巨噬细胞极化改变在结核性肉芽肿形成和发展中的作用及其调控机制研究

结核性肉芽肿是结核病（TB）的基本病理特征，其形成和发展是免疫系统和结核菌互为主动的斗争结果。巨噬细胞（MΦ）作为TB免疫的起始细胞和主要效应细胞，参与了肉芽肿形成和发展的全过程。近期报道及我们的前期研究提示，在结核性肉芽肿的不同阶段MΦ可能存在表型和功能的极化改变，但其极化过程的演变、机制、影响因素及意义不明。本课题拟通过构建结核菌肉芽肿体外模型和TB豚鼠模型，结合显微切割、激光共聚焦、流式细胞和基因芯片等技术，系统深入地探讨：①结核性肉芽肿形成和发展不同阶段MΦ表型、功能、CKs和CKR表达谱等的改变及相关机制；②MΦ极化改变对肉芽肿形成和发展的意义；③机体免疫及结核菌数量和毒力等对MΦ极化和肉芽肿的影响。以期较全面地了解MΦ在结核肉芽肿形成和发展过程中的变化和意义，更深入地理解结核性肉芽肿形成和发展的机制，对进一步阐明TB的病理机制、加深对TB发生和发展规律的认识具有重要的理论意义。

巨噬细胞（MΦ）是结核性肉芽肿的成核细胞和主要维持细胞，在结核性肉芽肿的形成和发展过程中发挥重要作用，明确MΦ在结核性肉芽肿不同进程中的极化改变、机制及意义，以及其极化改变对肉芽肿的影响具有重要意义。在本项目研究中，我们成功构建了人结核性肉芽肿体外模型，并在此基础上探讨了结核分枝杆菌(Mtb)感染过程中MΦ表型和功能的变化情况。我们的研究发现Mtb 感染早期MΦ主要向M1极化，其后逐渐向M2方向演变，形成M1/M2 混合表型。随后在结核病患者肺组织水平的研究也发现人肺结核性肉芽肿部位同样有M1/M2 混合型巨噬细胞浸润。功能研究发现M1型巨噬细胞对Mtb 的杀伤功能显著增强，而M2细胞的杀菌功能则受到明显抑制。随后，本研究探讨了巨噬细胞的极化状态对结核性肉芽肿形成和发展的影响。结果显示M1细胞可显著促进结核性肉芽肿的形成和发展，而M2细胞则可明显抑制结核性肉芽肿的形成和发展。油红O 染色发现，在Mtb 感染过程中肉芽肿巨噬细胞发生泡沫化改变，而M2型巨噬细胞可显著促进泡沫巨噬细胞的形成。此外，本项目研究还发现Mtb 感染后肉芽肿巨噬细胞还原型谷胱甘肽水平逐渐降低，促进肉芽肿呈氧化应激状态。抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)可以显著纠正细胞内的氧化应激状态，增强巨噬细胞对Mtb 的杀菌活性，同时显著促进Mtb感染过程中结核性肉芽肿的形成。小鼠结核病模型中的研究同样发现，模型鼠肺组织中MΦ的数量显著增多，且早期主要以M1表型为主，随后逐渐向M2表型转化；NAC 处理组动物肺组织中的荷菌量显著降低，炎性病理改变较对照组明显轻微。本项目系统探讨了Mtb 感染过程中巨噬细胞的极化改变及相关机制，并首次揭示了不同极化状态的巨噬细胞以及氧化还原状态对结核性肉芽肿形成和发展的影响。