1. 巨噬细胞表型

参与创伤修复的巨噬细胞被分为M1型和M2型两种 ^{[ 4 ]} 。M1型细胞表达CD86等表面标志物，主要由辅助性T淋巴细胞亚群Th1和NK细胞分泌的 γ干扰素（interferon γ，IFN-γ）和TNF-α激活。该型巨噬细胞能分泌大量促炎介质，如TNF-α、诱导型一氧化氮合酶及IL-1、IL-6、IL-12等 ^{[ 5 - 6 ]} ，故也被称为“经典活化型”巨噬细胞。

M2型细胞主要由IL-4、IL-10或IL-13激活，表达CD206等表面标志物，分泌的促炎介质较少，分泌的精氨酸酶能够抑制NO的释放，故其杀菌能力弱于M1型细胞，抗原呈递能力也较弱。但该型巨噬细胞分泌的各种生长因子、蛋白酶及蛋白酶抑制剂能促进炎症消退以及修复性细胞（内皮细胞、成纤维细胞等）增殖、血管生成及细胞外基质重塑，故也被称为“替代性活化型”巨噬细胞。此外，M2型细胞具有M2a、M2b、M2c、M2d 4种亚型。M2a亚型分泌促纤维化因子，在胶原生成和创面收缩中起重要作用；M2b亚型同时分泌促炎和抗炎因子，作为炎症调控亚型发挥作用；M2c亚型除具有抗炎和促纤维化作用之外，还可起到吞噬凋亡细胞的作用；M2d亚型又称为“肿瘤相关巨噬细胞”，可促进血管生成和肿瘤转移 ^{[ 7 - 9 ]} 。

巨噬细胞具有高度可塑性，M1型细胞经IL-4和IL-13混合物刺激后，可向M2型转化；同样M2型细胞经脂多糖或IFN-γ刺激后，可向M1型转化 ^{[ 10 ]} 。组织工程可利用细胞可塑性，选择性调控巨噬细胞极化，以获得利于组织再生的细胞极化状态。研究已证明化学因素（如细胞因子、生长因子等）、物理因素（如基质形貌、硬度、粗糙度等）以及机械因素（如负载力等），均会影响巨噬细胞极化 ^{[ 11 ]} ，但如何精准控制巨噬细胞极化程度以及极化时间仍是需解决的难题。

2. 巨噬细胞与组织工程

组织损伤愈合过程分为炎症期、增殖期和重塑期3个阶段 ^{[ 12 ]} ，巨噬细胞在整个过程中持续存在且发挥主导作用。组织损伤后，血小板迅速聚集以发挥止血作用，同时血小板和组织内的肥大细胞进行脱颗粒，直接激活创伤部位的固有免疫系统，引起多种炎症介质及生长因子释放。炎症早期，损伤后产生的因子，如激活的补体、血小板脱颗粒释放的因子和趋化因子等被释放，以募集血液循环中的中性粒细胞；待中性粒细胞浸润组织后，将招募血液循环中的单核细胞进入创伤区域，单核细胞随后分化为巨噬细胞，巨噬细胞随即发挥吞噬病原的作用，并分泌大量细胞因子及炎症介质。炎症后期，炎症消退和白细胞减少后，巨噬细胞刺激成纤维细胞、内皮细胞和角质细胞增生，组织进入增殖期 ^{[ 13 - 15 ]} ，此期内可有大量胶原沉积和新生血管生成。重塑期，大多数巨噬细胞、内皮细胞及肌成纤维细胞凋亡，成纤维细胞和基质金属蛋白酶则调节胶原的生成和降解，进而调控细胞外基质成分。

创面愈合是一个动态过程，虽然被人为分为3个阶段，但每个阶段都没有明确的时间定义，且每个阶段都存在细胞组成及功能的重叠 ^{[ 12 ]} 。而整个过程中巨噬细胞的功能更替对创面修复起着关键作用 ^{[ 16 ]} 。Chen等 ^{[ 17 ]} 的研究发现，受伤后7～14 d 创面M1型细胞逐渐增多并达峰值；而M2型细胞早期数量保持稳定，14～18 d后逐渐增多并达到峰值。该研究结果证实了M1型细胞出现在炎症早期，而此后的损伤修复则以M2型细胞为主。整个创面修复过程中，两种表型巨噬细胞可相互转化并保持平衡。

促进组织修复的生物材料常在组织愈合炎症期植入创面 ^{[ 18 ]} 。生物材料植入体内可引起异物反应，材料表面将会发生血浆蛋白质吸附，进而产生一种包含补体、血小板、免疫细胞、多种细胞因子和趋化因子的临时微环境，招募多种炎症细胞至损伤部位，引起急性和慢性炎症。中性粒细胞及肥大细胞主导的急性炎症一般在1周内消退，并可致肉芽组织增生和组织修复；而由单核-巨噬细胞主导的慢性炎症会引发巨噬细胞聚集融合，形成多核巨细胞，持续慢性炎症将损伤邻近组织，并导致植入物周围纤维囊形成，最终造成植入失败 ^{[ 4 ， 19 - 20 ]} 。破坏巨噬细胞由M1型向M2型转化进程，可导致M1型细胞滞留，从而引起慢性炎症。为此，为实现组织修复与再生，巨噬细胞极化需要得到精确控制。

3. 力学刺激对巨噬细胞极化的调控

力学刺激对于维持细胞稳态起重要作用，参与了巨噬细胞形态、表型及功能的调控。血液中的单核细胞受血流剪切力的影响保持滚动状态或附着于内皮细胞。在受到异常剪切力时，附着于内皮细胞的单核细胞增多且向M1型转化增强，可引起动脉粥样硬化等疾病 ^{[ 21 ]} ；巨噬细胞能根据不同的剪切力调整形态和功能，以应对该力学刺激 ^{[ 22 ]} 。以上情况充分体现了机械环境在巨噬细胞功能调控中发挥重要作用。Adams等 ^{[ 23 ]} 的研究证明，巨噬细胞表型仅是一种短暂的存在形式，细胞受到不同环境刺激（包括化学、物理和机械刺激）时可互相转化。目前，对于化学刺激（主要为前述的可溶性细胞因子等）和物理刺激（细胞外基质硬度、粗糙度等）对巨噬细胞极化的作用已较明确，机械刺激对巨噬细胞极化的影响尚无明确结论 ^{[ 24 ]} 。

4. 展望

创面愈合过程中M2型细胞的组织修复和重塑作用必不可少，而M1型细胞的吞噬功能也不可或缺 ^{[ 43 - 44 ]} 。根据不同疾病选择性诱导特定巨噬细胞表型是可行的思路。相比M1型细胞的促炎作用，M2型细胞抗炎促修复作用是组织工程中实现组织修复所必须的，因此研究者更倾向于控制条件以获取M2型细胞 ^{[ 45 ]} 。体外实验也已证明，不同类型、大小及振幅的机械力可直接诱导或通过影响非巨噬细胞功能间接诱导巨噬细胞向M2型转化并促进组织再生，但具体作用方向及机制尚不明确，需要进一步阐明。结合机械力对巨噬细胞极化的影响，机械环境下非巨噬细胞的功能及分泌因子对巨噬细胞极化的调节作用及作用机制、如何利用这一调节作用均是今后研究方向。

利益冲突　在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；课题经费没有影响文章观点

作者贡献声明　许晨露：文献检索、资料归纳整理和文章撰写；余丹：综述设计及逻辑把控；朱慧勇：文章修订、校对

Funding Statement

浙江省基础公益研究计划（LGF20H140007）；浙江省医药卫生科技计划项目青年人才计划（2019RC151）

Funding Statement

Zhejiang Province Welfare Technology Research Project (LGF20H140007); Young Talents Project of Zhejiang Provincial Health Department (2019RC151)

References