程培培 豐明會 呂 嶸 徐 明 （上海中醫(yī)藥大學基礎醫(yī)學院，上海 201203）

目前，心血管疾病仍是全球死亡的主要原因，以急性心肌梗死為首［1］。心肌梗死后會發(fā)生缺血性重塑，這種重塑是由于成纖維細胞和免疫細胞等在梗死區(qū)域募集，其表型發(fā)生轉換并分泌相關因子等導致的基質重塑，進而引起心臟結構和功能變化［2］。主要涉及三個階段，即炎癥、增殖和疤痕成熟階段。

心肌梗死發(fā)生后，損傷和死亡的細胞內源性物質通過損傷相關分子模式（damage associated molecular patterns，DAMPs）激活固有免疫系統(tǒng)引發(fā)無菌性炎癥。這一過程由先天免疫細胞的模式識別受體介導，通過引起趨化因子和促炎因子釋放募集并繼而激活中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞等免疫細胞級聯(lián)反應［3］。

巨噬細胞作為心肌梗死的主要細胞種群發(fā)揮重要作用，且不同來源和表型的巨噬細胞在此過程中發(fā)揮不同作用，精細化調控這一過程發(fā)生和發(fā)展。同時，近年中醫(yī)藥的心臟保護作用研究也逐漸聚焦于巨噬細胞功能調控。本文綜述了近年巨噬細胞與心肌梗死后心臟重塑的關系以及中醫(yī)藥對其調控作用的研究進展，以期為心肌梗死后心臟重塑過程中的中醫(yī)藥心臟保護作用研究提供新思路。

1 心肌梗死后巨噬細胞系統(tǒng)雙向激活

急性心肌梗死后，壞死的心臟組織通過釋放炎癥因子激活補體級聯(lián)反應、產(chǎn)生活性氧（reactive oxygen species，ROS）和DAMPs 等多個過程引發(fā)急性炎癥反應，如Toll 樣受體（Toll-like receptors，TLRs）和核苷酸結合寡聚結構域樣受體家族的胞漿蛋白3（NOD-like receptor pyrin domain 3，NLRP3，又稱Nod樣受體）以及炎癥小體等［4］。同時多種促炎介質（如細胞因子和趨化因子）釋放均可誘導炎癥細胞（主要是巨噬細胞和中性粒細胞）向梗死區(qū)募集。此過程中，巨噬細胞是心肌梗死后炎癥反應的主要參與細胞，并與中性粒細胞共同清除壞死細胞及產(chǎn)物，且可通過釋放一系列促炎因子加劇局部炎癥細胞聚集［5］。同時，心肌梗死發(fā)生后，巨噬細胞吞噬凋亡細胞，消化并處理凋亡細胞，避免凋亡細胞釋放其內容物，從而抑制炎癥［6］。另一方面，巨噬細胞通過識別凋亡細胞表面暴露的磷脂酰絲氨酸（PS，一種通常限于質膜雙層內小葉的磷脂，通過吞噬細胞表面的PS 受體進行連接）誘導抗炎細胞因子（如IL-10和TGF-β）表達，抑制梗死心臟中促炎介質（如TNF-α、IL-1β 和IL-6）合成，從而減輕心肌梗死后炎癥反應進一步放大［7］?？梢娋奘杉毎谛募」Ｋ篮蟮某跏茧A段既是炎癥發(fā)生的主導細胞，又是炎癥控制的調節(jié)細胞。

2 巨噬細胞起源分類及心肌梗死后的定位

巨噬細胞前體最早在妊娠早期（胚胎第7～9.5天）出現(xiàn)，并在胚外卵黃囊中擴增［8］。多數(shù)組織中巨噬細胞在胚胎時期就已駐留，持續(xù)到成年，且在沒有炎癥的情況下通過原位增殖更新替換［9-10］。成年哺乳動物心臟在穩(wěn)定狀態(tài)下包含兩個獨立且離散的巨噬細胞群，一個是由卵黃囊巨噬細胞和胎兒單核細胞衍生的譜系，即CCR2-巨噬細胞群，包括多數(shù)MHCⅡhi、MHCⅡlo和Ly6Clow巨噬細胞，在穩(wěn)定狀態(tài)下不受外周單核細胞輸入影響；另一個是來自循環(huán)血液中CCR2+Ly6Chi單核細胞并駐留于心臟組織間隙的CCR2+巨噬細胞群［10-11］。病理狀態(tài)下，受損的心臟組織將動員因子發(fā)送到包括骨髓和脾臟在內的單核細胞儲庫，從而導致兩個主要單核細胞亞群出現(xiàn)，這些亞群由Ly6C 表達描述。循環(huán)血液中的Ly6Chigh單核細胞在心肌梗死發(fā)生后3 d 內的炎癥階段募集至受傷的心臟組織，并分化為促炎巨噬細胞，MI后第4～7天，促炎巨噬細胞在胞葬作用、IL-1R配體以及微環(huán)境變化刺激下向促修復表型轉變［12-14］。此外，核受體亞家族4A 組成員1（NR4A1）也能夠通過抑制IL-6、TNF-α 和基質金屬蛋白酶9（MMP9）家族基因表達使巨噬細胞向修復表型轉變［15］。

3 心臟巨噬細胞功能分類

巨噬細胞是高度異質的細胞群，根據(jù)激活后功能和表型不同分為M1 型和M2 型［16］。由TLR 配體、IFN-γ、LPS 等誘導激活的M1 型巨噬細胞分泌大量促炎介質（如TNF-α、IL-6和IL-10）、iNOS和ROS等，促進炎癥反應和病原體清除［17］；而由Th2 細胞因子IL-4/IL-13等誘導激活的M2型巨噬細胞表現(xiàn)高吞噬活性，并表達IL-10、IL-1 受體拮抗劑（IL-1ra），促進血管生成和組織修復［18-19］。

隨著研究不斷深入，將M2 型巨噬細胞細分為M2a、M2b、M2c、M2d 等［20］。IL-4/IL-13 通過Th2 免疫應答誘導M2a 細胞參與組織修復［20］；M2b 巨噬細胞可減弱心肌梗死后心肌重塑［21］；M2c 巨噬細胞能促進適應性免疫應答，抑制和調節(jié)炎癥［22］；M2d細胞受到IL-10 和VEGF 刺激后高表達，促進血管生成［23］。因此，心肌梗死后不同時期的M1/M2 巨噬細胞比例失衡可能最終導致心臟不良重塑，正確及時地調節(jié)巨噬細胞極化是治療心肌梗死有前景的靶點。

基于明確定義的刺激將巨噬細胞分類為M1/M2并不能模擬無限復雜的組織環(huán)境，因此根據(jù)細胞來源及表面抗原分類方法，巨噬細胞又可分為MHCⅡlo、MHCⅡhi、卵黃囊來源巨噬細胞和CCR2+骨髓來源巨噬細胞［8］。MHCⅡlo和MHCⅡhi巨噬細胞具有更多的血管生成性、再生性功能，而CCR2+單核細胞衍生的巨噬細胞具有促炎作用［24-25］。不難發(fā)現(xiàn)，這些分類方法具有重復性和不連續(xù)性，因此基于單細胞RNA 測序、質譜流式細胞術和基于表達組學、轉錄組學、分泌組學等技術的聚類算法可能在未來更多地揭示巨噬細胞的異質性，并更好地對其功能進行分類［26］。

4 巨噬細胞參與心肌梗死后心臟重塑的作用機制

4.1 巨噬細胞參與心肌梗死后早期炎癥反應的作用機制

4.1.1 巨噬細胞參與炎癥反應的作用機制 促炎Ly6Chi單核細胞滲入心肌梗死區(qū)分化為具有高吞噬和蛋白水解活性的巨噬細胞，表達CD80、CD86、CIITA、MHCⅡ、環(huán)氧合酶2（COX-2）和iNOS，并產(chǎn)生高水平的促炎細胞因子，如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12 和IL-23，促進Th1 反應［27］。從基因層面來說，Lgr4 又稱GPR48，是富含亮氨酸重復序列的G 蛋白偶聯(lián)受體（LGR）家族成員，介導的PKA/CREB 通路在巨噬細胞促炎激活過程中協(xié)同促進Fos 基因家族（Fosb、Fosl1、c-Fos）反式激活以增強AP-1 活性，從而促發(fā)巨噬細胞促炎反應［28］。巨噬細胞也通過旁分泌途徑參與梗死區(qū)域促炎反應。如M1 型巨噬細胞在心肌梗死后釋放大量促炎外泌體（M1-Exos）和促炎miR-155，后者被轉移到內皮細胞抑制Sirt1/AMPKα2 內皮iNOS 和RAC1-PAK2 信號通路，降低ECs 血管生成能力，加重心肌損傷，并抑制心臟愈合［29］。由此，促炎型巨噬細胞既可通過自分泌和旁分泌途徑激活促發(fā)心肌梗死局部炎癥，又可直接或間接阻遏相關細胞修復作用甚至阻礙梗死區(qū)修復進程。

4.1.2 巨噬細胞參與抗炎反應的作用機制 巨噬細胞發(fā)揮抗炎作用一方面依賴于表型轉變，這一過程由先天性和適應性免疫細胞（如肥大細胞、嗜堿性粒細胞和Th2 淋巴細胞）分泌的IL-4 或IL-13 介導，誘導M2 型巨噬細胞或抗炎巨噬細胞產(chǎn)生，這些巨噬細胞表達高水平的甘露糖受體（CD206）、IL-1R以及IL-1R 拮抗劑，產(chǎn)生促纖維化因子，如TGF-β 和胰島素樣生長因子1（IGF-1），從而發(fā)揮抑炎效應并促進組織修復。另一方面，M2c 亞群由糖皮質激素或IL-10 激活，并通過釋放IL-10 和TGF-β 表現(xiàn)出強烈的抗炎特性［27，30-31］。同時，巨噬細胞也通過胞吞作用發(fā)揮非特異性免疫作用，清除細胞碎片［32-33］；并可直接分泌細胞保護因子，如IL-10、髓源性保護因子、成纖維細胞生長因子等減輕損傷［34-35］。巨噬細胞中，Smad3信號激活可介導其向抗炎表型轉變，促進其吞噬作用并抑制炎癥反應，從而發(fā)揮心肌梗死保護和修復作用［36］。因此，抗炎巨噬細胞激活可能是外源性的，也可能是內源性的，通過其自身免疫調節(jié)作用抑制損傷局部炎癥擴散，并直接或間接調節(jié)修復性功能細胞活性，從而促進損傷組織修復進程。

4.2 巨噬細胞參與心肌梗死后心肌纖維化修復的作用機制

4.2.1 巨噬細胞通過表型轉換調節(jié)心肌纖維化

巨噬細胞從最初的促炎表型轉變?yōu)榭寡妆硇?，不僅在心肌梗死后炎癥階段發(fā)揮作用，在修復階段也起重要作用。血液循環(huán)來源單核/巨噬細胞在炎癥微環(huán)境、心肌細胞與干細胞分泌的外泌體等刺激下發(fā)生表型改變，從促炎M1 型向促修復M2 型轉變，雙向調控心肌纖維化［37］。心肌梗死發(fā)生后，大量促炎巨噬細胞向梗死區(qū)域募集，通過吞噬作用及分泌MMPs 清除基質碎片；同時分泌促炎細胞因子，如TNF-α、IL-6 等激活成纖維細胞，后者通過分泌MMPs 促進胞外基質降解，從而使損傷局部細胞外基質重構。而修復性M2 型巨噬細胞則主要起促纖維化作用，通過分泌TGF-β1、CCL2 和CCL7 促進成纖維細胞活化和向梗死區(qū)域募集，進而促進這些細胞轉分化為肌成纖維細胞合成和分泌大量膠原填補細胞壞死區(qū)，形成纖維疤痕［38］。此外，M2 型巨噬細胞也能夠促進精氨酸酶合成激活谷氨酸和脯氨酸，使細胞外基質中膠原合成增加，穩(wěn)定疤痕組織［39］；但有些體內外實驗表明M2 型巨噬細胞起相反作用，可能因為不同M2 亞型巨噬細胞功能截然不同［40］。YUE 等［41］發(fā)現(xiàn)M2a 巨噬細胞是一種促纖維化表型，促進成纖維細胞激活；而M2b 巨噬細胞是一種抗纖維化表型，抑制成纖維細胞激活。

4.2.2 巨噬細胞通過miRNA 等多種旁分泌途徑調節(jié)心肌纖維化 巨噬細胞通過分泌TGF-β、IL-4、IL-10、TNF-α 等細胞因子直接調節(jié)成纖維細胞分化活性。此外，近年通過跨所有細胞類型的配體-受體相互作用介導的細胞間通訊系統(tǒng)定量顯示，miRNA在巨噬細胞-成纖維細胞通訊中發(fā)揮重要作用，促進靜止的成纖維細胞向肌成纖維細胞過渡。體外分離誘導的M1 型（促炎）巨噬細胞以旁分泌方式激活心臟成纖維細胞向肌成纖維細胞轉分化，且依賴于cMPs 中miR-21 的快速誘導［42］。同時活化的巨噬細胞分泌含miR-155 的外泌體，這些外泌體可被成纖維細胞攝取，并通過下調其細胞中Sos1 蛋白表達抑制細胞增殖［43］。M2 型巨噬細胞外泌囊泡中含有CircUbe3a，通過直接靶向miR-138-5p/RhoC 軸促進CFs 增殖、遷移和表型轉化，也可直接加劇急性MI后心肌纖維化［44］。而巨噬細胞衍生的MMP9則可誘導心臟肥大和血管稀疏表型，并加劇心臟炎癥和纖維化［45］。這種旁分泌途徑對炎癥和纖維化進程的影響已成為相關纖維化疾病的治療靶點，并有待進一步探索。

4.2.3 巨噬細胞通過向成纖維細胞樣分化調控心肌纖維化 巨噬細胞和成纖維細胞是參與心肌梗死后心臟愈合的兩種主要細胞，除直接和間接通訊外，最近研究表明，實驗性心肌梗死小鼠模型中，含巨噬細胞熒光標記蛋白的細胞表達成纖維細胞標志物如colⅠa1、FSP1 和α-SMA 等［46］。此外，越來越多的證據(jù)支持巨噬細胞通過巨噬細胞-肌成纖維細胞轉變（macrophage-myofibroblast transformation，MMT）過程轉化為肌成纖維細胞發(fā)揮直接纖維化作用［47］。如腎纖維化中，MMT 細胞是纖維化腎臟中產(chǎn)生膠原蛋白的成纖維細胞主要來源，占α-SMA+肌成纖維細胞的60%以上，這一過程主要發(fā)生于M2 型巨噬細胞，并依靠TGF-β-Smad2/3信號通路實現(xiàn)［48-49］。由于巨噬細胞的異質性，其轉化和表型變化的聯(lián)系并不明朗，此類研究值得進一步探索（圖1）。

圖1 中醫(yī)藥調控巨噬細胞參與心肌梗死后心臟重塑［50-53］Fig.1 Traditional Chinese medicine regulates macrophages involved in cardiac remodeling after myocardial infarction［50-53］

5 中醫(yī)藥調控參與心肌梗死后心臟重塑的巨噬細胞

中醫(yī)學中關于心肌梗死的描述隸屬“胸痹”“心痛”范疇。《金匱要略》概括其總病機為陽微陰弦，病因分虛實兩方面；實證多為氣滯、寒凝、痰濁、血瘀；虛癥多見氣虛、陰虛和陽虛。其治法亦遵循虛則補之，實則瀉之，予以益氣溫陽補陰和活血化瘀祛痰等。而心肌梗死后的炎癥反應是一種無菌性自身免疫反應。免疫在中醫(yī)學中稱為“正氣”，早在兩千多年前，《內經(jīng)》就指出“真氣從之，精神內守，病安從來”。中醫(yī)藥對心肌梗死后炎癥反應的調控包括以下幾方面：增強吞噬細胞的吞噬能力；增強細胞免疫功能；增強抗體產(chǎn)生能力；刺激干擾素、補體、溶菌酶等因子產(chǎn)生等。而巨噬細胞是人體免疫系統(tǒng)的重要組成，中醫(yī)藥對其調控作用有以下幾方面。

5.1 中醫(yī)藥通過調控巨噬細胞極化抑制心肌梗死后炎癥反應，促進纖維化修復 中醫(yī)藥是調控巨噬細胞極化的重要手段。巨噬細胞極化在炎癥反應轉歸過程中具有關鍵作用。由于其異質性，不同刺激會導致巨噬細胞向不同方向轉變。M1 型巨噬細胞參與經(jīng)典促炎反應，釋放大量促炎因子，調節(jié)并促進Th1 型免疫應答，具有殺傷病原體和腫瘤細胞作用，但過度激活的M1 型巨噬細胞也會導致機體組織發(fā)生超常性和慢性炎癥反應，可能是很多心血管慢性疾病的發(fā)病基礎。M2 型為選擇性活化的巨噬細胞，具有調節(jié)創(chuàng)傷修復和抑制炎癥反應的作用。以往中醫(yī)藥對巨噬細胞極性轉變調控的研究大量聚焦于腫瘤、冠狀動脈粥樣硬化等炎癥性疾病，而對心肌梗死后巨噬細胞參與心臟重塑的研究很少涉及［54-59］。近年研究者逐漸意識到中醫(yī)藥對心肌梗死后靶向巨噬細胞調控的重要性，并取得了一系列研究成果，如LU 等［50］發(fā)現(xiàn)參芪顆粒通過抑制M1型巨噬細胞極化以及促進巨噬細胞向M2型轉變發(fā)揮抗纖維化和促血管生成作用。ZHANG 等［60］發(fā)現(xiàn)改良自傳統(tǒng)中醫(yī)學中針灸的電針技術（2/15 Hz，2 mA）連續(xù)3 d 每天刺激小鼠內關穴20 min，可促進小鼠心臟巨噬細胞M2 型極化，減少受損心肌中的中性粒細胞募集，縮小梗死面積，改善心功能等。

5.2 中醫(yī)藥通過抑制巨噬細胞NF-κB 信號通路和NLRP3 炎癥小體等減輕心肌梗死后炎癥反應 NFκB是巨噬細胞內重要的核轉錄因子，參與機體炎癥反應、免疫應答，調節(jié)細胞凋亡、應激反應等［61］。NLRP3 炎癥小體激活在心肌I/R 損傷后的初始炎癥反應中至關重要，能夠識別PAMPs 或宿主來源危險信號分子（DAMPs），招募和激活促炎蛋白酶Caspase-1，活化的Caspase-1 切割IL-1β 和IL-18 前體，產(chǎn)生相應成熟細胞因子，伴隨巨噬細胞和中性粒細胞浸潤，進一步加劇梗死區(qū)炎癥反應。DU 等［51］發(fā)現(xiàn)麝香酮通過抑制NF-κB 和NLRP3 炎癥小體激活減輕心臟巨噬細胞介導的慢性炎癥，從而改善心肌梗死小鼠心臟功能。REN等［52］發(fā)現(xiàn)丹參酮ⅡA通過抑制血清TNF-α水平和巨噬細胞NF-κB信號通路激活降低MCP-1 表達和心肌梗死局部炎癥反應。NI等［62］發(fā)現(xiàn)牛蒡子苷元可通過降低促炎標志物CD86和CCR2 表達靶向干預NFAT5，抑制巨噬細胞/單核細胞炎癥表型，以及通過減弱巨噬細胞遷移和分化改善心肌梗死。WANG 等［63］發(fā)現(xiàn)腦心通可能通過抑制NLRP3 炎癥小體激活減少促炎巨噬細胞（M1型）和中性粒細胞浸潤減輕心肌損傷。可見NF-κB信號通路和NLRP3 炎癥小體已成為中醫(yī)藥干預心肌梗死后心臟重塑的相關巨噬細胞重要靶點。

5.3 中醫(yī)藥通過調控巨噬細胞纖維化和血管生成相關通路促進心肌梗死后心臟修復 巨噬細胞不僅參與心肌梗死后炎癥反應，在隨后的增殖和疤痕成熟階段也通過表型轉變發(fā)揮作用。趙艷峰等［64］發(fā)現(xiàn)當歸可通過促進體內NO 生產(chǎn)抑制巨噬細胞在非梗死區(qū)浸潤聚集，阻斷炎癥反應和反應性纖維化，從而防治乃至逆轉左室重構改善心臟功能。ZHANG 等［53］發(fā)現(xiàn)麝香保心丸不僅可直接影響內皮細胞功能和促血管生成的信號通路，并可通過增強巨噬細胞發(fā)揮促血管生成的mRNAs 表達和蛋白釋放促進血管生成。對心肌梗死后心臟愈合和血管重塑具有重要意義。中醫(yī)藥作用的劑型、藥量及療程見表1。

表1 中醫(yī)藥劑型、藥量和療程Tab.1 Dosage form， dosage and course of Traditional Chinese medicine

6 展望：靶向巨噬細胞療法提供精準定位

深入了解巨噬細胞在心臟中的作用，尤其是其細胞來源及功能亞型，將極大有利于尋找心肌梗死后組織修復的潛在靶標。任何療法都應靶向調控巨噬細胞功能或直接針對其特異表型，并精確劑量和嚴密監(jiān)控以避免附帶損害，尤其是不可控的炎癥損傷。

盡管面臨挑戰(zhàn)，但靶向巨噬細胞仍提供了機會。納米顆粒可能是特別適合將藥物遞送至巨噬細胞的新型給藥系統(tǒng)?；诩{米制藥技術構建的miR-21 納米顆?？砂邢蜻f送至心臟巨噬細胞并誘導其轉換為抗炎、促修復亞型，最終促進血管生成、阻遏凋亡發(fā)生和改善心肌梗死后左心室重塑［65］。同時，使用類脂質納米顆粒封裝技術、系統(tǒng)注射的siRNA靶向遞送至單核細胞，趨化因子CCR2沉默技術已步入實驗研究階段［66］?；谶@一手段，特異性抑制炎癥單核巨噬細胞募集，減少缺血再灌注損傷和未再灌注心肌梗死中炎癥心肌損傷，是不干擾無關免疫細胞且不抑制心臟駐留細胞增殖的有效治療手段。

操縱巨噬細胞表型可能是另一種治療選擇。其中最主要的表型轉換與轉錄因子IRF5 相關。分離的巨噬細胞中，沉默IRF5 可將促炎M1 巨噬細胞向交替激活的M2 型轉移［67-68］。研究表明miRNA 家族可通過調節(jié)極化過程中關鍵轉錄因子表達，從促炎M1 型或促修復M2 型控制巨噬細胞極化連續(xù)體，同時，miRNA 復雜地參與巨噬細胞基本功能微調，如吞噬作用、胞吞作用、炎癥、組織修復等過程［69］。

目前中醫(yī)藥靶向調節(jié)巨噬細胞主要聚焦于對M0 型巨噬細胞向M1/M2 型極性轉變及巨噬細胞炎癥相關因子調節(jié)。心肌梗死后心肌纖維化是一把“雙刃劍”。適度纖維化可對梗死損傷區(qū)域產(chǎn)生修復作用，但過度纖維化會加重心臟收縮、舒張負荷，最終引起心衰。M2型巨噬細胞與纖維化關系密切，而對其促纖維化的“量”和“度”調節(jié)研究仍待探索。結合新型藥物遞送技術，使用切實有效的中醫(yī)藥治療手段精確調節(jié)巨噬細胞M1/M2 型轉換或許是未來中醫(yī)藥調節(jié)心肌梗死后巨噬細胞的新方向和新靶點。