巨噬细胞旁分泌信号差异性调控成纤维细胞诱导的胶原组织重塑：M1表型抑制基质重构能力的新机制

《Tissue Engineering and Regenerative Medicine》：Macrophage Paracrine Signalling Differentially Affects Fibroblast-Induced Collagenous Tissue Remodelling

本研究针对组织修复中功能丧失与结构紊乱的难题，聚焦巨噬细胞极化（M1/M2a/M2c）通过旁分泌信号调控成纤维细胞胶原重塑的作用。研究人员通过构建成纤维细胞-胶原微组织模型，结合条件培养基与细胞因子富集培养基，发现M1巨噬细胞分泌因子（如TNF-α、IL-1β）通过增强基质金属蛋白酶（MMP）活性和降低细胞收缩力，显著抑制组织 compaction（压缩）；而M2a/M2c表型则促进功能性重塑。该研究揭示了巨噬细胞极化因子与血清成分对实验结果的干扰，为靶向免疫调控促进组织功能性再生提供了新视角。

　　

组织损伤后的修复过程常伴随功能丧失、结构紊乱和过度纤维化，例如肌腱愈合中胶原纤维排列异常或皮肤瘢痕形成。这一问题的核心在于细胞外基质（ECM）降解与合成的失衡，而成纤维细胞作为基质重塑的关键执行者，其行为受免疫细胞（尤其是巨噬细胞）的精密调控。巨噬细胞可极化为促炎M1表型或促修复M2表型（如M2a、M2c），通过分泌细胞因子影响成纤维细胞的胶原代谢与重组能力。然而，不同极化表型巨噬细胞的旁分泌信号如何直接调控成纤维细胞的结构重塑功能，尚不明确。为此，Hannah F. M. Brouwer团队在《Tissue Engineering and Regenerative Medicine》发表研究，通过体外模型揭示M1与M2巨噬细胞旁分泌信号对胶原组织重塑的差异性影响。

研究采用THP-1来源的巨噬细胞，经脂多糖（LPS）/干扰素-γ（IFN-γ）、白细胞介素-4（IL-4）/IL-13或IL-10诱导分化为M1、M2a与M2c表型，收集其条件培养基（CM）并分析细胞因子谱。通过 multiplex ELISA 定量 TNF-α、IL-1β、TGF-β等关键因子，并配制模拟细胞因子富集培养基（CE）。以人真皮成纤维细胞（NHDF）嵌入Ⅰ型胶原构建微组织模型，通过测量组织压缩率、基因表达（胶原合成、MMP/TIMP、α-SMA）、胶原 zymography 及免疫荧光染色，评估巨噬细胞因子对成纤维细胞重塑功能的影响。

3.1 极化巨噬细胞的分泌谱随时间动态变化

M1巨噬细胞在极化24小时内高分泌TNF-α、IL-1β等促炎因子，而M2a/M2c表型则以低炎症因子、高TGF-β为特征。更换无极化因子培养基48小时后，M1早期分泌因子显著减少，但IL-8、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）持续表达，提示表型相关因子的时序差异性。

3.2 巨噬细胞条件培养基调控组织压缩与基因表达

含极化因子的24小时条件培养基（24h CM）中，M1-CM显著抑制组织压缩，M2c-CM则促进压缩；而去除极化因子的48小时条件培养基（48h CM）无组间差异，表明极化因子直接干扰重塑过程。基因表达显示M1-CM上调基质金属蛋白酶-1（MMP-1）、MMP-2及装饰蛋白（Dcn），下调α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA），提示M1信号偏向基质降解而非收缩。

3.3 极化因子直接干扰成纤维细胞功能

单独添加极化因子（PF）的实验证实，LPS/IFN-γ（M1-PF）直接抑制组织压缩并上调MMP-1、TIMP-1/2表达，而IL-4/IL-13（M2a-PF）与IL-10（M2c-PF）影响较弱，进一步验证极化因子为混淆因素。

3.4 血清浓度显著影响重塑结果

降低培养基血清浓度（10%→2.5% FBS）后，所有组别组织压缩率均下降，但M1-CE培养基仍呈现最低压缩率，凸显血清中未知因子可能掩盖巨噬细胞特异性信号。

3.5 M1细胞因子通过增强MMP活性抑制重塑

在低血清条件下，M1-CE培养基显著降低组织压缩，伴随MMP-1/pro-MMP-1酶活性升高及α-SMA表达下降；相反，M2a/M2c-CE促进压缩且维持成纤维细胞收缩纤维结构。结果表明M1信号通过协同激活基质降解与削弱细胞牵引力，损害功能性重塑能力。

本研究系统阐明巨噬细胞旁分泌信号对胶原组织重塑的调控机制：M1表型通过高表达TNF-α、IL-1β等因子诱导成纤维细胞偏向基质降解，抑制其收缩与重组功能；而M2表型则支持稳态重塑。研究强调极化因子与血清成分在旁分泌研究中的干扰风险，提出采用定制细胞因子富集培养基以精准解析免疫-基质细胞互作。该成果为靶向巨噬细胞极化策略（如调控M1/M2平衡）促进组织再生提供了理论依据，对肌腱、皮肤等纤维化疾病的治疗具有重要转化价值。