Макрофаги

редактировать
Для экологической классификации см Макрофаги (экология).

Макрофаги
Macrophage.jpg Макрофаг, вытягивающий свои «руки» ( филоподии ), чтобы поглотить две частицы, возможно, патогены, у мыши ( исключающее окрашивание трипановым синим )
Подробности
Произношение / ˈMakrə (ʊ) feɪdʒ /
Система Иммунная система
Функция Фагоцитоз
Идентификаторы
латинский Макрофагоцит
Акроним (ы) M φ, MΦ
MeSH D008264
TH H2.00.03.0.01007
FMA 63261
Анатомические термины микроанатомии [ редактировать в Викиданных ]

Макрофаги (сокращенно M ф, amp; phiv или МП) ( греческий : большие пожиратели, от греческого μακρός ( Makros) = большой, φαγεῖν ( phagein) = есть) представляют собой тип белых кровяных клеток в системе иммунитета, что поглотит и дайджесты ничего который не имеет на своей поверхности белков, специфичных для здоровых клеток организма, включая раковые клетки, микробы, клеточный мусор, инородные вещества и т. д. Этот процесс называется фагоцитозом., который защищает хозяина от инфекции и травм.

Эти большие фагоциты обнаруживаются практически во всех тканях, где они патрулируют потенциальные патогены путем амебоидного движения. Они принимают различные формы (с разными названиями) по всему телу (например, гистиоциты, клетки Купфера, альвеолярные макрофаги, микроглия и другие), но все они являются частью системы мононуклеарных фагоцитов. Помимо фагоцитоза, они играют критическую роль в неспецифической защите ( врожденный иммунитет ), а также помогают инициировать специфические защитные механизмы ( адаптивный иммунитет ), рекрутируя другие иммунные клетки, такие как лимфоциты. Например, они играют важную роль в качестве антигена ведущих к Т - клеткам. У людей дисфункциональные макрофаги вызывают тяжелые заболевания, такие как хроническая гранулематозная болезнь, которая приводит к частым инфекциям.

Помимо усиления воспаления и стимуляции иммунной системы, макрофаги также играют важную противовоспалительную роль и могут снижать иммунные реакции за счет высвобождения цитокинов. Макрофаги, которые вызывают воспаление, называются макрофагами M1, тогда как те, которые уменьшают воспаление и стимулируют восстановление тканей, называются макрофагами M2. Эта разница отражается на их метаболизме; Макрофаги M1 обладают уникальной способностью метаболизировать аргинин до молекулы-убийцы оксида азота, тогда как макрофаги M2 обладают уникальной способностью метаболизировать аргинин до молекулы «ремонта» орнитина. Однако эта дихотомия недавно подверглась сомнению, поскольку была обнаружена дальнейшая сложность.

Макрофаги человека имеют диаметр около 21 микрометра (0,00083 дюйма) и образуются в результате дифференцировки моноцитов в тканях. Их можно идентифицировать с помощью проточной цитометрии или иммуногистохимического окрашивания по их специфической экспрессии белков, таких как CD14, CD40, CD11b, CD64, F4 / 80 (мыши) / EMR1 (человек), лизоцим M, MAC-1 / MAC-3 и CD68..

Макрофаги были впервые обнаружены и названы русским зоологом Эли Мечниковым в 1884 году.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Структура
    • 1.1 Типы
  • 2 Развитие
  • 3 Функция
    • 3.1 Фагоцитоз
    • 3.2 Роль в адаптивном иммунитете
      • 3.2.1 Подтипы макрофагов
    • 3.3 Роль в регенерации мышц
    • 3.4 Роль в заживлении ран
    • 3.5 Роль в регенерации конечностей
    • 3.6 Роль в гомеостазе железа
    • 3.7 Роль в удержании пигмента
    • 3.8 Роль в гомеостазе тканей
  • 4 Клиническое значение
    • 4.1 Как хозяин для внутриклеточных патогенов
      • 4.1.1 Туберкулез
      • 4.1.2 Лейшманиоз
      • 4.1.3 Чикунгунья
      • 4.1.4 Другое
    • 4.2 Сердечные заболевания
    • 4.3 ВИЧ-инфекция
    • 4.4 Рак
    • 4.5 Лечение рака
    • 4.6 Ожирение
  • 5 Кишечные макрофаги
    • 5.1 Роль в болезни
  • 6 СМИ
  • 7 История
  • 8 См. Также
  • 9 ссылки
  • 10 Внешние ссылки

Структура

Типы

Основная статья: Мононуклеарная система фагоцитов «Активация макрофагов» перенаправляется сюда. Для сигнала см. Фактор активации макрофагов. Для получения информации о синдроме болезни см. Синдром активации макрофагов. Рисунок макрофага при фиксации и окрашивании красителем Гимза

Большинство макрофагов размещается в стратегических точках, где может произойти микробное вторжение или накопление инородных частиц. Эти клетки вместе как группа известны как система мононуклеарных фагоцитов и ранее были известны как ретикулоэндотелиальная система. Каждый тип макрофагов, определяемый его местонахождением, имеет определенное название:

Имя ячейки Анатомическое расположение
Макрофаги жировой ткани Жировая ткань (жир)
Моноциты Костный мозг / кровь
Клетки Купфера Печень
Гистиоциты синуса Лимфатический узел
Альвеолярные макрофаги (пылевые клетки) Легочные альвеолы
Тканевые макрофаги (гистиоциты), ведущие к гигантским клеткам Соединительная ткань
Микроглия Центральная нервная система
Клетки Хофбауэра Плацента
Внутриклубочковые мезангиальные клетки Почка
Остеокласты Кость
Клетки Лангерганса Кожа
Эпителиоидные клетки Гранулемы
Макрофаги красной пульпы ( клетки синусоидальной оболочки) Красная мякоть селезенки
Перитонеальные макрофаги Брюшная полость
LysoMac Патч Пейера

Исследования, касающиеся клеток Купфера, затруднены, поскольку у людей клетки Купфера доступны только для иммуногистохимического анализа при биопсии или вскрытии. Их трудно изолировать от крыс и мышей, и после очистки от одной мыши можно получить только около 5 миллионов клеток.

Макрофаги могут выражать паракринные функции в органах, которые являются специфическими для функции этого органа. Например, в яичках макрофаги могут взаимодействовать с клетками Лейдига, секретируя 25-гидроксихолестерин, оксистерин, который может превращаться в тестостерон соседними клетками Лейдига. Кроме того, макрофаги яичек могут участвовать в создании привилегированной иммунной среды в яичках и в опосредовании бесплодия во время воспаления яичек.

Резидентные в сердце макрофаги участвуют в электропроводности через соединение щелевых соединений с сердечными миоцитами.

Макрофаги можно классифицировать по основной функции и активации. Согласно этой группе, существуют классически активированные (M1) макрофаги, ранозаживляющие макрофаги (также известные как альтернативно-активированные (M2) макрофаги ) и регуляторные макрофаги (Mregs).

Разработка

Макрофаги, которые находятся во взрослых здоровых тканях, происходят либо из циркулирующих моноцитов, либо создаются до рождения, а затем сохраняются в течение взрослой жизни независимо от моноцитов. Напротив, большинство макрофагов, которые накапливаются в пораженных участках, обычно происходят из циркулирующих моноцитов. Когда моноциты входят поврежденную ткань через эндотелий в виде кровеносного сосуда, процесс, известный как лейкоциты, он претерпевает ряд изменений, чтобы стать макрофагом. Моноциты привлекаются к поврежденному участку химическими веществами посредством хемотаксиса, запускаемого рядом стимулов, включая поврежденные клетки, патогены и цитокины, высвобождаемые макрофагами, уже находящимися на этом участке. Было показано, что на некоторых участках, таких как яички, макрофаги заселяют орган путем пролиферации. В отличие от короткоживущих нейтрофилов, макрофаги живут в организме дольше, до нескольких месяцев.

Функция

Этапы поглощения патогена макрофагом: a. При проглатывании путем фагоцитоза образуется фагосома b. Слияние лизосом с фагосомой создает фаголизосому ; возбудитель расщепляется ферментами c. Отходы выбрасываются или ассимилируются (последнее не показано). Части: 1. Патогены 2. Фагосома 3. Лизосомы 4. Отходы 5. Цитоплазма 6. Клеточная мембрана

Фагоцитоз

Основная статья: Фагоцитоз

Макрофаги - это профессиональные фагоциты, которые в высокой степени специализируются на удалении умирающих или мертвых клеток и клеточного мусора. Эта роль важна при хроническом воспалении, поскольку на ранних стадиях воспаления преобладают нейтрофилы, которые попадают в организм макрофагами, если они достигают совершеннолетия ( описание этого процесса см. В CD31 ).

Нейтрофилы сначала привлекаются к месту, где они выполняют свою функцию и умирают, прежде чем они или их внеклеточные ловушки нейтрофилов фагоцитируются макрофагами. Находясь на месте, первая волна нейтрофилов после процесса старения и после первых 48 часов стимулирует появление макрофагов, в результате чего эти макрофаги затем поглощают старые нейтрофилы.

Удаление умирающих клеток в большей степени осуществляется фиксированными макрофагами, которые будут оставаться в стратегических местах, таких как легкие, печень, нервная ткань, кость, селезенка и соединительная ткань, поглощая чужеродные материалы, такие как патогены, и рекрутируя дополнительные макрофаги. если нужно.

Когда макрофаг поглощает патоген, патоген попадает в ловушку фагосомы, которая затем сливается с лизосомой. Внутри фаголизосомы ферменты и токсичные пероксиды переваривают патоген. Однако некоторые бактерии, такие как Mycobacterium tuberculosis, стали устойчивыми к этим методам пищеварения. Брюшные сальмонеллы индуцируют собственный фагоцитоз макрофагами-хозяевами in vivo и ингибируют пищеварение за счет лизосомного действия, тем самым используя макрофаги для собственной репликации и вызывая апоптоз макрофагов. Макрофаги могут переваривать более 100 бактерий, прежде чем они окончательно погибнут из-за собственных пищеварительных соединений.

Роль в адаптивном иммунитете

Макрофаги - это универсальные клетки, которые играют множество ролей. Как мусорщики, они избавляют тело от изношенных клеток и другого мусора. Наряду с дендритными клетками они занимают первое место среди клеток, которые представляют антигены, что играет решающую роль в инициировании иммунного ответа. Как секреторные клетки, моноциты и макрофаги жизненно важны для регуляции иммунных ответов и развития воспаления; они производят широкий спектр мощных химических веществ ( монокинов ), включая ферменты, белки комплемента и регуляторные факторы, такие как интерлейкин-1. В то же время они несут рецепторы лимфокинов, которые позволяют им «активироваться» для целенаправленного преследования микробов и опухолевых клеток.

После переваривания патогена макрофаг представит антиген (молекулу, чаще всего белок, обнаруживаемый на поверхности патогена и используемый иммунной системой для идентификации) патогена соответствующей вспомогательной Т-клетке. Презентация осуществляется путем интеграции его в клеточную мембрану и отображения его прикрепленным к молекуле MHC класса II (MHCII), указывая другим лейкоцитам, что макрофаг не является патогеном, несмотря на наличие антигенов на его поверхности.

В конце концов, презентация антигена приводит к выработке антител, которые прикрепляются к антигенам патогенов, что облегчает их прикрепление макрофагам к их клеточной мембране и фагоцитозу. В некоторых случаях патогены очень устойчивы к адгезии макрофагов.

Презентация антигена на поверхности инфицированных макрофагов (в контексте MHC класса II) в лимфатическом узле стимулирует TH1 (хелперные Т-клетки 1 типа) к пролиферации (в основном за счет секреции IL-12 макрофагом). Когда B-клетка в лимфатическом узле распознает тот же необработанный поверхностный антиген на бактерии с ее поверхностно связанным антителом, антиген подвергается эндоцитозу и процессируется. Процессированный антиген затем представлен в MHCII на поверхности B-клетки. Т-клетки, которые экспрессируют Т-клеточный рецептор, который распознает комплекс антиген-MHCII (с костимулирующими факторами - CD40 и CD40L ), заставляют В-клетки вырабатывать антитела, которые помогают опсонизации антигена, чтобы бактерии могли лучше очищаться фагоцитами..

Макрофаги обеспечивают еще одну линию защиты от опухолевых клеток и соматических клеток, инфицированных грибами или паразитами. Как только Т-клетка распознает свой конкретный антиген на поверхности аберрантной клетки, Т-клетка становится активированной эффекторной клеткой, производящей химические медиаторы, известные как лимфокины, которые стимулируют макрофаги в более агрессивную форму.

Подтипы макрофагов

Сидерофаг Антракотический макрофаг Пигментированные макрофаги можно классифицировать по типу пигмента, например, для альвеолярных макрофагов, показанных выше (белые стрелки). «Сидерофаг» содержит гемосидерин (также показан черной стрелкой на левом изображении), в то время как антракотические макрофаги являются результатом вдыхания угольной пыли (а также длительного загрязнения воздуха). Пятно Hamp;E.

Есть несколько активированных форм макрофагов. Несмотря на спектр способов активации макрофагов, есть две основные группы, обозначенные M1 и M2. Макрофаги M1: как упоминалось ранее (ранее называемые классически активированными макрофагами), макрофаги-убийцы M1 активируются LPS и IFN-гамма и секретируют высокие уровни IL-12 и низкие уровни IL-10. Макрофаги M1 выполняют провоспалительную, бактерицидную и фагоцитарную функции. Напротив, обозначение «восстановление» M2 (также называемое альтернативно активированными макрофагами) в широком смысле относится к макрофагам, которые функционируют в конструктивных процессах, таких как заживление ран и восстановление тканей, а также к макрофагам, которые отключают повреждающую активацию иммунной системы, производя противовоспалительные цитокины, такие как Ил-10. M2 является фенотипом резидентных тканевых макрофагов и может быть дополнительно повышен с помощью IL-4. Макрофаги M2 продуцируют высокие уровни IL-10, TGF-бета и низкие уровни IL-12. Связанные с опухолью макрофаги в основном относятся к фенотипу M2 и, по-видимому, активно способствуют росту опухоли.

Макрофаги существуют в различных фенотипах, которые определяются ролью, которую они играют в созревании раны. Фенотипы преимущественно можно разделить на две основные категории; М1 и М2. Макрофаги M1 являются доминирующим фенотипом, наблюдаемым на ранних стадиях воспаления, и активируются четырьмя ключевыми медиаторами: интерфероном-γ (IFN-γ), фактором некроза опухоли (TNF) и молекулярными паттернами, связанными с повреждениями (DAMP). Эти медиаторные молекулы создают провоспалительный ответ, который в свою очередь производит провоспалительные цитокины, такие как интерлейкин-6 и TNF. В отличие от макрофагов M1, макрофаги M2 секретируют противовоспалительный ответ за счет добавления интерлейкина-4 или интерлейкина-13. Они также играют роль в заживлении ран и необходимы для реваскуляризации и реэпителизации. Макрофаги M2 делятся на четыре основных типа в зависимости от их роли: M2a, M2b, M2c и M2d. Как определяются фенотипы M2, все еще обсуждается, но исследования показали, что их окружение позволяет им приспосабливаться к тому фенотипу, который наиболее подходит для эффективного заживления раны.

Макрофаги М2 необходимы для стабильности сосудов. Они продуцируют фактор роста эндотелия сосудов-А и TGF-β1. В острых ранах наблюдается сдвиг фенотипа от макрофагов M1 к M2, однако этот сдвиг нарушается для хронических ран. Это нарушение регуляции приводит к недостаточному количеству макрофагов M2 и соответствующих им факторов роста, которые способствуют заживлению ран. При недостатке этих факторов роста / противовоспалительных цитокинов и переизбытке провоспалительных цитокинов из макрофагов M1 хронические раны не могут заживать своевременно. Обычно после того, как нейтрофилы съедают дебрис / патогены, они совершают апоптоз и удаляются. На этом этапе воспаление не требуется, и M1 переключается на M2 (противовоспалительное). Однако нарушение регуляции происходит, поскольку макрофаги M1 не могут / не фагоцитируют нейтрофилы, подвергшиеся апоптозу, что приводит к увеличению миграции макрофагов и воспалению.

Макрофаги M1 и M2 играют роль в развитии атеросклероза. Макрофаги M1 способствуют развитию атеросклероза за счет воспаления. Макрофаги M2 могут удалять холестерин из кровеносных сосудов, но когда холестерин окисляется, макрофаги M2 становятся апоптотическими пенистыми клетками, способствуя образованию атероматозной бляшки атеросклероза.

Роль в регенерации мышц

Первый шаг к пониманию важности макрофагов в восстановлении, росте и регенерации мышц состоит в том, что существуют две «волны» макрофагов с началом использования поврежденных мышц - субпопуляции, которые имеют и не имеют прямого влияния на восстановление мышц. Начальная волна - это фагоцитарная популяция, которая появляется в периоды усиленного использования мышц, достаточных для того, чтобы вызвать лизис мышечной мембраны и воспаление мембраны, которые могут проникать в поврежденные мышечные волокна и разрушать их. Эти рано внедряющиеся фагоцитирующие макрофаги достигают своей максимальной концентрации примерно через 24 часа после начала какой-либо формы повреждения или перезагрузки мышечных клеток. Их концентрация быстро снижается через 48 часов. Вторая группа - это нефагоцитарные типы, расположенные рядом с регенеративными волокнами. Они достигают пика между двумя и четырьмя днями и остаются повышенными в течение нескольких дней, пока мышечная ткань восстанавливается. Первая субпопуляция не имеет прямой пользы для восстановления мышц, в то время как вторая нефагоцитарная группа имеет.

Считается, что макрофаги выделяют растворимые вещества, которые влияют на пролиферацию, дифференциацию, рост, восстановление и регенерацию мышц, но в настоящее время фактор, который продуцируется, чтобы опосредовать эти эффекты, неизвестен. Известно, что участие макрофагов в восстановлении тканей не зависит от мышц; они накапливаются во многих тканях во время фазы процесса заживления после травмы.

Роль в заживлении ран

Макрофаги необходимы для заживления ран. Они заменяют полиморфноядерные нейтрофилы как преобладающие клетки в ране на второй день после травмы. Привлекаемые к месту раны факторами роста, высвобождаемыми тромбоцитами и другими клетками, моноциты из кровотока проникают в этот участок через стенки кровеносных сосудов. Количество моноцитов в ране достигает максимума через 1-2 дня после травмы. Попав в место раны, моноциты созревают в макрофаги. Селезенка содержит половину моноцитов организма в запасе готового к развертыванию в поврежденную ткань.

Основная роль макрофагов - фагоцитировать бактерии и поврежденную ткань, а также очищать поврежденную ткань, высвобождая протеазы. Макрофаги также секретируют ряд факторов, таких как факторы роста и другие цитокины, особенно в течение третьего и четвертого дней после ранения. Эти факторы привлекают в область клетки, участвующие в стадии заживления. Макрофаги также могут сдерживать фазу сокращения. Макрофаги стимулируются низким содержанием кислорода в окружающей их среде для выработки факторов, которые вызывают и ускоряют ангиогенез, а также стимулируют клетки, которые реэпителизируют рану, создают грануляционную ткань и закладывают новый внеклеточный матрикс. Выделяя эти факторы, макрофаги способствуют переходу процесса заживления ран на следующую фазу.

Роль в регенерации конечностей

Ученые выяснили, что макрофаги не только поедают материальный мусор, но и участвуют в типичной регенерации конечностей у саламандры. Они обнаружили, что удаление макрофагов из саламандры приводило к неспособности регенерации конечностей и образованию рубцов.

Роль в гомеостазе железа

Основная статья: Метаболизм железа человека

Как описано выше, макрофаги играют ключевую роль в удалении умирающих или мертвых клеток и клеточного мусора. Эритроциты живут в среднем 120 дней и поэтому постоянно разрушаются макрофагами в селезенке и печени. Макрофаги также поглотит макромолекулы и поэтому играют ключевую роль в фармакокинетике в парентеральных утюгов.

Железо, которое высвобождается из гемоглобина, либо хранится внутри ферритина, либо попадает в кровоток через ферропортин. В случаях, когда системный уровень железа повышен или присутствует воспаление, повышенный уровень гепсидина воздействует на ферропортиновые каналы макрофагов, что приводит к тому, что железо остается в макрофагах.

Роль в удержании пигмента

Меланофаг. Пятно Hamp;E.

Меланофаги - это подмножество резидентных в тканях макрофагов, способных поглощать пигмент, естественный для организма или экзогенный (например, татуировки ), из внеклеточного пространства. В отличие от дендритных соединительных меланоцитов, которые синтезируют меланосомы и содержат различные стадии своего развития, меланофаги накапливают фагоцитированный меланин только в лизосомоподобных фагосомах. Это происходит неоднократно, поскольку пигмент мертвых дермальных макрофагов фагоцитируется их преемниками, сохраняя татуировку на том же месте.

Роль в гомеостазе тканей

Каждая ткань содержит свою собственную специализированную популяцию резидентных макрофагов, которые поддерживают взаимные взаимосвязи со стромой и функциональной тканью. Эти резидентные макрофаги являются сидячими (немигрирующими), обеспечивают важные факторы роста для поддержки физиологической функции ткани (например, перекрестные помехи между макрофагами и нейронами в кишечнике) и могут активно защищать ткань от воспалительного повреждения.

Клиническое значение

Благодаря своей роли в фагоцитозе макрофаги участвуют во многих заболеваниях иммунной системы. Например, они участвуют в образовании гранулем, воспалительных поражений, которые могут быть вызваны большим количеством заболеваний. Например, описаны некоторые нарушения, в основном редкие, неэффективного фагоцитоза и функции макрофагов.

Как хозяин для внутриклеточных патогенов

В своей роли фагоцитирующих иммунных клеток макрофаги несут ответственность за поглощение патогенов и их уничтожение. Некоторые патогены нарушают этот процесс и вместо этого живут внутри макрофага. Это создает среду, в которой патоген скрыт от иммунной системы и позволяет ему размножаться.

Заболевания с этим типом поведения включают туберкулез (вызываемый Mycobacterium tuberculosis ) и лейшманиоз (вызываемый видами Leishmania ).

Чтобы свести к минимуму возможность стать хозяином внутриклеточных бактерий, макрофаги развили защитные механизмы, такие как индукция оксида азота и реактивных промежуточных соединений кислорода, которые токсичны для микробов. Макрофаги также развили способность ограничивать снабжение микробов питательными веществами и вызывать аутофагию.

Туберкулез

После поглощения макрофагом возбудитель туберкулеза, Mycobacterium tuberculosis, избегает клеточной защиты и использует клетку для размножения. Недавние данные свидетельствуют о том, что в ответ на легочную инфекцию Mycobacterium tuberculosis периферические макрофаги созревают до фенотипа M1. Фенотип макрофага M1 характеризуется повышенной секрецией провоспалительных цитокинов (IL-1β, TNF-α и IL-6) и повышенной гликолитической активностью, необходимой для выведения инфекции.

Лейшманиоз

При фагоцитозе макрофагом паразит Leishmania оказывается в фагоцитарной вакуоли. При нормальных обстоятельствах эта фагоцитарная вакуоль разовьется в лизосому, и ее содержимое будет переварено. Leishmania изменяет этот процесс и избегает уничтожения; вместо этого они поселяются внутри вакуоли.

Чикунгунья

Заражение макрофагами в суставах связано с местным воспалением во время и после острой фазы чикунгуньи (вызванной вирусом CHIKV или чикунгунья).

Другие

Аденовирус (наиболее частая причина розового глаза) может оставаться латентным в макрофаге хозяина с продолжающимся выделением вируса через 6–18 месяцев после первоначального заражения.

Brucella spp. может оставаться латентным в макрофаг через ингибирование фагосомы - лизосом слияния; вызывает бруцеллез (волнообразную лихорадку).

Legionella pneumophila, возбудитель болезни легионеров, также обосновывается в макрофагах.

Болезнь сердца

Макрофаги являются преобладающими клетками, участвующими в создании прогрессирующих поражений бляшек при атеросклерозе.

Очаговое рекрутирование макрофагов происходит после начала острого инфаркта миокарда. Эти макрофаги предназначены для удаления обломков, апоптозных клеток и подготовки к регенерации тканей.

ВИЧ-инфекция

Макрофаги также играют роль в инфицировании вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Подобно Т-клеткам, макрофаги могут быть инфицированы ВИЧ и даже стать резервуаром продолжающейся репликации вируса по всему телу. ВИЧ может проникать в макрофаг через связывание gp120 с CD4 и вторым мембранным рецептором CCR5 (хемокиновый рецептор). Циркулирующие моноциты и макрофаги служат резервуаром для вируса. Макрофаги лучше сопротивляются инфекции ВИЧ-1, чем CD4 + Т-клетки, хотя восприимчивость к ВИЧ-инфекции различается для разных подтипов макрофагов.

Рак

Макрофаги могут способствовать росту и прогрессированию опухоли, способствуя пролиферации и инвазии опухолевых клеток, способствуя ангиогенезу опухоли и подавляя противоопухолевые иммунные клетки. Привлекаемые кислородно-голодными ( гипоксическими ) и некротическими опухолевыми клетками, они вызывают хроническое воспаление. Воспалительные соединения, такие как фактор некроза опухоли (TNF) -альф выпущенного макрофагов активировать переключатель гена ядерного фактора каппа-B. Затем NF-κB проникает в ядро ​​опухолевой клетки и включает производство белков, которые останавливают апоптоз и способствуют пролиферации клеток и воспалению. Более того, макрофаги служат источником многих проангиогенных факторов, включая фактор эндотелия сосудов (VEGF), фактор некроза опухоли-альфа (TNF-альфа), фактор, стимулирующий колонию макрофагов (M-CSF / CSF1), а также IL-1 и IL. -6, способствуя дальнейшему росту опухоли. Было показано, что макрофаги проникают в ряд опухолей. Их количество коррелирует с плохим прогнозом при некоторых видах рака, включая рак груди, шейки матки, мочевого пузыря, головного мозга и простаты. Считается, что ассоциированные с опухолью макрофаги (ТАМ) приобретают фенотип M2, способствуя росту и прогрессированию опухоли. Некоторые опухоли также могут продуцировать факторы, включая M-CSF / CSF1, MCP-1 / CCL2 и ангиотензин II, которые запускают амплификацию и мобилизацию макрофагов в опухолях. Исследования с использованием различных исследовательских моделей показывают, что макрофаги иногда могут приобретать противоопухолевые функции. Например, макрофаги могут обладать цитотоксической активностью по прямому уничтожению опухолевых клеток; также сотрудничество Т-клеток и макрофагов важно для подавления опухолей. Это сотрудничество включает не только прямой контакт Т-клеток и макрофагов с презентацией антигена, но также включает секрецию адекватных комбинаций цитокинов, которые усиливают противоопухолевую активность Т-клеток. Результаты недавних исследований показывают, что, форсируя экспрессию IFN-α в макрофагах, инфильтрирующих опухоль, можно притупить их врожденную проопухолевую активность и перепрограммировать микроокружение опухоли в сторону более эффективной активации дендритных клеток и цитотоксичности иммунных эффекторных клеток. Кроме того, макрофаги субкапсулярного синуса в лимфатических узлах, дренирующих опухоль, могут подавлять прогрессирование рака, сдерживая распространение материалов, полученных из опухоли.

Противораковая терапия

Экспериментальные исследования показывают, что макрофаги могут влиять на все терапевтические методы, включая хирургическое вмешательство, химиотерапию, лучевую терапию, иммунотерапию и таргетную терапию. Макрофаги могут влиять на результаты лечения как положительно, так и отрицательно. Макрофаги могут выполнять защитные функции по-разному: они могут удалять мертвые опухолевые клетки (в процессе, называемом фагоцитозом ) после лечения, которое убивает эти клетки; они могут служить складом для некоторых противоопухолевых препаратов; они также могут быть активированы некоторыми видами терапии для повышения противоопухолевого иммунитета. Макрофаги также могут быть вредоносными по нескольким причинам: например, они могут подавлять различные виды химиотерапии, радиотерапии и иммунотерапии. Поскольку макрофаги могут регулировать прогрессирование опухоли, терапевтические стратегии, направленные на уменьшение количества этих клеток или манипулирование их фенотипами, в настоящее время тестируются на онкологических больных. Однако макрофаги также вовлечены в опосредованную антителами цитотоксичность (ADCC), и было предложено, что этот механизм важен для определенных антител иммунотерапии рака.

Ожирение

Было замечено, что повышенное количество провоспалительных макрофагов в ожирении жировой ткани способствует осложнениям ожирения, включая резистентность к инсулину и диабет 2 типа.

Поэтому модуляция воспалительного состояния макрофагов жировой ткани считается возможной терапевтической мишенью для лечения заболеваний, связанных с ожирением. Хотя макрофаги жировой ткани подлежат противовоспалительному гомеостатическому контролю с помощью симпатической иннервации, эксперименты с использованием мышей с нокаутом гена ADRB2 показывают, что этот эффект косвенно проявляется через модуляцию функции адипоцитов, а не через прямую активацию бета-2-адренорецепторов, что позволяет предположить, что адренергические рецепторы стимуляции макрофагов может быть недостаточно для воздействия на воспаление или функцию жировой ткани при ожирении.

В жировой ткани мышей с дефицитом CCR2 наблюдается повышенное количество эозинофилов, большая активация альтернативных макрофагов и склонность к экспрессии цитокинов 2 типа. Более того, этот эффект был преувеличен, когда мыши стали тучными из-за диеты с высоким содержанием жиров. Частично это вызвано переключением фенотипа макрофагов, вызванным некрозом жировых клеток ( адипоцитов ). У людей с ожирением некоторые адипоциты лопаются и подвергаются некротической гибели, что вызывает переключение постоянных макрофагов M2 на фенотип M1. Это одна из причин системного хронического воспалительного процесса низкой степени, связанного с ожирением.

Кишечные макрофаги

Хотя кишечные макрофаги очень похожи по структуре на тканевые макрофаги, они приобрели определенные характеристики и функции с учетом их естественной среды, которая находится в пищеварительном тракте. Макрофаги и макрофаги кишечника обладают высокой пластичностью, что приводит к изменению их фенотипа под воздействием окружающей среды. Подобно макрофагам, кишечные макрофаги представляют собой дифференцированные моноциты, хотя кишечные макрофаги должны сосуществовать с микробиомом в кишечнике. Это проблема, учитывая, что бактерии, обнаруженные в кишечнике, не распознаются как «собственные» и могут быть потенциальными мишенями для фагоцитоза макрофагами.

Чтобы предотвратить разрушение кишечных бактерий, кишечные макрофаги существенно отличаются от других макрофагов. В первую очередь, кишечные макрофаги не вызывают воспалительных реакций. В то время как тканевые макрофаги выделяют различные воспалительные цитокины, такие как IL-1, IL-6 и TNF-α, кишечные макрофаги не производят и не секретируют воспалительные цитокины. Это изменение напрямую вызвано средой кишечных макрофагов. Окружающие кишечные эпителиальные клетки высвобождают TGF-β, который вызывает переход от провоспалительного макрофага к невоспалительному макрофагу.

Несмотря на то, что воспалительная реакция в макрофагах кишечника подавляется, фагоцитоз все же осуществляется. Эффективность фагоцитоза не снижается, поскольку кишечные макрофаги способны эффективно фагоцитировать бактерии, S. typhimurium и E. coli, но кишечные макрофаги по-прежнему не выделяют цитокины даже после фагоцитоза. Кроме того, кишечные макрофаги не экспрессируют рецепторы липополисахаридов (ЛПС), IgA или IgG. Отсутствие рецепторов LPS важно для кишечника, поскольку кишечные макрофаги не обнаруживают молекулярные структуры микробов (MAMPS / PAMPS) кишечного микробиома. Они также не экспрессируют рецепторы факторов роста ИЛ-2 и ИЛ-3.

Роль в болезни

Было показано, что кишечные макрофаги играют роль в воспалительных заболеваниях кишечника (ВЗК), таких как болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК). В здоровом кишечнике кишечные макрофаги ограничивают воспалительную реакцию в кишечнике, но в болезненном состоянии количество и разнообразие кишечных макрофагов изменяются. Это приводит к воспалению кишечника и симптомам ВЗК. Кишечные макрофаги имеют решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника. Присутствие воспаления или патогена изменяет этот гомеостаз и одновременно изменяет макрофаги кишечника. Еще предстоит определить механизм изменения кишечных макрофагов путем привлечения новых моноцитов или изменений в уже существующих кишечных макрофагах.

Средства массовой информации

История

Макрофаги были впервые обнаружены в конце 19 века Ильей Мечниковым.

Смотрите также

использованная литература

внешняя ссылка

Последняя правка сделана 2023-12-31 12:11:29
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте