极化 (Polarization)

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极化(Polarization)是免疫细胞功能高度可塑性的核心表现,指细胞根据微环境刺激信号定向转变为特定功能亚型的过程。该术语最常用于描述巨噬细胞从促炎、抗肿瘤的 **M1 型**向抑炎、促癌的 **M2 型**转变的过程。极化的本质是细胞内转录组代谢组的整体重构,在肿瘤免疫逃逸组织修复细胞因子风暴(CRS)的管理中具有决定性作用。

极化 · 免疫功能开关
Cellular Polarization (点击展开)
免疫细胞极化连续谱系示意
主导路径 JAK-STAT, NF-κB
关键诱导物 IFN-γ, IL-4, LPS
主要模型 M1/M2 范式

极化的分类与信号逻辑

极化过程反映了免疫细胞对环境压力的精准适配,目前以巨噬细胞的二分法模型最为经典:

  • M1 型极化(经典激活):IFN-γ 或 LPS 诱导。主要通过 STAT1 和 NF-κB 通路介导。其特征是分泌大量促炎因子(IL-6IL-12、TNF-α),增强杀菌及抗肿瘤活性。
  • M2 型极化(替代激活):IL-4IL-13 诱导。主要依赖于 STAT6PPARγ 激活。其特征是上调 CD206、Arg-1,分泌抑炎因子(IL-10),促进组织修复及血管生成
  • 连续谱系观点: 现代免疫学认为 M1/M2 并非绝对对立,极化状态更像是一个光谱,细胞可根据信号强度处于中间状态。

极化在肿瘤微环境 (TME) 中的演变

肿瘤细胞通过劫持极化机制,实现从“被攻击”到“被保护”的转换:

  • 重编程屏障: 肿瘤分泌的乳酸及细胞因子诱导肿瘤相关巨噬细胞TAM)向 M2 型转化,形成物理和免疫屏障,阻断 CD8+ T细胞 的浸润。
  • 代谢隔离: M2 型极化伴随着精氨酸酶的高表达,消耗微环境中的必需氨基酸,直接导致效应细胞失能。
比较项 M1 型极化 (促炎) M2 型极化 (抑炎)
主导因子 IFN-γ, TNF-α IL-4, IL-13, IL-10
代谢模式 糖酵解 (Warburg 效应) 氧化磷酸化 / 脂肪酸氧化
临床贡献 介导 CRS、抗肿瘤效应 促进肿瘤逃逸、伤口愈合

治疗性极化逆转策略

现代免疫疗法的核心目标之一是将 M2 型巨噬细胞重编程(Reprogramming)为 M1 型:

[1] Mantovani A, et al. "Macrophage plasticity and polarization in tissue repair and remodelling." Journal of Pathology. 2013. (点评:详细界定了极化谱系的多样性,对理解巨噬细胞在修复与损伤间的角色切换具有基石意义。)

[2] Murray PJ. "Macrophage Polarization." Annual Review of Physiology. 2017. (点评:从转录调控与表观遗传角度揭示了极化的底层逻辑,是该领域的经典指南。)

[3] Ginhoux F, et al. "Macrophage ontogeny and polarization." Immunity. 2016. (点评:结合发育起源探讨了极化能力的预设性,为针对组织特异性巨噬细胞的干预提供了新思路。)