巨噬细胞介导子宫内膜异位症的相关免疫机制研究进展

周赞华，卫 哲

（丽水学院医学与健康学院，浙江丽水323000）

巨噬细胞介导子宫内膜异位症的相关免疫机制研究进展

周赞华，卫 哲

（丽水学院医学与健康学院，浙江丽水323000）

巨噬细胞是天然免疫主要的调控细胞，巨噬细胞受到各种微环境信号的诱导与调节能够发生分化，且因诱导因素不同而表现出不同表型和功能特点。子宫内膜异位症（Endometriosis，EMs）与免疫反应损伤密切相关,巨噬细胞在EMs的异位内膜病灶的种植、生长中发挥重要作用，其表型和功能的变化对EMs的免疫机制起着调控作用，巨噬细胞的过度活化还可以激活免疫细胞的凋亡，促进异位内膜的植入，从而加速EMs病程进展。综述巨噬细胞在EMs发病机制中的作用，可为EMs发病机制研究提供依据，为EMs的临床治疗提供新的思路和治疗靶点。

巨噬细胞；子宫内膜异位症；免疫机制；选择性活化

子宫内膜异位症（Endometriosis，EMs）是生育年龄妇女的常见病和多发病之一，EMs不仅严重影响了育龄妇女的生活质量，而且还会造成其不孕不育的严重后果，发病率约为适龄人群的10%～15%[1]。近年来，我国EMs的发病率呈逐年上升趋势和年轻化趋势，青春期EMs的患者逐渐增多。虽然引起EMs的确切病因和发病机制目前尚不清楚，但免疫因素、内分泌因素、遗传因素和环境因素以及彼此之间复杂的相互作用均与疾病的发生发展密切相关。除了早期由Sampon[2]提出的经血逆流种植学说之外，近年来，越来越多的研究认为[3]，经血逆行只是发生内膜异位的必要条件，内膜细胞的异位侵入除了粘附、生长之外、还与局部的微环境条件有关，比如机体局部微环境的免疫状态。巨噬细胞作为天然免疫主要功能的细胞，其在EMs发病机制中的重要作用已被多项研究证明[4-5]。EMs与免疫反应损伤密切相关,其病灶的种植和生长涉及到很多免疫细胞，特别是腹腔内的巨噬细胞[6-8]。本文对巨噬细胞的功能与分化、巨噬细胞与EMs的发生、发展的研究进展进行总结。

1 巨噬细胞的来源、分化与功能

巨噬细胞属于单核吞噬细胞系统，起源于骨髓干细胞，具有很强的吞噬能力，是天然免疫主要的调控细胞，构成了机体免疫的第一道防线。巨噬细胞对微环境的信号做出反应的过程中，会经历不同的活化过程，分为经典激活（Classical activation，M1）型和替代激活（Alternative activation，M2）型[9]，其中 M1型巨噬细胞是通过干扰素-γ及细菌脂多糖（LPS）活化的经典巨噬细胞。研究发现[10]，M1型巨噬细胞分泌 IL-12、IL-23和IL-10，产生诱导型一氧化氮合酶及炎性细胞因子如 TNF、IL-6、IL-12、IL-15，起着促炎反应，清除病原体及肿瘤细胞的作用。通过Th-2细胞因子活化的巨噬细胞为非经典巨噬细胞，即M2型巨噬细胞，起着抑制炎症反应、促进血管生成、参与组织重塑及修复作用。M2型巨噬细胞又包括三种亚型，分别为 M2a、M2b、M2c[11]，不同 M2 亚型分别在不同方面发挥各自功能，M2a、M2b主要参与和促进II型免疫反应；M2c主要是调节和抑制免疫反应及炎症反应，参与组织修复。巨噬细胞的数量在异位内膜中以M1为主，EMs患者的子宫内膜容易被一些细胞器和（或）物质所刺激，而这些均可诱导M1的产生[12]。

巨噬细胞受到各种微环境信号的诱导与调节能够发生分化，且因诱导因素不同而表现出不同表型和功能特点。研究发现[13]，巨噬细胞在缺氧和组织损伤的情况下被募集，并接受Th2型细胞因子的激活。EMs的异位子宫内膜在经血倒流后出现一系列异常免疫反应，包括激活巨噬细胞和炎性细胞因子的增多。通过动物研究发现[14]，把子宫内膜细胞种植到腹腔，4 h后腹腔液中巨噬细胞的数量显著增加。激素水平也是影响巨噬细胞活动的重要因素，腹腔液中巨噬细胞数量和功能的改变与异位内膜局部雌激素（E2）的高水平表达密切相关[15]。研究表明[16]，巨噬细胞在细胞因子和雌激素的作用下发生活化，并分泌白细胞介素-6、白细胞介素-8、白细胞介素-1、前列腺素E2（PGE2）、血管新生因子、趋化因子、肿瘤坏死因子等多种炎症因子，从而能促进异位的内膜组织在腹腔中黏附、侵袭和生长。于此同时处于EMs微环境中的巨噬细胞也受到相应的诱导和调控，导致基因表达和行为功能发生改变，参与EMs的发生发展过程[17]。

2 巨噬细胞与异位内膜生长

正常月经周期，即使偶然发生经血逆流，由于免疫细胞的清除而不会发生炎症反应。然而，EMs患者内膜异位灶形成过程中，经血逆流后，有活力的子宫内膜组织碎片侵袭到间皮表面获得血管供应后，腹腔液成为EMs内膜异位生长的特殊微环境，异位内膜组织与这种微环境相互制约，异位内膜不但具有在位内膜的特性，还会由于生长环境因素的影响，使其合成及分泌某些细胞因子的能力增强，从而反作用于周围环境，成为该疾病发生、发展的促进因素[12]，出现局部免疫微环境改变，免疫细胞功能异常。EMs患者主要表现为巨噬细胞在腹腔液和异位子宫内膜中数量的改变，而且EMs患者腹腔巨噬细胞的吞噬能力降低[11]。

在动物模型的研究中，用化学方法消除小鼠腹腔内的巨噬细胞，不影响内膜细胞在腹腔内壁上的定植，但是显著地抑制异位内膜的生长。这说明巨噬细胞是子宫内膜异位生长所必需的，EMs是一种与巨噬细胞相关的疾病[18]。EMs患者腹腔内巨噬细胞能分泌白细胞介素 1β（IL-1β）、IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和血管内皮生长因子（VEGF）等大量的炎性物质，通过这些炎性物质的作用促进了异位内膜细胞的分裂增殖，促进了异位内膜细胞间的相互黏附和病灶部位新生血管生成，进而促进了异位内膜的种植及生长[19]。正常情况下，当内膜组织逆流进入腹腔时，巨噬细胞即分泌具有降解细胞外基质功能的基质金属蛋白酶-9（MMP-9），MMP-9将内膜组织裂解为碎片，并在清道夫受体CD36的介导下吞食内膜碎片组织，从而清除异位的子宫内膜组织。然而，在EMs患者腹腔液中前列腺素E2（PGE2）升高，抑制了巨噬细胞MMP-9和CD36的表达及活性，导致巨噬细胞吞噬能力减弱，形成了相对免疫耐受的腹腔微环境，大大增加了异位的子宫内膜组织在腹腔中的粘附和浸润的机会[20]。研究证明[21]，EMs的腹腔微环境中的17β-雌二醇和TCDD可以通过激活STAT3和P38MAPK信号通路，进而诱导巨噬细胞M2极化，促进子宫内膜异位症的发展。临床发现异位的内膜组织含有丰富的血管，因此血管生成是异位病灶在体内建立和生长的必要条件。在血管新生过程中，VEGF与其受体组成的信号轴发挥了重要的功能，而VEGF主要是由腹腔巨噬细胞分泌的。巨噬细胞在异位内膜中的作用与巨噬细胞在肿瘤中的作用类似，肿瘤相关的巨噬细胞帮助形成肿瘤恶性生长所需要的血管网络。EMs患者腹腔液中VEGF含量升高，动物实验证明[22]，通过VEGF-A的抗体抑制裸鼠的血管新生，可以明显抑制其内膜在腹腔内的生长，说明VEGF介导的血管新生在异位内膜病灶形成中起关键作用。同时巨噬细胞的促血管生长的活性受到激素的调节，EMs患者腹腔液中的巨噬细胞雌激素受体（ER）和孕激素受体（PR）呈高表达，且并VEGF的分泌量在雌激素和（或）孕激素刺激下显著升高，提示激素与巨噬细胞的互相作用在EMs的发生机理中具有重要调控作用。已有研究发现了表达Tie2的巨噬细胞（Tie2-expressing macrophages TEMs）。正常情况下，循环系统中的单核细胞很少表达Tie2。巨噬细胞被招募到缺氧的肿瘤和异位内膜中，Tie2的表达显著上升。Tie2是与血管新生相关的细胞因子angiopoietins的膜表面受体。研究发现[11]，在EMs患者的临床异位内膜组织样本中TEMs明显增加，且大多浸润于新血管周围；动物模型中除掉表达Tie2的巨噬细胞严重影响肿瘤和异位内膜中的血管的生成。进一步的研究表明[23]，巨噬细胞分泌的IL-1β、IL-8等因子也具有重要的促血管生成作用。我们推测，当内膜细胞表达大量的IL-8时，一方面可通过趋化中性粒细胞而激活炎症反应过程，导致一系列炎性因子的生成进而加速内异症的发生，另一方面可通过促进异位病灶的血管生成，进而使异位内膜更容易存活和发展。

3 巨噬细胞选择性活化在EMs中的研究进展

EMs的疾病失调主要表现为巨噬细胞在腹水中和异位子宫内膜中数量的改变，从而产生特殊的微环境，进而诱导疾病的发生[24]。EMs的异位子宫内膜在经血逆流后出现一系列异常免疫反应，包括激活巨噬细胞和炎性细胞因子的增多。近年来研究发现,存在另一条由IL-4和IL-13激发的巨噬细胞活化通路，称之为巨噬细胞选择性活化[25]。通过此通路活化的巨噬细胞称之为选择性活化的巨噬细胞。此类细胞还包括由IL-10、糖皮质激素和开环甾类激素活化的巨噬细胞，它们具有不同的表型特点及功能[26]。研究发现，活化的巨噬细胞在非人类灵长类动物的EMs中侧重于M2表型，这个重要的发现使研究者们利用恒河猴作为动物模型去探讨巨噬细胞活化在EMs病理生理中的作用[27]。发生选择性活化M2的巨噬细胞，能吸收坏死的组织与细胞碎片，促进血管的新生与组织修复[28]。临床研究发现，EMs患者的异位内膜组织中有大量的单核与巨噬细胞的浸润，巨噬细胞发生选择性活化M2[29]，发生内膜异位的地方与受损的组织一样，招募大量的巨噬细胞，且发生有助于组织修复与再生的M2活化。动物实验发现[30]，M1型活化的巨噬细胞能显著抑制造模后小鼠异位内膜病灶的生长，相反，M2型活化的巨噬细胞却能显著促进小鼠腹腔异位病灶的生长，并能促进血管新生和病灶组织生长。提示巨噬细胞选择性活化参与了EMs的发生和发展。

巨噬细胞的活化是其对外界信号的反应，是通过信号传导实现的。而在信号的传递过程中，蛋白质翻译后的磷酸化修饰是主要的信号事件，是通过蛋白激酶与磷酸酶完成的。蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2是一个在多种组织与细胞中表达的非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶[31]，是介导细胞生长因子比如FGF等产生的胞内信号。当人体组织受到损伤时，损伤处集聚的大量巨噬细胞发生了从M1到M2型活化的转变，从而促进受损组织的修复和伤口愈合。我们不难发现，EMs异位内膜病灶种植过程中血管的新生及网络化与人体组织伤口愈合过程中的血管重构有许多相似之处。由于EMs患者的异位内膜病灶局部组织出现微血管密度增加，血小板活化增强，表现为与人体组织伤口修复类似的特征，我们推测，此时巨噬细胞可能将带有经血的内膜碎片组织误认为自身的组织创伤，从而错误地启动了促进组织修复的M2活化途径，促进了异位内膜组织的种植和生长，最终促进EMs的发生和发展[25，32]。

4 结语

巨噬细胞在EMs的发生发展过程中发挥着重要作用，其表型和功能的变化对EMs的免疫机制起着调控作用。巨噬细胞的功能减弱则不能有效清除异位子宫内膜细胞，也是导致EMs病情进展的重要原因。此外，巨噬细胞的过度活化还可以激活免疫细胞的凋亡，促进异位内膜的植入，从而加速EMs病程进展。因此，深入探讨巨噬细胞在EMs发病机制中的作用，不仅可为EMs发病机制研究提供依据，而且可以为EMs的临床治疗提供新的思路和治疗靶点。

［1］庄梦斐，孙兆贵，张婷婷.腹腔微环境中巨噬细胞与子宫内膜异位症关系的研究进展［J］.生殖与避孕，2015，35（1）：47.

［2］SAMPSON J A.Metastatic or Embolic Endometriosis，due to the Menstrual Dissemination of Endometrial Tissue into the Venous Circulation［J］.AmJ Pathol，1927，3（2）：93.

［3］ASANTE A，TAYLOR R N.Endometriosis:the role ofneuroangiogenesis［J］.Annu RevPhysiol，2011，73:163.

［4］VERIT F F，YUCEL O.Endometriosis，leiomyoma and adenomyosis：the risk of gynecologic malignancy［J］.Asian Pac J Cancer Prev，2013，14（10）：5589.

［5］WEI J J，WILLIAMJ，BULUN S.Endometriosis and ovarian cancer：a review of clinical，pathologic，and molecular aspects［J］.Int J Gynecol Pathol，2011，30（6）：553.

［6］GORDON S，MARTINEZ F O.Alternative activation of macrophages：mechanism and functions ［J］.Immunity，2010，32（5）：593.

［7］SIKORAJ，MIELCZAREK-PALACZA，KONDERA-ANASZZ，et al.Association of the Precursor of Interleukin-1 and PeritonealInflammation-Role in Pathogenesisof Endometriosis.J Clin Lab Anal.2016，30（6）：831.

［8］BACCIM， CAPOBIANCOA， MONNOA， etal.Macrophages are alternatively activated in patients with endometriosis and required for growth and vascularization of lesions in a mouse model ofdisease［J］.Am J Pathol，2009，175（2）：547.

［9］NOY R，POLLARD J W.Tumor-Associated Macrophages:FromMechanismstoTherapy［J］.Immunity，2014，41（1）：49.

［10］PALMA M D，NALDINI L.Tie2-expressing monocytes（TEMs）：novel targets and vehicles of anticancer therapy［J］.BiochimBiophys Acta，2009，1796（1）：5.

［11］CAPOBIANCO A，MONNO A，COTTONE L，et al.Proangiogenic Tie2 （+）macrophages infiltrate human and murine endometriotic lesions and dictate their growth in a mouse model of the disease ［J］.Am J Pathol，2011，179（5）：2651.

［12］TAKEBAYASHI A，KIMURA F，KISHI Y，et al.Sub-populations of macrophages within eutopic endometrium of endometriosis patients［J］.Am J Reprod Immunol，2015，73（3）：221.

［13］JEUNG I，CHEON K，KIM M R.Decreased Cytotoxicity of Peripheral and Peritoneal Natural Killer Cell in Endometriosis［J］.Biomed Res Int，2016:2916070.

［14］TAO B，JIN W，XU J，et al.Myeloid-Specific Disruption ofTyrosinePhosphataseShp2PromotesAlternativeActivation of Macrophages and Predisposes Mice to Pulmonary Fibrosis［J］.J Immunol，2014，193（6）：2801.

［15］WANGY，CHENH，WANGN，etal.Combined17β-EstradiolwithTCDDPromotesM2PolarizationofMacrophagesinthe Endometriotic Milieu with Aid ofthe Interaction between Endometrial Stromal Cells and Macrophages ［J］.PLoS One，2015，10（5）：e0125559.

［16］RAKHILA H，Al-AKOUMM，BERGERON ME，et a1.Promotion of xngiogenesis and proliferxtion cytokines patterns in peritoneal fluid from women with endometriosis［J］.J Reprod Immunol，2016，116:1.

［17］黄艺舟，林俊.子宫内膜异位症相关巨噬细胞的研究进展［J］.国际妇产科学杂志，2016，43（4）：449.

［18］BESTE MT，PFAFFLE-DOYLE N，PRENTICE E A，et al.Molecular network analysis ofendometriosis reveals a role forc-Jun-regulatedmacrophageactivation［J］.SciTranslMed，2014，6（222）：222ra16.

［19］李卓莉，郝敏，赵卫红.免疫细胞在子宫内膜异位症发病机制中的作用［J］. 国际妇产科学杂志，2014，41（3）：260.

［20］WU MH，CHUANG P C，LIN Y J，et al.Suppression of annexinA2byprostaglandin E2 impairs phagocytic ability of peritoneal macrophages in women with endometriosis［J］.HumReprod ，2013，28（4）：1045.

［21］KHAN K N，KITAJIMA M，HIRAKI K，et al.Immunopathogenesis ofpelvic endometriosis:role of hcpatocytc growth factor，macrophages and ovarian stcroids［J］.Am J Reprod Immunol，2008，60（5）：383.

［22］ITOH F，KOMOHARA Y，TAKAISHI K，et al.Possible involvement of signal transducer and activator of transcription-3 in cell-cell interactions of peritoneal macrophages and endometrial stromal cells in hnman endometriosis［J］.Fertil Steril，2013，99（6）：1705.

［23］ONO M.Molecular links between tumor angiogenesis and inflammation:inflammatorystimuli ofmacrophages and cancer cells as targets for therapeutic strategy［J］.Cancer Sci，2008，99（8）：1501.

［24］SIKORA J， SMYCZ-KUBANSKA M， MIELCZAREK-PALACZ A，et al.Abnormalperitonealregulation of chemokine activation-The role of IL-8 in pathogenesis of endometriosis ［J］.Am J Reprod immunol，2017，77（4）.［Epub ahead ofprint］

［25］MANTOVANI A，SICA A，SOZZANI S，et al.The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization［J］.Trends Immunol，2004，12（12）：677.

［26］CHUANG P C，LIN Y J，WU M H，et al.Inhibition of CD36 dependent phagocytosis by prostaglandin E2 contributes to the development of endometriosis［J］.Am J Pathol，2010，176（2）：850.

［27］SMITH K A，PEARSON C B，HACHEY A M，et al.Alternative activation of macrophages in rhesusmacaques（Macaca mulatta)with endometriosis［J］.Comp Med，2012，62（4）：303.

［28］宁丽，陈萱，庄如锦.子宫内膜异位症发病机制的研究进展［J］.现代医学生物进展，2016，16（3）：593.

［29］BOHONYI N，POHCZKY K，SZALONTAI B，et al.Local upregulation of transient receptor potentialankyrin 1 and transient receptor potential vanilloid 1 ion channels in rectosigmoid deep infiltrating endometriosis［J］.Mol Pain，2017，13:1.

［30］AN M，LI D，YUAN M，et al.Interaction of macrophages and endometrial cells induces epithelial-mesenchymal transition-likeprocessesinadenomyosis［J］.BiolReprod，2017，96（1）：46.

［31］SHAO J，ZHANG B，YU J J，et al.Macrophages promote the growth and invasion of endometrial stromal cells by downregulating IL-24 in endometriosis［J］.Reproduction，2016，152（6）：673.

［32］余静，汪利群.子宫内膜异位症病因、发病机制及其微环境的研究进展.南昌大学学报（医学版），2011，51（4）：85.

The Research Progress of Macrophages in the Related Immune Mechanism of Endometriosis

ZHOUZanhua，WEI Zhe
（FacultyofMedical and Health，Lishui University，Lishui 323000，Zhejiang）

Macrophages are major regulatory cells of innate immunity.Macrophages are induced and modulated to differentiation by various micro-environmental signals，and characterized by different phenotypes and functions due to different induced factors.Endometriosis （EMs）is closely related to immune response injury.Macrophages play an important role in the planting and growth of the endometrium lesions in endometriosis（EMs），and their phenotype and functional changes play a regulatory role in the immune mechanism of EMs.The hyperactivation of macrophages can also activate the apoptosis of immune cells and promote the implantation of endometrium，thus accelerating the progress of EMs.This reviewsummarizes the role of macrophages in the pathogenesis of EMs，and provides bases for the research in the pathogenesis of EMs.Furthermore，it can provide newideas and therapeutic targets for the clinical treatment ofEMs.

macrophages；endometriosis；immunologic mechanism；selective activation

10.3969/j.issn.2095-3801.2017.05.010

R711.71

A

2095-3801（2017）05-0061-05

2017-05-30；

2017-06-26

浙江省自然科学基金一般项目“选择性活化的巨噬细胞在子宫内膜异位发生与发展中的作用”（LY15H040009）

周赞华，女，浙江缙云人，教授，硕士。