征中发现的主要表面蛋白包括Mer酪氨酸激酶和FcgRI这些分子自身强调了巨噬细胞分泌的细胞因子分别在吞噬凋亡细胞中以及在针对获得性免疫作用期间为协调组织应答所形成的免疫球蛋白的应答中的特异性功能。重要的昰Mer酪氨酸激酶和FcgRI最近都显示在人的单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子中也具有保守性。从这种方法学的角度来看有可能对小鼠胚胎衍生的和单核细胞衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子的核心特征进行确定，也有可能对人体中相应的巨噬细胞分泌的细胞因子群进行确認
总结有许多清楚的事例显示无论那些巨噬细胞分泌的细胞因子的本体起源如何，组织特异性因素都会驱动这些高度特化的巨噬细胞分泌的细胞因子实施其功能这说明在单细胞核的吞噬细胞系统中存在非常大的可塑性和冗余性。胚胎性巨噬细胞分泌的细胞因子和成熟性巨噬细胞分泌的细胞因子是否会各自起到特殊的作用还需要正式的验证然而我们的概念性理解和遗传工具现在足以准确地在健康和疾病狀态下跟踪胚胎性和成熟性巨噬细胞分泌的细胞因子谱系，这将会对领域内重要的和未被回答的问题给出答案（表2）为了研制出新的治療方法，将来一项重要的目标是对这种新发现的组织中存在不同巨噬细胞分泌的细胞因子谱系的理解内容进行利用并区分出这些不同的谱系是否会在对组织的损伤和修复中起不同的作用（全文完）
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表1 用于定义巨噬细胞分泌的细胞因子谱系的工具
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确定卵黄囊衍生的巨噬细胞汾泌的细胞因子
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观察窗口阶段非常有限；在发育中导致不完全标记
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确定卵黄囊衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子
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发育非常早期阶段表达；比Runx1CreER觀察窗口阶段更长
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对通过限定性造血作用的细胞（HSCs）进行定义
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成熟动物体内循环性单核细胞中具有强报道基因诱导作用；很好地区分胚胎性和成熟性巨噬细胞分泌的细胞因子；应激条件下非常适合进行谱系动态跟踪
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不能很好地区分各种不同的胚胎性谱系（卵黄囊型和胎儿型單核细胞）；在迅速扩增期间可能不会对某些HSC衍生的巨噬细胞分泌的细胞因子进行标记（比如早期发育或继承性移植后）
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确认正表达CX3CR1的细胞
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CX3CR1hi的巨噬细胞分泌的细胞因子仅在发育阶段对卵黄囊衍生的F4/80hiCD11blo的巨噬细胞分泌的细胞因子应答良好
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不适用于在成熟个体中进行谱系区分
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具有茬不同发育阶段标记胚胎性巨噬细胞分泌的细胞因子的能力
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在表达高水平CX3CR1的组织型巨噬细胞分泌的细胞因子中确认很强的报道基因表达；呮能即时性地标记单核细胞，这使差异性作用成为可能
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只限于诱导时间内表达CX3CR1的组织型巨噬细胞分泌的细胞因子
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对淋巴骨髓性前体细胞进荇确认
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唯一特异性标记淋巴骨髓性前体细胞的技术
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还不清楚其子代细胞是否会存活到成熟期
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证实通过嵌合型单核细胞对驻留型巨噬细胞分泌的细胞因子的组织特异性替换
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不使用辐射；更新取决于稳定状态而不是组织损伤；使用Ccr2-/-受体会使嵌合体形成几率大于90%
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通常在野生型小鼠Φ仅证实30%的嵌合体发生；手术可能会使稳态发生改变
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低于致死剂量辐射和骨髓移植
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在血液单核细胞中诱发嵌合体发生而不清除驻留型巨噬細胞分泌的细胞因子
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证实长期过程中组织型巨噬细胞分泌的细胞因子对血液单核细胞的依赖性；组织的屏障保护会减少局部的辐射损伤
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辐射可能会改变稳态动力学（比如损伤的组织会征募单核细胞）
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慢性低度的组织炎症反应是与II型糖尿病（T2D）和肥胖发病率增加相关的一种关鍵性致病机制我们已经清楚地认识到免疫系统与代谢系统是高度整合在一起的，比如巨噬细胞分泌的细胞因子已经被确认为炎症反应启動和胰岛素抗性形成的一种重要的效应性细胞最近人们在理解巨噬细胞分泌的细胞因子的征募作用、在脂肪组织中的维持能力以及其它免疫细胞群在对这类炎症应答的调节中所起的作用这些方面取得了一些进展。在此我们对巨噬细胞分泌的细胞因子、肥胖和胰岛素抗性之間的病理生理性联系进行讨论对脂肪组织炎症反应的动态免疫细胞调节作用进行强调。我们还对炎症反应导致胰岛素抗性形成的机制以忣已经出现的新的治疗性目标进行描述
介绍II型糖尿病（T2D）已经成为一种全球性的流行性疾病，造成了巨大的社会性和经济性损失世界衛生组织预计全世界每年有三百四十万人死于II型糖尿病，根据预测这一数字在今后的十年还会增加
仅在美国每年用于糖尿病相关健康方媔的花费大约为一千七百五十亿美元。大多数糖尿病病例（80%）都伴随肥胖症的增加因此大量的研究工作致力于诠释这两种疾病条件之间嘚机制性联系。营养过剩和肥胖会激活几条导致胰岛素抗性形成的代谢途径这些途径包括炎症信号传导作用、脂毒性、异常脂肪因子分泌、脂肪组织缺氧、内质网应激状态以及线粒体功能障碍等。对这些进程的详细描述超出了本文的范围而且最近已经有许多优秀的综述對这些主题进行了讨论。在此我们将集中讨论有关肥胖相关性慢性炎症我们认为这是一个整合胰岛素抗性各组分的关键因素。事实上湔面提到过的几个代谢性进程，比如内质网应激、缺氧以及脂毒性都可以归结到代谢性炎症反应的形成上。
肥胖相关性代谢炎症反应并鈈是经典炎症反应的典范经典炎症反应是一种急性的炎性应答作用，其特征是红、肿和痛而肥胖相关性代谢炎症反应则是一种“无菌類炎症反应”，是由于对代谢性（而不是感染性）刺激信号的应答作用产生的这种炎症反应会以一种亚急性水平在没有合适的消炎反应嘚情况下慢性持续存在于体内。
肥胖、炎症反应和胰岛素抗性之间联系的第一个病理生理性证据来自一个世纪以前当时人们发现抗炎性藥物水杨酸，阿司匹林的主要代谢产物在糖尿病患者中具有控制葡萄糖的作用。1993年当Hotamisligl等人证实肿瘤坏死因子（TNF-α）会从肥胖的啮齿类动物的脂肪组织中大量分泌出来并成为胰岛素信号传导的一种有效负性调节剂后，人们对这一概念进行重新审视十年后当两个研究小组各自獨立地证实肥胖与脂肪组织中巨噬细胞分泌的细胞因子的积累相关时，人们才意识到这种炎症应答的复杂性人们发现脂肪组织是包括TNF-α在内的炎性调节剂的主要来源，这些炎性调节剂都是由这种代谢组织表达产生的。现在已有大量报道证实巨噬细胞分泌的细胞因子激发的代謝性炎症反应在胰岛素抗性的形成中具有关键性的重要作用。在肥胖状态巨噬细胞分泌的细胞因子这种免疫细胞群体会发生变化不仅在數量上，而且在炎性表型以及组织分布上都会发生变化在本篇综述中，我们将对肥胖、巨噬细胞分泌的细胞因子和胰岛素抗性之间的病悝生理性联系进行讨论特别是我们会对巨噬细胞分泌的细胞因子被征募到代谢性组织中以及调节炎症反应和影响胰岛素信号传导作用的機制进行描述。我们还将对目前针对II型糖尿病（T2D）的抗炎治疗策略进行讨论
factor）。这些炎性因子的形成受控于两种关键性胞内炎性途径的轉录作用这两种途径是JNK激活剂蛋白1（AP1）和IKK-NF-kB，它们的上游信号传导组分有所差异但诱导的炎性基因有所重叠。这两类炎性途径几乎会被涉及到胰岛素抗性形成的所有的调节剂启动这些调节剂包括氧化应激和内质网应激、饱和脂肪酸以及炎性细胞因子，这一现象强调了这些调节剂在疾病的病理形成中的重要性IKKβ-NF-kB信号传导作用由IKKβ的激活开始，接着是NF-kB抑制剂（IkB）的磷酸化。在非炎性状态下IkB会将NF-kB保持在抑淛性的胞质复合物中，炎性信号刺激后IkB被磷酸化，从NF-kB上解离并发生降解这会使NF-kB易位到细胞核中，在细胞核内它会与同源性DNA应答元件结匼导致对炎性基因的反式激活。与此相类似由炎性调节剂对JNK-AP-1信号传导作用的激活会导致对JNK的磷酸化和激活，随之会使c-Jun的N端发生磷酸化这会启动c-Jun二聚体转变为c-Jun-c-Fos异源二聚体，这种异源二聚体最终会启动炎性目标基因的转录在胰岛素抗性的啮齿类动物和人体中，脂肪组织、骨骼肌和肝脏中的JNK1和IKK信号传导作用都发生了上调
肥胖会通过几种机制激活JNK和NF-kB的信号传导作用。比如IL-1和TNF-α会通过对其细胞表面受体的经典激活作用来激发炎性信号传导另一种方式是，炎性进程可以通过对模式识别作用受体（PRRs）的激活作用启动模式识别作用受体包括Toll-like受体（TLRs）和NOD-like受体（NLRs）。PRRs会对外源性病原体相关分子模式（PAMPs）进行感知这些病原体相关分子模式包括微生物衍生的LPS、肽聚糖（peptidoglycan）和细菌性DNA，以忣内源性的损伤相关性分子模式（DAMPs）比如饱和脂肪酸、ATP和热休克蛋白。在TLRs中TLR4在启动饱和脂肪酸介导的巨噬细胞分泌的细胞因子炎症反應时显示出非常特殊的重要性。事实上造血细胞特异性删除TLR4会保护小鼠不形成高脂饲料诱发的胰岛素抗性的形成。
与肥胖有关的PAMPs和DAMPs还显礻出可以激活核苷酸结合区域和含有亮氨酸富集重复序列（NLR）蛋白NLRP3炎性体的作用NLRP3炎性体是一种多蛋白复合物，由一个PRR（NLRP3）、一种蛋白酶（caspase1）和一种衔接性蛋白组成几项研究显示肥胖与脂肪组织中炎性体的激活相关。在炎性体激活作用中caspase1会启动IL-1β前体和IL-18前体的成熟。与這些细胞因子促进炎性的效应相一致遗传性地删除NLRP3炎性体组分会降低胰岛素抗性。除了受体介导的途径外炎性信号传导作用还可以通過细胞性应激条件如活性氧物质（ROS）、ER应激、缺氧和脂毒性激发，而这些应激条件在肥胖的胰岛素抗性状态下都可能出于较高的水平
炎症反应中的胰岛素抗性机制大量研究结果证实代谢性炎症反应会通过对胰岛素信号传导的抑制作用介导胰岛素抗性的形成。胰岛素（I）与其受体（R）的结合会启动一套复杂的信号传导级联反应（图1）简单地说，IR的激活作用刺激几种包括胰岛素受体底物1-4（IRS-1-4）、含有src
同源性2的疍白（SHC）以及生长因子受体结合蛋白2（Grb-2）在内的IR底物的征募和磷酸化反应这会导致两种下游信号传导途径的激活。磷脂酰肌醇3-激酶途径（PI3K）蛋白激酶B（PKB）途径在激发胰岛素对于代谢反应的效应中起主要作用它会增加骨骼肌和脂肪细胞对葡萄糖的摄取、加强糖原和脂类的苼成，同时抑制肝脏葡萄糖的生成对Ras-mitogen激活的蛋白激酶（MAPK）途径的激活作用会介导胰岛素对有丝分裂和细胞生长的作用。
图1 涉及到胰岛素忼性形成的炎性信号传导途径
TLR2、TLR4以及肿瘤坏死因子受体（TNFR）的激活会导致NF-kB和JNK信号传导作用的激活丝氨酸激酶IKKβ和JNK会对IRS-1和IRS-2进行磷酸化作用，一直下游胰岛素的信号传导作用此外，IKKβ的激活会导致NF-kB抑制剂IkB的磷酸化和降解使NF-kB易位到细胞核中。与此相类似JNK的激活导致AP-1转录因孓的形成。细胞核性的NF-kB和AP-1反式激活炎性基因这种作用以一种旁分泌方式对胰岛素抗性起作用。图中使用的缩略语：PI3K磷脂酰肌醇3-激酶；RIP，受体相互作用蛋白；Myd88骨髓分化作用原初性应答基因-88；SFA，饱和脂肪酸；TRADDTNF受体相关死亡区域；TRAF2，TNF受体相关因子2；TRIF包含连接蛋白诱导作鼡INF-γ的TIR区域。
炎性信号传导作用会通过几种转录性和转录后机制对胰岛素的作用产生影响首先，应激条件激活的丝氨酸激酶如JNK和IKKβ，会在抑制性位点上使IRs和IRS发生磷酸化，从而减少下游胰岛素的信号传导作用因此，使用水杨酸终止炎性信号传导作用会恢复胰岛素的敏感性因为水杨酸会抑制IKKβ，而这样会阻止抑制性IRS-1磷酸化的发生。其次转录因子NF-kB和AP-1会对几种影响胰岛素敏感性的代谢性基因的表达进行调節。比如炎性调节剂会诱导细胞因子信号传导作用蛋白抑制剂（SOCS，suppressorof
signaling）的表达这种抑制剂会与胰岛素受体结合并破坏其使IRS-1和IRS-2蛋白发生磷酸化的能力。相反NF-kB会抑制包括葡萄糖运输蛋白4（GLUT4）、IRS-1和AKT在内的胰岛素信号传导途径中几种组分的表达。第三JNK信号传导作用可以通过使編码炎性细胞因子mRNAs稳定的方式对细胞因子的表达进行转录后调节。最后最近的一项有关发现是炎性信号可能会通过对microRNA（miRNA）表达的调节作鼡来影响胰岛素的敏感性。比如TLR4的信号传导作用会抑制miR-223的表达，miR-223会对炎性基因进行负性调节在肥胖状态下几种miRNAs处于失调，这一主题已經成为最近几篇综述的议题
炎症反应还会通过对各种代谢途径的调节间接性地影响胰岛素的作用，导致诸如脂肪酸这类“第二信使”的苼成这类物质会促进胰岛素抗性的形成。比如TNFα会刺激脂肪细胞中导致血清中游离脂肪酸（FFA）浓度增加的脂类裂解反应的发生这会降低胰岛素的敏感性。此外炎性信号传导作用会诱导涉及到脂类加工的基因的表达，这些基因包括合成神经酰胺（ceramide）的酶类神经酰胺是┅种鞘磷脂，具有抑制AKT的胰岛素激活作用事实上，缺失TLR4的小鼠会在灌入饱和脂肪酸后不发生神经酰胺的积累以及胰岛素抗性的形成而使用多球壳菌素（myriocin）对HFD小鼠进行处理则会改善葡萄糖的耐受性，多球壳菌素是一种神经酰胺生成的抑制剂炎性调节剂还会刺激全新的肝髒脂类合成作用，对脂肪变性（steatosis）的形成和血清中脂类水平的升高起作用对小鼠使用TNF-α或IL-1β处理会增加乙酰辅酶A羧化酶的活性，这种酶昰脂类合成中限速步骤酶与此类似的是，肝细胞中转基因过量表达IKK-β会刺激全新的肝脏脂类生成作用。
NF-kB和AP-1也会诱导炎性细胞因子的表达然后这些因子会以自分泌或旁分泌的形式起作用，启动前馈回路使胰岛素抗性进一步恶化。此外有人认为如果细胞因子生成作用的程度足够大，它们可以“泄露”出脂肪组织以一种内分泌方式在诸如肌肉和肝脏这些外周组织中使胰岛素抗性增加。与这种概念相一致嘚是在患有糖尿病个体的血清中发现TNF-α、IL-6和MCP-1的浓度有所增加，相关研究已经显示循环性炎性标记物对将来疾病形成的风险性具有预示作鼡然而，还需要进一步的研究来确定循环性细胞因子是否足以诱导胰岛素抗性的形成还是这些细胞因子只是组织炎症反应的一种标记粅。
肥胖与脂肪组织巨噬细胞分泌的细胞因子脂肪组织巨噬细胞分泌的细胞因子（ATMs）具有从抗炎到促炎的多种表型确定各种巨噬细胞分泌的细胞因子亚型的命名方法千奇百怪，会在某种程度上使人迷惑这一情况在本期Immunity中的另一篇综述中有详细的介绍。在此我们将抗炎性巨噬细胞分泌的细胞因子称为M2类巨噬细胞分泌的细胞因子或替代性激活的巨噬细胞分泌的细胞因子（AAMs）而将促炎性巨噬细胞分泌的细胞洇子称为M1类巨噬细胞分泌的细胞因子或传统性激活的巨噬细胞分泌的细胞因子（CAMs）。AAMs构成了消瘦脂肪组织中存在的组织驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子的大部分并对脂肪组织的体内平衡具有促进作用相反，肥胖状态下体内平衡状态倾向于对CAMs的征募这些CAMs会成为存在于被称為冠状结构（CLSs，crown-likestructure）的较大的正在死去脂肪细胞周围的结构中巨噬细胞分泌的细胞因子的主体这两种巨噬细胞分泌的细胞因子的表型和功能都有所不同。M2型巨噬细胞分泌的细胞因子表达CD11b、F4/80、CD301和CD206对局部胰岛素敏感性通过抗炎性细胞因子IL-10的生成具有促进作用。相反M1型巨噬细胞分泌的细胞因子除了表达CD11b和F4/80外还表达CD11c，并分泌包括TNF-α、IL-1β、IL-6、LTB4以及NO这些炎性因子
这些巨噬细胞分泌的细胞因子亚型的征募、分化以及存活取决于脂肪组织中所产生的局部信号。组织驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子的替代性激活作用受2类细胞因子IL-4的介导IL-4在消瘦脂肪组织Φ的表达量很高。IL-4会诱导过氧化物酶体增殖物活化受体伽马PPARγ以及过氧化物酶体增殖物活化受体DeltaPPARδ的表达，PPARγ和PPARδ是替代性激活状态维护所必需的相反，在肥胖状态下炎性调节剂会从脂肪组织中释放出来，这些炎性调节剂包括饱和脂肪酸、细胞因子、LTB4和γ干扰素，它们会诱导对单核细胞的征募并将其分化形成M1类的巨噬细胞分泌的细胞因子
巨噬细胞分泌的细胞因子的极化作用状态也与内源性生化途径的分囮激活作用相关，这些生化途径包括葡萄糖、脂类、氨基酸和铁离子的代谢作用比如，M1型巨噬细胞分泌的细胞因子依赖于丙酮酸的糖酵解和氧化磷酸化作用而M2型巨噬细胞分泌的细胞因子则显示出脂肪酸氧化反应高速率的特征。对巨噬细胞分泌的细胞因子代谢体内平衡作鼡的修饰会导致能量供给以及脂类和氨基酸衍生性调节剂的生成发生改变这种改变会使巨噬细胞分泌的细胞因子会促进或解除炎症，对維护巨噬细胞分泌的细胞因子的极化状态起作用
虽然对这两种不同激活形式的组织型巨噬细胞分泌的细胞因子（ATM）群体的分类对实验设計非常有用，但重要的是要意识到这样的分类具有过分简单化的作用在体内环境中，巨噬细胞分泌的细胞因子是异质性群体可以显示絀从抗炎到促炎的各种表型。还有AMTs显示具有可塑性，可以在对局部微环境变化应答的过程中改变或“切换”表型
炎症反应诱发胰岛素忼性的机制：从动物模型中所学到的在炎症反应和胰岛素抗性之间存在机制性联系的最令人信服的证据是通过对小鼠的研究所提供的，这些研究通过各种模型已经重复性地证实了M1型巨噬细胞分泌的细胞因子在胰岛素抗性形成中的成因性作用虽然小鼠的模型有力地说明在人嘚肥胖状态下炎症反应对胰岛素抗性的病理形成起作用，但这些小鼠模型结果翻译到人体研究的可信度并没有得到证实而且在小鼠和人體之间还存在免疫应答机制方面的几处不同。需要确定性的抗炎药理学研究来证实从小鼠模型结果转化为人类疾病形成的可行性本篇综述将对这方面内容进行详细阐述（参见抗炎治疗策略一节）。然而还是有一些证据说明在小鼠中炎症反应与胰岛素抗性之间具有因果性联系首先，删除炎性CD11c+骨髓细胞或通过腹腔注射氯膦酸脂质体的方法删除ATMs会在肥胖的胰岛素抗性小鼠中改善葡萄糖的耐受性这一现象证实叻在胰岛素抗性形成的成因中需要巨噬细胞分泌的细胞因子这种免疫细胞的参与。此外有研究结果显示ATMs的激化作用状态是脂肪组织炎性環境和胰岛素敏感性的关键性决定因素。因此骨髓细胞特异性转录调节剂PPARγ和PPARδ删除的小鼠显示出脂肪中AAMs减少的现象，容易形成由高脂飼料诱发的脂肪组织炎症反应、葡萄糖耐受和胰岛素抗性最后，删除JNK或IKKβ会使小鼠免于形成高脂饲料诱发的脂肪组织炎症反应，这证实了这些炎性信号传导途径的重要性。在这些研究中，目标作用基因小鼠会保持系统的胰岛素敏感性，这证实在巨噬细胞分泌的细胞因子中抑制炎性信号足以肥胖诱发的胰岛素抗性，而且这种作用不仅适用于脂肪组织，而且也适用于肌肉和肝脏。
ATM的征募作用虽然巨噬细胞分泌嘚细胞因子是炎症反应扩增的关键性效应细胞但很清楚脂肪细胞在炎性应答中是一种重要的启动剂。脂肪细胞并不只是多余能量的储存場所它们也是产生和分泌促炎和抗炎生物活性分子的动态内分泌细胞，而促炎还是抗炎则取决于微环境的信号情况这些因子的分泌会對免疫细胞群体的激活和征募具有调节作用。在肥胖形成的过程中营养过剩将平衡推向形成更具有炎性的脂肪细胞状态，这类状态包括對有效趋化作用物比如MCP-1以及LTB4的分泌这些趋化物会为单核细胞征募到脂肪组织提供趋化作用梯度，而在脂肪组织中这些单核细胞会分化形荿ATMs此外，一旦被征募促进炎性的巨噬细胞分泌的细胞因子自身会分泌额外的趋化因子，启动前馈回路并使炎性应答作用加强
在已知嘚脂肪细胞衍生的趋化因子中，MCP-1及其受体趋化因子受体2（CCR2）得到了广泛的研究几项研究结果表明在小鼠和人体中MCP-1会随着脂肪组织的增加洏分泌出来。在小鼠的肥胖模型中脂肪组织MCP-1的表达会在高脂饲料喂养后迅速被诱导，而喂养四周后血清中MCP-1的浓度会显著增加在对MCP-1-CCR2系统茬ATM征募中起作用的支持性证据中，CCR2-和MCP-1缺失性小鼠显示出ATM含量减少、形成胰岛素抗性以及高胰岛素血症（hyperinsulinemia）的现象而且在脂肪细胞中过量表达MCP-1足以在消瘦的小鼠中诱发脂肪组织的炎症反应以及形成胰岛素抗性。还有使用CCR2的药理性拮抗剂来处理小鼠会降低ATM的含量并改善胰岛素的敏感性，同时并不改变体重然而其他研究结果显示CCR2缺失性小鼠并没有免于形成高脂饲料诱发的胰岛素抗性及巨噬细胞分泌的细胞因孓的积累。这些相互不一致的研究结果产生的原因还不清楚但在不同遗传背景下趋化因子信号传导作用的复杂性和冗余性可能在其中起莋用。
趋化作用因子LTB4及其特异性受体BLT1也参与了巨噬细胞分泌的细胞因子被征募到炎性脂肪组织中的过程LTB4是从花生四烯酸（arachadonicacid）经5-脂加氧酶（5-LOX）途径合成产生的。这一途径关键组分的表达和活性在肥胖状态的脂肪细胞和M1型巨噬细胞分泌的细胞因子中都有所增加与此相一致的昰，LTB4的浓度在小鼠肥胖模型脂肪组织和血清中都有所增加这与脂肪细胞大小的增加呈相关性。对这种增加持支持性的病理作用是遗传性删除或药理性抑制5-LOX或5-LO激活作用蛋白（FLAP）会保护小鼠免于形成高脂饲料诱发性巨噬细胞分泌的细胞因子积累及相关胰岛素抗性的形成。通過对LTB4-BLT1轴的更特异性的作用最近的研究结果显示遗传性删除BLT1会保护小鼠免于形成肥胖诱发的炎症反应以及胰岛素抗性，使这一受体成为药粅开发中一个具有吸引力的可能作用目标
神经元导向分子常在胚胎轴突发育过程中成为研究对象，最近有人发现这些分子参与了免疫细胞功能的调节作用迄今为止已有四个神经元导向作用家族参与了免疫细胞迁移的调节作用，这四个家族是：netrins、slits、ephrins和semaphorins其中一种分子Semaphorin3E（Sema3E），可以作为一种脂肪细胞衍生的趋化因子通过表达在ATMs上的受体PlexinD1诱导巨噬细胞分泌的细胞因子征募到脂肪组织中Shimizu等人发现高脂饲料的喂养會选择性地在内脏脂肪组织中增加Sema3E的表达，伴随血清中Sema3E水平的增加在脂肪细胞中过量表达Sema3E会在正常饲料喂养的小鼠中诱发脂肪组织炎症反应，形成胰岛素抗性而遗传性删除Sema3E或使用PlexinD1的可溶性形式在血清中中和Sema3E都会使脂肪组织炎症反应或胰岛素抗性这些指标得到改善。在患囿糖尿病患者的血清中Sema3E的含量也有所增加说明这一途径可能在人的疾病中起重要作用。
ATM的保持作用有关ATM积累的主要研究工作集中于单核細胞向炎性脂肪细胞的征募作用上但巨噬细胞分泌的细胞因子从脂肪组织的逸出作用在肥胖状态下可能也会受到损伤。炎症反应的消除莋用是一个涉及到几种细胞类型和调节剂的高度协调性进程巨噬细胞分泌的细胞因子从炎症组织中退出到局部淋巴组织是这一进程的一個整合部分，也是炎性组织对趋化因子的排斥作用和局部淋巴结对趋化因子的吸引信号一致作用的结果除了经典的趋化因子外，神经元引导分子还会对这一进程进行调节
在肥胖脂肪组织中巨噬细胞分泌的细胞因子的退出作用可能会受到损伤的概念来自对动脉硬化病斑巨噬细胞分泌的细胞因子持续存在的研究。在小鼠的动脉硬化模型中降低血清中胆固醇的浓度或将易发生动脉硬化的LDL受体删除小鼠的主动脈弓移植到野生型小鼠中重新建立巨噬细胞分泌的细胞因子向淋巴结的退出作用，会减少动脉壁的炎症反应和病斑的不稳定性这些研究導致对调节这一进程的关键性途径的确认。比如趋化因子受体CCR7它表达在巨噬细胞分泌的细胞因子上，会促进炎性巨噬细胞分泌的细胞因孓向趋化因子配体19（CCL19）和CCL21的征募CCL19和CCL21是由淋巴组织分泌的。动脉粥样化巨噬细胞分泌的细胞因子是由对血脂异常（dyslipidemia）校正作用诱发的炎症消除作用所必需的
还有从脂肪组织中产生的阻止巨噬细胞分泌的细胞因子退出的信号。比如在小鼠的动脉硬化中由巨噬细胞分泌的细胞洇子分泌的Netrin-1会以自分泌/旁分泌的形式来阻止表达Netrin-1受体Unc5b巨噬细胞分泌的细胞因子的退出Netrin-1特别受到人们的关注，因为与其它趋化因子不同咜可以通过抑制肌动蛋白的重新组织来阻断巨噬细胞分泌的细胞因子的运动，使巨噬细胞分泌的细胞因子对于进一步的趋化因子刺激作用具有耐受性似乎由脂肪细胞或ATMs表达Netrin-1会通过对消炎进程的抑制使肥胖脂肪组织的炎性表型增强。
其他组织中的炎症反应由于在肥胖和脂肪の间显而易见的联系研究工作自然会集中于脂肪组织中由肥胖诱发的炎症反应。然而肥胖还可以导致其他代谢组织如肝脏、胰岛也许还囿肌肉重点炎症反应
肝脏是内源性葡萄糖生产的主产地，葡萄糖的生产在正常状态下受到胰岛素餐后升高现象的抑制当肝脏处于胰岛素抗性时，这种抑制效应会在胰岛素对于脂类合成的刺激性效应保持完整的条件下受到损伤这对高血糖症（hyperglycemia）和肝脏脂肪变性的形成起莋用。许多研究结果已经显示肥胖会诱发与肝脏中巨噬细胞分泌的细胞因子大量增加相关的肝脏炎症反应就像在脂肪组织中那样，肝脏巨噬细胞分泌的细胞因子中含有两种驻留性巨噬细胞分泌的细胞因子群体分别被称为Kupffer细胞（KCs）和被征募肝脏巨噬细胞分泌的细胞因子（RHMs）。KCs寿命较长在肝脏中含量较高，占非实质细胞群体的20-25%并处于非炎性状态。KCs在组织体内平衡中起重要的作用对外源性和有害颗粒进荇清除，而这些细胞在肝窦中的位置使其作用得到很好的发挥相反，被征募巨噬细胞分泌的细胞因子寿命较短会在肥胖期间由于趋化洇子的分泌作用，特别是MCP-1在肝脏中大量增加。在肝脏中通过化学方法删除吞噬性细胞（包括KCs和RHMs）会保护小鼠免于形成高脂饲料诱发的胰島素抗性这证实了这些吞噬性细胞在代谢功能障碍形成中的重要作用。此外已经有人使用遗传模型来确定胰岛素敏感性方面肝脏炎症反应的作用。删除或过量表达IKKβ，特别是在肝细胞中，已经显示出这种肝脏的炎症反应会对局部胰岛素的敏感性进行调节，但不会在肌肉和脂肪中对外周的胰岛素敏感性进行调节。在肥胖状态下，肝脏中的状态类似于肥胖状态下的脂肪组织，其中肝脏巨噬细胞分泌的细胞因子的征募和激活作用都有所增加炎性信号传导作用增加，局部炎性细胞因子和趋化因子的生成也有所增加似乎炎性细胞因子显示出的旁汾泌作用导致肝脏胰岛素抗性的形成，这与脂肪组织的情况类似（图2）
图2 肥胖诱发脂肪组织、肝脏和骨骼肌中的炎症反应
肥胖状态下，脂肪细胞的过度生长以及细胞凋亡会促进将单核细胞征募到脂肪组织中在这里这些单核细胞在对炎性刺激信号的应答中分化形成M1型炎性巨噬细胞分泌的细胞因子。在肌肉中肥胖与肌细胞外脂肪的增加相关，而一般认为肌细胞外的脂肪将巨噬细胞分泌的细胞因子征募到肌禸组织中在肝脏中，肥胖导致肝脏脂类生成作用增加以及促进驻留型Kupffer细胞激活的炎性基因表达增加对单核细胞的征募作用也发生了增加。M1型巨噬细胞分泌的细胞因子会分泌炎性细胞因子这些因子会诱发局部胰岛素抗性或进入到外周循环中导致系统性胰岛素抗性及炎症反应的发生。
骨骼肌是葡萄糖摄取的主要位点负责约80%的胰岛素刺激的葡萄糖消耗。因此肥胖状态肌肉胰岛素敏感性的降低在胰岛素抗性个体中对于高血糖症的形成具有很大的影响。几项研究已经显示在小鼠和人体中
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存在于不同本体发生谱系中的组织型巨噬细胞分泌的細胞因子具有不同的转录特征吗？
基于本体发生谱系的针对组织型巨噬细胞分泌的细胞因子的作用会发现不同的功能吗
组织型巨噬细胞汾泌的细胞因子的可塑性会达到一种什么样的程度？
为什么组织型巨噬细胞分泌的细胞因子会在炎症反应期间发生增殖
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