慢性肾脏病（chronic kidney disease,CKD）指肾功能在几个月或若干年间逐渐发生难以逆转的衰退，疾病进展主要以肾实质持续性损伤为特征，最终导致细胞外基质沉积和肾功能不可逆损伤[1]。急性肾损伤（acute kidney injury,AKI）是CKD的主要病因之一，CKD患者AKI复发也可能加速CKD向终末期肾脏疾病进展。AKI一般可自我完全修复，但多数中重度患者由于修复不全可能进展为CKD。近期研究发现巨噬细胞在AKI向CKD转换（AKI-toCKD）中起重要作用[2]。

1、巨噬细胞分型

巨噬细胞是参与固有免疫应答的髓系细胞，起源于血液中的单核细胞前体，可分为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage,TAM）、CD169+巨噬细胞、TCR+巨噬细胞、M1与M2型巨噬细胞。TAM很难稳定存在于肿瘤相关以外的组织，TCR+巨噬细胞的起源和特征仍不清楚[3-4]。虽然将巨噬细胞极化分为M1型及M2型过于简单，但仍是当前应用最为广泛的分型手段。

2、M1与M2型巨噬细胞极化

巨噬细胞能够在不同刺激下改变其表型，发挥不同生物学作用，这个过程称为巨噬细胞极化，是一个动态过程，是巨噬细胞对微环境讯号呈现不同形式功能的过程。

2.1 M1型巨噬细胞极化

M1型巨噬细胞又称经典激活的巨噬细胞，在脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）、干扰素-γ、TNF-α、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF）刺激下，主要通过Toll样受体（TLR)-NF-κB、Janus激酶信号转导子（JAK）-信号转导子和转录激活子（STAT）、Notch与NF-κB相互作用和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK) 4种信号通路介导极化为促炎M1型。M1型巨噬细胞是专职抗原提呈细胞，在炎症初始阶段发挥免疫监视作用，主导疾病状态下的炎症进展，与炎症性肠病、系统性红斑狼疮、1型糖尿病及细胞内病原体感染等发生发展密切相关[4]。尤其AKI发生时加剧了肾固有细胞炎症反应、肾脏纤维化进展[5-8]。

2.2 M2型巨噬细胞极化

M2型巨噬细胞是交替激活的巨噬细胞，通常由IL-4、IL-13等炎症因子激活，通过TLR-NF-κB、核因子-E2相关因子2(Nrf2）-血氧合酶-1(HO-1）、AMP激活蛋白激酶（AMPK）-过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）、JAK-STAT、p38/MAPK、磷酸肌醇3激酶（PI3K）-蛋白激酶B(AKT）-雷帕霉素（m TOR）、线粒体转移、外泌体释放、细胞周期转变等途径向抗炎M2型极化，清道夫受体CD163为M2型巨噬细胞标志物[9-12]。M2型巨噬细胞具有较弱的抗原递呈能力，主要在伤口愈合阶段发挥免疫调节作用，生理状态发生炎症反应时，清除病原体缓解炎症反应，与过敏、哮喘、蠕虫感染等疾病密切相关。AKI发生时可调节肾脏炎症反应，减缓肾脏纤维化进展。

2.3巨噬细胞M1向M2型极化对AKI-to-CKD的影响

研究表明AKI-to-CKD过程由血管内皮细胞损伤、肾小管上皮细胞对损伤的生物学记忆和持续炎症反应3种机制共同参与。炎症反应贯穿AKI-toCKD全程。研究显示巨噬细胞极化在AKI-to-CKD炎症反应中发挥重要作用。M1型巨噬细胞表达活性氧（reactive oxygen species,ROS）、一氧化氮以及大量促炎因子，如IL-6、IL-12、IL-18、TNF-α等，促发肾纤维化；M2型巨噬细胞通过释放血管生成介质、抗炎因子IL-10和转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β）促进肾损伤修复。生理条件下，巨噬细胞M1/M2极化处于动态平衡，而AKI发生时巨噬细胞极化失衡，向M1极化方向倾斜，导致AKI-to-CKD。可见调控巨噬细胞M1向M2型极化的机制是阻断AKI-to-CKD的重要手段（图1）。

3、调控M2巨噬细胞极化相关治疗靶点在AKI-to-CKD中的研究进展

3.1代谢方面

M1型巨噬细胞极化的代谢特征为无氧酵解与磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway,PPP）活性增强，氧化磷酸化途径（oxidative phosphorylation,OXPHOS）减弱，而M2型巨噬细胞极化恰恰相反，主要表现为PPP途径活性降低及有效的OXPHOS。糖尿病小鼠模型发现巨噬细胞线粒体受损时，表现为M1型极化同时伴随炎症反应。间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）是一种多能干细胞，具有干细胞所有共性，将MSCs与糖尿病小鼠巨噬细胞共培养时，MSCs线粒体可转入小鼠巨噬细胞，将巨噬细胞重编程为M2型，抑制炎症反应，抑制AKI-to-CKD发生。目前MSCs中线粒体转移正作为一种外源性替代受损线粒体改善肾功能疗法被研究[13]。

图1 AKI-to-CKD中巨噬细胞介导的炎症通路

Fig.1 Macrophages-mediated inflammatory pathways in AKI-to-CKD

同时发现吲哚胺2,3-双加氧酶过表达可加强MSC来源外泌体（exosome,Exo）对M2型巨噬细胞极化的激活作用。MSC-Exo已成为MSC基础疾病治疗的重要替代疗法。MSC-Exo-IDO在降低肾脏炎症反应、减轻纤维化进展、阻滞AKI-to-CKD中具有重要的应用潜能[14]。

代谢方面研究还发现无症状高尿酸血症使巨噬细胞向抗炎M2型转变，特征为抗氧化和代谢基因表达。无症状高尿酸血症也可恢复肾小管完整性，将代谢活性转移到糖酵解开关FAO,FAO驱动M2型巨噬细胞极化，减少AKI-to-CKD过程中的间质纤维化[15]。

类似的还有一种具有11个氨基酸的神经肽-P物质（substance P,SP），肾脏中的SP调节M2型巨噬细胞极化，减轻AKI后进行性肾损伤和纤维化，其机制可能为增加血液循环中的MSC和内皮祖细胞，抑制TNF-α和诱导IL-10，保留正常肾小管结构，减轻肾脏炎症。综合考虑SP可能是预防AKI-to-CKD的有效生物制剂[16]。

3.2信号通路方面

3.2.1 TLR-NF-κB通路相关治疗靶点

3.2.1.1簇蛋白/凝聚素（clusterin,CLU)

CLU是一种定位于细胞内外的多功能异二聚体糖蛋白，与多种生理、病理状态相关，如癌症进展、神经退行性疾病、心血管疾病等。通过CLU基因敲除小鼠模型发现，CLU在缺血-再灌注损伤（ischemia-reperfusioninjury,IRI）后恢复期抑制巨噬细胞浸润和M1型巨噬细胞极化，并增强巨噬细胞的吞噬活性，同时发现CLU表达缺乏在IRI肾脏恢复期损害M2表型发育，考虑CLU对M2型巨噬细胞极化具有积极意义。既往研究证明CLU是NF-κB通路抑制剂，通过上调MMP-9和TNF-α实现，同时TLR4信号在CLU诱导的巨噬细胞反应中也发挥关键作用。可见CLU在减缓炎症反应进展，阻断AKI-to-CKD，延缓终末期肾病中发挥一定作用[17]。

3.2.1.2细胞外囊泡（extracellular vesicles,EVs)Klotho

Klotho是一种著名的抗衰老蛋白，可缓解肾纤维化进展。近年研究发现外源性Klotho可降低香烟烟雾提取物诱导的IL-6和TNF-α表达，促进M2型巨噬细胞极化，减轻炎症缓解肾脏纤维化进展。外源添加Klotho发现TLR4-NF-κB p65信号通路被抑制，提示Klotho可通过抑制TLR4-NF-κB p65信号通路发挥作用。EVs在细胞间遗传信息传递中发挥重要作用，研究发现大量白蛋白尿患者血清白蛋白可诱导HK-2细胞EV中mi R-199a-5p增加，mi R-199a-5p可下调LPS作用下的Klotho表达，从而参与巨噬细胞极化。目前报道选择性内皮素A受体拮抗剂阿曲生坦可通过减少蛋白尿显著提高M2型巨噬细胞比例。另一方面，阻断EVs-mi R-199a-5p从肾小管上皮细胞传递到巨噬细胞或靶向巨噬细胞Klotho可能是治疗大量白蛋白尿患者AKI-to-CKD的方法[18-19]。

3.2.1.3可溶性双聚糖（biglycan)

biglycan是一种富含亮氨酸的小蛋白聚糖，通过血液循环进入肾脏的biglycan促进NF-κB与TLR2和TLR4相互作用，诱导M1型巨噬细胞向受损肾脏浸润，刺激炎症进展。近期研究发现biglycan与TLR相互作用时会诱发自噬，进一步促进M2型巨噬细胞极化抑制炎症进展。自噬指自身细胞质、蛋白或细胞器被隔离成双膜囊泡，输送至溶酶体的降解过程。肾脏损伤时释放的促炎因子促进自噬相关基因（Atg5、Atg7等）产生。通过对脓毒血症小鼠使用m TOR抑制剂替米罗莫司诱导自噬，发现自噬具有强大的肾脏保护作用[20]。综上，biglycan在炎症发生及进展方面具有双向性，选择性增强双聚糖在肾脏中诱导的自噬反应，以及抑制TLR2/TLR4介导的促炎信号传导，促进M2型巨噬细胞激活，可能在预防AKI-toCKD中具有一定前景。

3.2.2 Nrf2-HO-1通路相关治疗靶点

琥珀酸聚糖寡糖（Riclinoctaose）是一种由葡萄糖和半乳糖组成的线性低聚糖，具有强大的抗炎、抗肿瘤和免疫原性[21]。研究表明Riclinoctaose可用于提高难溶性治疗剂的溶解度和生物利用度，稳定肠道菌群，从而改善宿主健康。通过小鼠实验观察到Riclinoctaose预处理可抑制IRI诱导的M1型巨噬细胞极化，促进M2型巨噬细胞向肾脏募集，显著改善肾IRI后肾脏功能、炎症反应。Riclinoctaose预处理的骨髓源性巨噬细胞能显著提高Nrf2下游因子HO-1和NQO-1表达，选择性抑制Nrf-2的Brusatol可阻断这一作用，表明Riclinoctaose对肾脏的保护作用是通过Nrf-2/HO-1调控的巨噬细胞极化实现的。目前技术已可精确控制其生产质量，可见Riclinoctaose是很有前景的肾脏保护候选药物，具有潜在治疗作用[22]。

3.2.3 JAK-STAT通路相关治疗靶点

3.2.3.1血管紧张素Ⅱ

已知krüppel-like因子4(KLF4）是一种锌指转录因子，可抑制炎症信号，是脂肪组织中巨噬细胞极化的重要调节因子，但近期研究发现巨噬细胞KLF4也存在于以肾毒血清肾炎和单侧输尿管梗阻为特征的CKD模型中，调节CKD进展。实验发现KLF4特异性缺失会导致TNF-α表达，并加剧肾小球基质沉积、肾小管损伤和间质纤维化。血管紧张素Ⅱ刺激巨噬细胞后，KLF4 m RNA明显升高，有利于通过STAT6依赖的机制从促炎M1型巨噬细胞向抗炎M2型转变，进而有效减弱肾脏炎症反应，抑制AKI-to-CKD，延缓肾脏纤维化进展[1]。

3.2.3. 2 rho激酶（ROCK)

研究证实机体在高糖刺激后，组织中存在巨噬细胞浸润，M1型巨噬细胞标志物表达增加，ROCK属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是人体内广泛表达的rho下游靶效应分子，其激活后通过介导NF-κB、纤维连接蛋白、TGF-β促进肾小球硬化、抑制足细胞形成、介导上皮-间充质转化、收缩肾间质血管网，加重肾损伤。法舒地尔是目前唯一获临床批准的ROCK抑制剂，可特异性结合ROCK中ATP依赖的激酶结构域，抑制其活性。近期对糖尿病小鼠研究发现法舒地尔可通过诱导M2型巨噬细胞极化实现肾脏保护作用，显著降低尿蛋白和血清肌酐。法舒地尔治疗糖尿病小鼠时发现其M1型巨噬细胞减少，M2型巨噬细胞增加。也有报道称法舒地尔通过抑制肾小管凋亡、改善氧化还原失衡、修复对比剂诱导的急性肾损伤中DNA损伤以恢复肾脏功能，可能与抑制ROCK信号通路有关。同时法舒地尔可抑制TNF-α，通过ROCK信号通路诱导的肾小球系膜细胞中巨噬细胞趋化蛋白-1表达调节巨噬细胞渗出过程。综上，法舒地尔可通过改变M1/M2型巨噬细胞极化等抑制肾脏炎症，抑制AKI-to-CKD，是值得深入研究的靶点[23]。

3.2.3.3细胞外基质蛋白1(extracellular matrix protein 1,ECM1)

研究显示磷酸化的STAT5抑制炎症因子转录并促进M2型巨噬细胞相关基因Arg1表达，而STAT5激活在很大程度上依赖于GM-CSF,GM-CSF治疗已被证明可降低促炎因子生成。

紫菀酮（shionone）是一种三萜类化合物，具有镇咳、抗炎活性，实验观察到shionone处理的小鼠血清促炎因子IL-6、IL-1β、IL-12和TNF-α水平明显降低，AKI进展缓慢[24]。机制上考虑shionone通过抑制ECM1抑制GM-CSF/STAT5/Arg1通路，一方面促进M2型巨噬细胞极化，另一方面减少M1型巨噬细胞极化减轻炎症，防止AKI-to-CKD，延缓肾脏纤维化进展。

3.2.4 AMPK-PPAR通路相关治疗靶点

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferatorsactivated receptors-γ,PPARγ）是一种核受体和炎症调节因子，控制多种细胞内代谢过程，对NF-κB激活有显著调节作用。罗格列酮（rosiglitazone,ROSI）是PPARγ激动剂。草酸钙结石小鼠研究发现ROSI可通过AMPK-PPAR通路抑制巨噬细胞浸润和M1型巨噬细胞极化，增加M2型巨噬细胞极化，同时降低肾脏氧化应激损伤。ROSI还可通过上调Nrf2-HO-1抑制氧化应激损伤，改善氧化产物和抗氧化产物失衡，使M1型巨噬细胞极化减弱，M2型巨噬细胞极化增强，从而降低肾小管上皮巨噬细胞趋化蛋白-1和促炎细胞因子表达，抑制肾脏炎症反应，改善肾脏纤维化进展，在AKI-to-CKD中具有治疗潜力[25]。

3.2.5 p38/MAPK通路相关治疗靶点

p38是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在各种炎症因子信号传递级联反应下游发挥作用。槲皮素是一种存在于蔬菜和水果中的丰富天然多酚，具有抗氧化和抗炎特性，通过抑制NF-κB p65活性导致上游信号TLR4失活以及拮抗smad2/3信号转导，抑制M2型巨噬细胞极化[26]。随着巨噬细胞极化研究深入，发现槲皮素可抑制MAPK中p38α/β信号通路抑制M1型巨噬细胞极化，减少M1型巨噬细胞极化相关CCL-2和CX-CL-10等趋化因子表达，同时发现槲皮素通过AMP活化MAPK和Akt信号通路增加M2型巨噬细胞标志物IL-10和HO-1、NADPH醌氧化还原酶-1表达，促进M2型巨噬细胞极化，在AKI-to-CKD中可能具有治疗潜力[27]。

3.2.6 PI3K-AKT-m TOR通路相关治疗靶点

PI3K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，与多种癌基因产物相关。地西他滨（decitabine,DAC）是一种2′-脱氧胞苷酸的腺苷类似物，通过抑制DNA甲基转移酶，抑制肿瘤细胞增殖以及防止耐药。高剂量DAC具有细胞毒性，但低剂量安全性已得到证实。已被美国FDA批准用于治疗骨髓增生异常综合征和慢性粒-单核细胞白血病。深入研究发现DAC可通过PI3K/Akt进一步促进M1型巨噬细胞向M2型极化，减轻炎症反应。单次应用MSC联合低剂量DAC输注还可促进糖尿病小鼠胰岛持续恢复，减缓高糖对肾脏的损害作用[28]。综上，DAC通过促进M1/M2型巨噬细胞转换，减轻炎症反应以及调节胰岛功能共同发挥肾脏保护作用，其安全性已在临床应用中得到证实，可见DAC在AKI-to-CKD中具有显著治疗潜力。

3.3材料方面

医学与生物化学材料结合一直是肾脏保护研究的思路与方向，近年也发现许多可广泛用于肾组织的工程和再生医学领域生物材料。基础研究发现冷冻凝胶与肾脏纤维化进展相关，小孔径、低孔隙率的冷冻凝胶在体外可限制M2型巨噬细胞极化，而大孔径或高孔隙率的冷冻凝胶在体内诱导M2型巨噬细胞极化，从而产生抗炎效果。高通量监测m RNA转录途径发现，4种转录因子PPAR-γ、STAT6、NF-κB和STAT1通过竞争DNA结合，参与调节M2型巨噬细胞相关基因表达，从而发挥生物学作用[29]。与之具有类似作用的二氧化铈纳米粒子（CNP）作为一种高性价比且具有广泛用途的稀土成分，具有抗氧化、清除氧自由基等作用，近年发现118 nm的CNP可通过调节Nrf2通路减少氧化应激，减少巨噬细胞浸润及M1型巨噬细胞激活，从而减少促炎因子产生，缓解肾脏炎症反应，抑制AKI-to-CKD转换。医学与生化材料结合为肾脏保护提供了新的研究思路[30]。

3.4其他

目前研究发现，经典的抗疟药物羟基氯喹（hydroxychloroquine,HCQ）通过TLR7和TLR9降低CKD发生风险[31]。主要在骨和牙齿组织中具有高生理表达的骨膜蛋白/骨膜素通过介导受损肾脏修复期肾小管G0/G1期细胞减少，S期丰度增加，保护上皮细胞免受细胞周期停滞和死亡，预防心肌缺血再灌注后肾上皮损伤，介导巨噬细胞向促修复M2表型转变，共同减缓肾脏炎症反应进展[32]。

肿瘤领域研究广泛的靶向血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）在吸引和极化M2型巨噬细胞抑制炎症反应和增强血管生成方面发挥关键作用[33]。M1/M2型巨噬细胞极化在AKI-to-CKD中的研究进展见图2。

图2 M1/M2型巨噬细胞极化在AKI-to-CKD中的研究进展

4、展望

当前研究发现了多种药物及生物制剂通过不同路径调节巨噬细胞极化，缓解炎症反应，改善肾脏损伤，防控AKI-to-CKD。然而目前这个途径也存在问题，首先M1型巨噬细胞与M2型巨噬细胞极化是一个动态过程，M2型巨噬细胞在体内的稳定性存在质疑；其次二者虽在活化时存在差异，也有重叠效应，二者在体内的极化或许并不一定有清晰的界限；再次M1型巨噬细胞虽在促进炎症进展和肾脏纤维化发生过程中不被期待，但对肿瘤等多种疾病的防治仍有积极作用。人体是一个完整的生物体，不能割裂来看，是否可使M2型巨噬细胞极化稳定且主要发生于受损肾脏，靶向截断炎症反应发生，遏制肾脏纤维化进展也是未来研究方向。

参考文献:

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文章来源:魏桠楠,柴守辉,王福萍,等.雷公藤红素调节HMGB1/RAGE信号通路对子宫内膜炎大鼠炎症反应的影响[J].中国免疫学杂志,2024,40(12):2518-2524.