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外泌体和微小 RNA(miRNAs):脓毒症病理生理学中巨噬细胞极化的关键调节因子
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月18日 来源:European Journal of Medical Research 2.8
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这篇综述聚焦脓毒症,深入探讨外泌体和微小 RNA(miRNAs)在巨噬细胞极化过程中的关键作用。它们影响脓毒症中炎症反应,与疾病进展密切相关。文中梳理了相关机制,还探讨了诊疗应用潜力,为脓毒症研究提供了新视角。
### 脓毒症:亟待攻克的医学难题
脓毒症被世界卫生组织(WHO)视为全球健康的重大关切。它是由感染引发的严重炎症状态,在医院接受治疗的患者中,约 30 - 45% 可能因脓毒症死亡。急性呼吸窘迫综合征(ARDS)作为多器官功能障碍综合征的一种,是脓毒症常见且严重的并发症,对脓毒症的发病率和死亡率影响显著。
巨噬细胞在身体的自然防御机制中至关重要,它们能吞噬病原体、清除衰老细胞,还能调节免疫反应。当单核细胞受到病原体刺激,会转化为巨噬细胞,随后巨噬细胞可分化为 M1 和 M2 两种类型。M1 巨噬细胞会产生大量炎症细胞因子,可能引发细胞因子风暴综合征和感染性休克;M2 巨噬细胞则能产生抗炎化合物,有助于阻止脓毒症的进展 。
miRNA 是一类长度通常为 22 - 26 个核苷酸的非编码 RNA 分子,在基因表达调控中发挥着关键作用。研究发现,在多种物种中已鉴定出约 38,600 种不同的 miRNA,人类基因组中约有 2,600 种成熟 miRNA。miRNA 的产生途径包括经典途径和非经典途径,其生成过程涉及多种酶和蛋白质的参与 。
在脓毒症中,miRNA 的作用十分复杂。脓毒症初期,具有抗炎特性的 miRNA 可能有益,但在后期可能带来风险。例如,在脓毒症小鼠的肺内皮细胞中,miR - 155 水平大幅升高,它会与 Claudin - 1 蛋白结合,导致毛细血管渗漏。此外,miR - 146a 和 miR - 146b 在促进内毒素耐受方面可能发挥重要作用,它们能调节 TNF 基因的表达,维持免疫细胞对病原体的耐受性 。
外泌体是一类直径为 30 - 150nm 的细胞外小囊泡,可携带生物活性物质,如 miRNA、蛋白质和脂质等,在细胞间通讯中发挥重要作用。在脓毒症研究中,外泌体备受关注。研究发现,脓毒症小鼠的外泌体数量和大小会发生显著变化,且外泌体中的 miRNA 能影响免疫细胞功能,促进器官功能障碍和脓毒症的进展 。
例如,Balusu 团队发现,在炎症条件下,小鼠脉络丛上皮(CPE)会释放含有 miR - 146a 和 miR - 155 等炎症相关 miRNA 的外泌体,这些外泌体可进入脑脊液(CSF),影响大脑功能。此外,研究还发现,外泌体中的 miRNA 可作为脓毒症诊断和预后预测的潜在生物标志物,为临床诊疗提供新的思路 。
巨噬细胞极化在脓毒症的发展过程中起着关键作用。目前关于巨噬细胞的起源有两种主要观点,一种认为造血干细胞在骨髓中转化为单核细胞,再分化为组织特异性巨噬细胞;另一种观点认为胚胎发育中的祖细胞先转化为肝单核细胞,再进一步分化为组织巨噬细胞 。
巨噬细胞可极化为 M1 和 M2 两种表型,M1 巨噬细胞具有促炎特性,能吞噬病原体和衰老细胞;M2 巨噬细胞则具有抗炎和组织修复功能。在脓毒症中,M1 和 M2 巨噬细胞的平衡被打破,过度的 M1 极化会导致炎症加剧和细胞损伤,而 M2 极化则有助于缓解炎症和促进组织修复 。
众多研究表明,miRNA 与巨噬细胞极化密切相关。在 M1 巨噬细胞中,miR - 155 的表达显著增加,它能调节 M1 巨噬细胞相关基因的表达,促进炎症反应。而 miR - 130b - 3p 则能抑制 IRF1 的活性,阻止巨噬细胞向 M1 表型转化 。
在 M2 巨噬细胞中,miR - 223 发挥着重要作用,它能调控过氧化物酶体增殖物激活受体 - γ(PPAR - γ)的活性,促进 M2 巨噬细胞的功能。此外,还有许多 miRNA,如 miR - 9、miR - 26a - 2 等,也参与了巨噬细胞极化的调控过程 。
外泌体在巨噬细胞极化过程中也扮演着重要角色。研究发现,脂肪和胆固醇含量高的饮食会促使肝细胞分泌携带 miR - 192 - 5p 的外泌体,miR - 192 - 5p 能通过调节 Rictor/Akt/FoxO1 通路,诱导巨噬细胞向 M1 表型极化,导致肝脏炎症 。
在脓毒症相关急性肺损伤中,中性粒细胞释放的外泌体(TNF - Exo)可激活巨噬细胞,诱导其发生焦亡(pyroptosis)。外泌体中的 miR - 30d - 5p 能通过靶向 SOCS - 1 和 SIRT1 蛋白,调节 TNF - Exo 对巨噬细胞的作用,影响脓毒症的进展 。
外泌体和 miRNA 在脓毒症中对巨噬细胞极化的调控作用已逐渐明晰,但仍有许多未知有待探索。未来研究需进一步阐明外泌体和 miRNA 影响脓毒症中巨噬细胞功能的复杂机制,明确具体的 miRNA 及其靶点,以及它们的失调如何导致免疫功能障碍 。
在临床应用方面,需优化外泌体的分离方法和修饰技术,提高其治疗效果。例如,可将外泌体作为药物载体,与传统药物联合使用,增强对脓毒症的治疗效果。同时,在使用患者来源的外泌体和动物模型进行研究时,需充分考虑伦理问题,确保研究的科学性和伦理性 。
总之,深入研究外泌体和 miRNA 在脓毒症中的作用,有望为脓毒症的诊断、预防和治疗开辟新的道路,为改善患者的临床预后带来新的希望。
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