巨噬細胞及其極化在黃韌帶肥厚中的作用研究進展

姜成 楊俊輝 王偉 張鎮武 楊炯灰 楊永龍 黃春明

【摘 要】黃韌帶肥厚（HLF）會導致腰椎管狹窄（LSS），進而引起四肢疼痛、行走障礙等一系列臨床癥狀。其中炎癥是導致黃韌帶肥厚的一個重要原因，而巨噬細胞在炎癥中發揮重要作用。已有人體標本、動物模型及細胞實驗相關的研究證實HLF中有巨噬細胞浸潤，但其在HLF中發揮的具體機制仍不清楚。本文主要介紹了國內外有關巨噬細胞及其極化在黃韌帶肥厚中的作用的相關研究進展，以期為HLF的病因提供新的見解與研究方向。

【關鍵詞】黃韌帶；黃韌帶肥厚；巨噬細胞

中圖分類號：R392.12 文獻標識碼：A 文章編號：1004-4949（2022）24-0149-03

Research Progress on the Role of Macrophages and Their Polarization in the Hypertrophy of the Ligamentum Flavum

JIANG Cheng1， YANG Jun-hui1， WANG Wei1， ZHANG Zhen-wu1， YANG Jiong-hui1， YANG Yong-long1， HUANG Chun-ming2

（1.The First School of Clinical Medicine， Guangdong Medical University， Zhanjiang 524000， Guangdong ， China； 2.Department of Spine Surgery， the Peoples Hospital of Gaozhou， Gaozhou 525200， Guangdong， China）

【Abstract】Hypertropohy of ligamentum flavum （HLF） can lead tolumbar spinal stenosis （LSS）， and then cause a series of clinical symptoms such as limb pain and walking disorder. Inflammation is an important cause of HLF， and macrophages play an important role in inflammation. Studies on human specimens， animal models and cell experiments have confirmed that there is macrophage infiltration in HLF， but the specific mechanism of its role in HLF is still unclear. This article mainly introduces the research progress on the role of macrophages and their polarization in HLF at home and abroad， in order to provide new insights and research directions for the etiology of HLF.

【Key words】Ligamentum flavum； Hypertrophy of ligamentum flavum； Macrophages

黃韌帶是連接椎體并覆蓋椎管后壁的韌帶組織。黃韌帶肥厚（hypertropohy of ligamentum flavum，HLF）導致腰椎管狹窄（lumbar spinal stenosis，LSS），壓迫神經，引起神經源性跛行臨床綜合征[1]。LSS每年治療費用高達數百億美元，給國家及人民造成了極大經濟負擔，同時LSS也是老年人下腰和四肢疼痛、行走障礙和其他形式殘疾的常見原因，這對人們的生活質量造成了極大的困難[2，3]。因此研究黃韌帶肥厚的病因從而解決LSS所帶來的負擔是必要的。炎癥是HLF的原因之一，巨噬細胞作為慢性炎癥及纖維化中的重要細胞，研究發現巨噬細胞及其極化在HLF中有著重要作用。本文就巨噬細胞及其極化在黃韌帶肥厚中的研究進展作一綜述，以期期為HLF的病因提供新的見解與研究方向。

1 黃韌帶

1.1 黃韌帶解剖結構 黃韌帶（ligamentum flavum，LF）由彈性纖維、膠原蛋白纖維、嗜銀纖維和基質構成，其中膠原蛋白纖維和彈性纖維總量最多，彈性纖維的比例可達60%～80%。研究顯示[4]，LF的應力-移位變化曲線與彈性纖維類似，能產生所謂“預張力”（pre-tension），減少LF本身在脊椎管內伸展時會發生彎曲而后凸入椎管擠壓脊髓的可能性。兩種纖維雖然處于不同層次上，但同種纖維彼此平行，兩種不同纖維的方向彼此交叉。拉伸時兩種纖維會因剪刀式的閉合方式而變為互相平行。LF組織學特征決定了它特殊的柔韌性：即當它被牽拉時可因延展而變長變??；當上下椎板彼此接近時，其也可短縮，此改變可避免LF產生褶皺而突入脊柱椎管內。

1.2 黃韌帶肥厚 黃韌帶肥厚是指黃韌帶發生增生、肥厚，是長期的退行性病理改變[5]。研究發現[6]，隨著年齡的增長，LF的彈性纖維減少，而膠原纖維增加。進一步的解剖染色等實驗證實[7]，LF肥大既可以是由于正常彈力層的加厚，也可以是由于異常膠原層增厚所致。導致黃韌帶肥厚的危險因素有機械應力、年齡、糖尿病、腰椎間盤突出癥及肥胖。作為炎癥所導致的纖維化，參與黃韌帶肥厚的炎癥因子包括轉化生長因子-β、白細胞介素-6（IL-6）、MicroRNAs、生長因子、溶血磷脂酸（LPA）及其他炎癥因子。另有研究發現[8]，巨噬細胞在黃韌帶肥厚中也有著關鍵作用。對于黃韌帶肥厚的病因雖然已有一些研究，但其具體原因仍不甚清楚，有待進一步研究。

2 巨噬細胞及其極化

埃利？梅茨尼科夫（Elie Metcnikoff）首次提出關于巨噬細胞的描述[9]。Mosser DM等[10]描述了巨噬細胞的3個功能：宿主防御、傷口愈合和免疫調節。隨著研究進展，發現脂多糖（LPS）、干擾素-γ（IFN-γ）及細胞因子IL-4可誘導巨噬細胞表達不同類型的基因。在極化過程中區分了兩個主要的群體。由LPS激活活化的巨噬細胞被命名為“經典激活的巨噬細胞”，而IL-4刺激活化的巨噬細胞被命名為“交替激活的巨噬細胞”[11]。而后Mantovani A等[12]總結，用M1表示“經典激活的巨噬細胞”，用M2表示經典M1以外的各種巨噬細胞激活形式，基于M2巨噬細胞在Ⅱ型反應、免疫調節和組織重塑中的普遍參與。3種明確定義的M2形式為：由IL-4或IL-13誘導形成的M2a；由IC和Toll樣受體（TLR）或IL-1R激動劑誘導形成的M2b；由IL-10和糖皮質激素誘導形成的M2c。其中M1巨噬細胞有很強的促炎特性；M2a巨噬細胞可以促進組織修復；M2b巨噬細胞可以抑制急性炎癥反應；M2c巨噬細胞可以抑制炎癥反應和刺激血管生產[13，14]。

3 巨噬細胞與黃韌帶肥厚發生機制分析

3.1 巨噬細胞促進LF纖維生成 正常黃韌帶由70%的彈性蛋白和30%膠原蛋白組成，肥厚的黃韌帶中彈性纖維斷裂、紊亂，膠原組織過度增生、增厚、紊亂。由于瘢痕通常是炎癥過程的終末階段，因此有了黃韌帶肥厚是炎癥結果導致的假設。為研究黃韌帶肥厚中細胞浸潤的炎性細胞的存在和組成，L？hr M等[15]進行了相關研究，結果顯示肥厚的人黃韌帶標本中以巨噬細胞浸潤為主，同時伴有大量成纖維細胞的產生，表明黃韌帶肥厚過程是一種慢性的、非特異性的炎癥反應。Amudong A等[16]通過對30例人黃韌帶標本的研究證實，肥厚患者的成纖維細胞高于無肥厚患者。另有研究顯示[17]，LSS中LF顯示出感覺神經過度支配的跡象，但沒有炎癥或細胞增殖的跡象。這與之前的關于巨噬細胞在黃韌帶肥厚中有明顯促進作用的結果有所不同，具體原因尚不清楚。為驗證巨噬細胞在黃韌帶肥厚中的作用，有學者設計了動物黃韌帶肥厚模型進行實驗，該研究團隊在進行對人黃韌帶標本染色的同時，利用動物造模進行研究，該實驗發現人類肥厚的黃韌帶中有巨噬細胞的浸潤，小鼠模型中損傷區黃韌帶首先出現大量巨噬細胞浸潤，而后隨著巨噬細胞的消退出現了大量成纖維細胞的增加，最終導致黃韌帶肥厚，間接證明小鼠模型中巨噬細胞激活成纖維細胞與LF肥大有關[8]；該團隊通過一種動物模型的建立進行機械刺激對黃韌帶肥厚的影響進行研究發現，機械刺激可以使黃韌帶肥厚，但并未有巨噬細胞的浸潤，說明機械刺激對于黃韌帶肥厚是一個單獨的危險因素[18]。

3.2 巨噬細胞促進LF血管生成 巨噬細胞和血管內皮細胞中轉化生長因子-β的表達強度較高，現臨床認為其為最有效的促進細胞外膠原沉積的因素。炎癥在黃韌帶肥厚中起重要作用，而當黃韌帶肥厚發展到最終階段，即以瘢痕形成為特征，此時炎癥就會消失。Moon HJ等[19]通過將LF細胞及巨噬細胞在不同條件下體外培養后發現，LF細胞與巨噬細胞樣細胞相互作用，產生除轉化生長因子-β1外的血管生成相關因子?；罨腖F細胞暴露于巨噬細胞后，可影響血管生成相關因子的誘導，提示炎癥反應過程中纖維化和瘢痕形成是LF肥大的主要病理機制。另外根據一項細胞實驗結果表明[20]，將黃韌帶與巨噬細胞一起培養結果顯示促炎的M1型巨噬細胞明顯增多，抗炎的M2巨噬細胞減少，說明兩類不同功能的巨噬細胞在黃韌帶肥厚中起著不同的作用。

4 總結

巨噬細胞及其極化后在黃韌帶肥厚中有著重要作用。目前研究證實巨噬細胞在HLF中有著重要的作用，但其極化后的各種分型對黃韌帶的肥厚作用尚不可知，此方面僅有細胞培養方面研究，關于人體標本、動物實驗并未見此方面報道，因此還需進一步研究加以證實。

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