巨噬細胞與疤形成

巨噬細胞調控疤形成與慢性傷口癒合

傷口剛發生時，中性球neutrophils及少數的單核球monocytes被血小板及組織分泌的因子吸引進入傷口。中性球負責殺死病原菌、清創傷口、釋放更多可溶性媒介因子吸引其他免疫細胞過來。中性球進入傷口過程中分化成巨噬細胞，過程中它們吞噬死亡的中性球分泌多種細胞素、生長因子及其他媒介物直接或間接調控傷口繁殖階段。

在繁殖階段巨噬細胞刺激纖維母細胞fibroblasts，角質細胞keratinocytes和內皮細胞endothelial進行分化繁殖和移動，使傷口沉積新的細胞外介質ECM、表皮再生和血管新生。在重組階段remodel，巨噬細胞分泌酵素改變ECM沉積及傷口結構。巨噬細胞和發炎反應有益與傷口修復。巨噬細胞調控多種程序從移走死細胞、細胞殘渣及病原菌到胞外介質沉積血管再生和表皮細胞再生。

另一個傷口快速癒合較不討喜的疤形成，也是巨噬細胞經由促進纖維母細胞繁殖、肌纖維母細胞myofibroblast分化、和膠原蛋白collagen沉積所調控的。巨噬細胞數目及表現型的不同主宰了疤形成的程度。發炎反應及巨噬細胞表現型的失控導致慢性傷口無法癒合。

巨噬細胞的表現型

傷口癒合的過程中這些細胞表現多種功能，有傷口早期的促發炎性M1表現型phenotype，和傷口癒合晚期具修復功能的M2表現型。在傷口癒合各種階段仍有其他介於M1/M2之間的巨噬細胞，這些體內in vivo表現型隨着傷口狀態動態的演變。

促發炎性pro-inflammatory媒介物，干擾素-伽馬interferon-𝛾（IFN-𝛾）、腫瘤壞死因子tumor necrosis factor（TNF）和損壞相關模式分子damage associated pattern molecules（DAMPs）活化細胞成M1巨噬細胞。這種促發炎性巨噬細胞表現型M1亦產生促發炎性媒介物像TNF、介白素-6 interleukin-6（IL-6）和其他可協助最初傷口癒合期媒介物。相反地M2巨噬細胞是抗發炎性的，可以在體外in vitro添加IL-4、IL-13或吞噬死亡的中性球產生。M2可以在體外基於功能及標誌分成a、b、c、d四型，但不確定是否都存在傷口中。許多文獻對M2的產生看法不一。較多的意見傾向於同一羣細胞因爲局部微環境或巨噬細胞某種功能改變造成它們表現型的轉換。

巨噬細胞調控傷口癒合及疤形成

使用一種白喉diphtheria毒素衍生的溶解酶可以針對性的除去巨噬細胞。在傷口癒合的初期或整個癒合階段除去巨噬細胞造成傷口無法癒合。含大量促發炎細胞素的中性球沒有巨噬細胞來清除，也沒有抗發炎巨噬細胞的轉形生長因子-𝛽 transforming growth factor-𝛽（TGF-𝛽），因此修復細胞的繁殖、移動、分化及胞外基質ECM沉積都減少了。後續肌纖維母細胞分化及血管內皮生長因子減少使傷口無法縮緊和減少血管新生。以上證明巨噬細胞是迅速修復主要角色。

在傷口癒合早期（1-5天）除去巨噬細胞影響疤形成，顯示早期的巨噬細胞功能是減少疤形成重要的標的。沒有早期的巨噬細胞的確延遲傷口癒合，再恢復巨噬細胞數目則回復正常癒合。有趣的是後者傷口較少纖維化，顯示早期減少巨噬細胞有助於減少疤的形成。在肝臟受損的修復過程巨噬細胞也有類似的功能。

M2巨噬細胞與傷口癒合

以一個健康乾淨的急性傷口爲例，早期傷口癒合的發炎階段中含有85%的M1及15%的M2巨噬細胞，大約5-7天後只剩15-20%的M1其他都是M2。在老鼠實驗急性傷口中將第3天的M2巨噬細胞除去，發現表皮再生、血管再生及纖維母細胞再生都停滯。又如果阻止M1轉變成M2巨噬細胞，傷口發炎階段會延長而且中性球與巨噬細胞數目比控制組都高。沒有M2的老鼠顯著的降低了膠原蛋白數量顯示M2巨噬細胞調控疤形成。

將第5天的M2移植到第3天的傷口發現增加纖維母細胞繁殖及血管再生，證明M2巨噬細胞是調控傷口癒合修復主要細胞。雖然對於急性傷口癒合沒有太大幫助，對於糖尿病慢性傷口中活化M2確實可以促成快速癒合。綜合來看，急性傷口中M1數目及存在時間或M2數目的增減主宰修復及疤形成程度。M2所分泌多量的TGF-𝛽使纖維母細胞增加並分化成肌纖維母細胞並分泌膠原蛋白，過多的膠原蛋白增加纖維化fibrosis現象。


巨噬細胞表現型與慢性傷口發炎反應的失調

慢性傷口例如糖尿病足，靜脈性潰瘍venous leg ulcers，壓瘡pressure ulcers都難以癒合。這些傷口的共同特徵是增多且延長的發炎反應階段，比起急性傷口它們有獨特的巨噬細胞數目及表現型。急性傷口典型的M1轉換到M2巨噬細胞的現象在慢性傷口並非如此。在慢性傷口邊緣大約80%是促發炎性的M1巨噬細胞，它們在持續性慢性傷口扮演重要角色。慢性傷口病患滲液中含有大量促發炎性媒介物如TNF，使傷口微環境的ECM蛋白質大量解離，造成持續性慢性傷口。

糖尿病體內環境驅使造血細胞生產的單核球轉化成促發炎性的表現型。高血糖及相關糖化終端產物associated advanced glycated end products（AGEs）使得巨噬細胞無法吞噬死去的中性球，使糖尿病傷口處累積大量中性球。在糖尿病模式老鼠發現，自戕細胞增加造成組織及滲液中促發炎反應TNF及IL-6細胞素增加而可以關掉發炎反應的IL-10卻減少。以上可知吞噬自戕細胞是將M1巨噬細胞推向M2抗發炎性表現型巨噬細胞終結發炎反應的主要推手。

慢性靜脈疾病chronic venous ulcer （CVU）也是一種發炎反應疾病，病患下肢深層及表淺靜脈持續高壓及剪應力壓迫內皮細胞，並活化包含單核球、巨噬細胞及中性球等白血球，這些細胞滯留下肢並造成內皮細胞受損形成慢性發炎反應狀態。人類的慢性靜脈潰瘍中，傷口邊緣大約80%是巨噬細胞，和糖尿病傷口類似。這些傷口因爲吞噬滲漏到組織的紅血球而含高量的鐵，使用鐵螯合劑加快傷口癒合證明移除鐵對傷口有益。

像高血糖症一樣，慢性靜脈疾病的高鐵含量使巨噬細胞表現型失常。CVUs中大量的M1巨噬細胞增加TNF生成延遲傷口癒合而TNF的抑制劑可以反轉加快癒合。這顯示造成慢性傷口主要關鍵因子是TNF，正是改善傷口癒合的好標的。

Macrophage Phenotypes Regulate Scar Formation and Chronic Wound Healing
MarkHesketh 

Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 1545; doi:10.3390/ijms18071545