Макрофаги: разнообразие фенотипов и функций, взаимодействие с чужеродными материалами

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В соответствии с «М1/М2» парадигмой выделяют два подтипа активированных макрофагов - классически активированные (М1) и альтернативно активированные (М2), которые экспрессируют различные рецепторы, цитокины, хемокины, факторы роста и эффекторные молекулы Однако данные последних лет указывают на то, что в ответ на изменение сигналов микроокружения, макрофаги могут проявлять уникальные свойства, не позволяющие отнести их ни к одному из этих подтипов. Макрофаги играют главную роль в реакции организма на имплантируемый материал - катетеры, стенты, эндопротезы, дентальные имплантаты Макрофаги фагоцитируют частицы износа поверхности суставных протезов, инициируют воспаление в зоне протезирования и остеолиз, управляют процессами образования фиброзной капсулы вокруг инородных тел Представлен краткий обзор факторов, вызывающих миграцию, адгезию и активацию макрофагов, анализ их функциональных характеристик на различных поверхностях, включая биодеградирующие и не деградирующие материалы in vivo и in vitro

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Н Сарбаева

Самарский государственный медицинский университет

Ю. В Пономарева

Самарский государственный медицинский университет

Email: jvponomareva@mail.ru

М. Н Милякова

Самарский государственный медицинский университет

Список литературы

  1. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге. Новосибирск: Наука; 1983.
  2. Pixley F.J. Macrophage migration and its regulation by CSF-1. Int. J. Cell Biol. 2012; 2012: 501962.
  3. Меджитов Р., Джанвей Ч. Врожденный иммунитет. Казанский мед. журнал 2004; 85(3): 161-7.
  4. Gordon S. Pattern recognition receptors: doubling up for the innate immune response. Cell 2002; 111: 927-30.
  5. Greaves D., Gordon S. Recent insights into the biology of macrophage scavenger receptors. J. Lipid Res. 2005; 46(1): 11-20.
  6. Bowdish D.M., Sakamoto K., Kim M.J. et al. MARCO, TLR2, and CD14 are required for macrophage cytokine responses to Mycobacterial trehalose dimycolate and Mycobacterium tuberculosis PLoS Pathog. 2009; 5(6): e1000474.
  7. Zizzo G., Hillard B.A., Monestier M. et al. Efficient clearance of early apoptotic cells by human macrophages requires “M2c” polarization and MerTK induction. J. immunol. 2012; 187(7): 3508-20.
  8. Vogel D.Y., Heijnen P.D., Breur M. et al. Macrophages migrate in activation-dependent manner to chemokines involved in neuroinflammation. Neuroinflammation 2014; 11t1): 23.
  9. Vogelpoel L.T., Baeten D.L., de Jong E.C. et al. Control of cytokine production by human Fc gamma receptors: implications for pathogen defense and autoimmunity. Front. immunol. 2015; 6t1): 79.
  10. Soehnlein O., Lindbom L., Weber C. Mechanisms underlying neutrophil-mediated monocyte recruitment. Blood 2009; 114t21): 4613-31.
  11. Mantovani A., Sica A., Sozzani S. et al. The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization. Trends in immunology 2004; 25(12): 677-86.
  12. Anderson J.M., Rodriguez A., Chang D.T. Foreign body reaction to biomaterials. Semin. immunol. 2008; 20(2): 86-100.
  13. Нао N.B., Lü M.H., Fan Y.H. et al. Macrophages in tumor microenvironments and the progression of tumor. Clin. Develop. immunol. 2012; 2012: 948098.
  14. Ghigo A., Franco I., Morello F. et al. Myocyte signaling in a leucocyte recruitment to the heart. Cardiovasc. Res. 2014; 102(2): 270-80
  15. Newton K., Dixit V.M. Signaling in innate immunity and inflammation. Cold Spring. Harb. Prospect. Biol. 2012; 4(3): a006049.
  16. Chen X., Wenke Z., Xu W. et al. Granulin exacerbates lupus nephritis via enchandng macrophage M2b polarization. PLOS ONE 2013; 8(6): e65542.
  17. Graff J.W., Dickson A.M., Clay G. et al. Identifying functional microRNAs in macrophages with polarized phenotypes. J. Biol. Chem. 2012; 286(26): 21816-25.
  18. Tatano Y., Shimizu T., Tomioka H. Unique macrophages different from M1/M2 macrophages inhibit T cell mitogenesis while upregulating Th17 polarization. Scie. Rep. 2014; 4: 4146.
  19. Alvarez M.N., Peluffo G., Piacenza L. et al. Intraphagosomal peroxynitrite as macrophage-derided cytotoxine against internalized Trypanosoma crusi. Consequences for oxidative killing and role of microbial peroxiredoxins in infectivity. JBC 2011; 286(8): 6627-40.
  20. Gong D., Shi W., Yi S. et al. TGF-ß signaling plays a critical role in promoting alternative macrophage activation BMC Immunology 2012; 13: 31.
  21. Spiller K.L., Anfang R.R., Spiller K.J. et al. The role of macrophage phenotype in vascularization of tissue engineering scaffolds. Biomaterials 2014; 35(15): 4477-88.
  22. Gratchev A., Kzhyshkowska J, utikal J. et al. Interleukin-4 and dexamethasone counterregulate extracellular matrix remodelling and phagocytosis in type-2 macrophages. Scand. J. Immunol. 2005; 61: 10-7.
  23. Kreider T., Anthony R.M., Urban J.F. et al. Alternatively activated macrophages in helminth infections Curr Opin Immunol 2007; 19(4): 448-53.
  24. Trial J., Cieslik K.A., Haudek S.B. et al. Th1/M1 conversion toTh2/M2 responses in models of inflammation lacking cell death stimulates maturation of monocyte precursors to fibroblasts Front Immun. 2013; (4): 287.
  25. Xiong W., Frasch S.C., Thomas S.M. et al. Induction of TGF-ß1 synthesis by macrophages in response to apoptotic cells requires activation of scavenger receptor CD36. PLOS oNe 2013; 8(8): e72772.
  26. Jetten N., Roumans N., Gijbels M.J. et al. Wound administration of M2-polarized macrophages does not improve murine cutaneous healing responses. PLOS ONE 2014. 9(7): e102994.
  27. Ylöstalo J.H., Bartosh T.J., Coble K. et al. Human mesenchymal stem/stromal cells thMSCs) cultured as spheroids are selfactivated to produce prostaglandin E2 tPGE2) that directs stimulated macrophages into an anti-inflammatory phenotype. Stem Cells 2012; 30(10): 2283-96.
  28. Wynn T.A. Cellular and molecular mechanisms of fibrosis. J. Pathol. 2008; 214(2): 199-210.
  29. Sun L., Louie M.C., Kevin M. et al. New concepts of IL-10-induced lung fibrosis: fibrocyte recruitment and M2activation in a CCL2/ CCR2 axis. Am. j. Physiol. lung Cell Mol. Physiol. 2011. 300: L341-53.
  30. Wynes M.W., Riches D.W. induction of macrophage insulin-like grows factor-i expression by the Th2 cytokines IL-4 and IL-1. J. immunol. 2003; 171: 3550-9.
  31. Jetten N., Verbruggen S., Gijbels M.J. et al. Anti-inflammatory M2, but not pro-inflammatory M1 macrophages promote angiogenesis in vivo. Angiogenesis 2014; 17: 109-18.
  32. Shen в., Liu X., Yu Fan Y. et al. Macrophages regulate renal fibrosis through modulating TGF-ß superfamily signaling. inflammation 2014; 37(6): 2076-84.
  33. Avdic S., Cao J.Z., McSharry B.P. et al. Human cytomegalovirus interleukin-10 polarizes monocytes toward a deactivated M2c phenotype to repress host immune responses. J. Virol. 2013; 87(18): 10273-82.
  34. Sindrilaru A., Peters T., Wieschalka S. et al. An unrestrained proinflammatory M1 macrophage population induced by iron impairs wound healing in humans and mice. j. Clin. invest. 2011; 121: 985-97.
  35. Ramachandran P., Pellicoro A., Vernon M.A. et al. Differential Ly-6C expression identifies the recruited macrophage phenotype, which orchestrates the regression of murine liver fibrosis. PNAS USA 2012; 109(46): E3186-95.
  36. Кавалерский Г.М., Мурылев В.Ю., Петров Н.В. и др. Асептическое расшатывание эндопротеза тазобедренного сустава. М.: Медицина; 2011.
  37. Hallab N.E., Jacobs J. Jj. Biologic effects of implant debris. Bulletin of the NYU Hospital for joint diseases 2009; 67(2): 182-8.
  38. Purdue P.e. , Koulouvaris P., Nestor B.J. et al. The central role of wear debris in periprosthetic osteolysis. HSSj 2006; 2: 102-11.
  39. Плешков В.Г., Агафонов О.И. Послеоперационные вентральные грыжи - нерешенные проблемы. Вестник экспериментальной и клинической хирургии 2009; 2(3): 248-55.
  40. Orenstein S.B., Sabeski E.R., Kreutzer D.L. et al. Comparative analysis of histopathologic effects of synthetic meshes based on material, weight, and pore size in mice. j. Surg. Res. 2012; 176: 423-9.
  41. Hu W.J., Eaton J.W., Ugarova T.P. et al. Molecular basis of biomaterial-mediated foreign body reactions. Blood 2001; 98: 1231-8.
  42. Podolnikova N.P., Yermolenko J.S., Fuhrmann A. et al. Control of integrin α IIbβ 3 outside-in signaling and platelet adgesion by sensing the physical propertiesof fibrin(ogen) substrates. Biochemistry 2010; 46: 68-77
  43. Andersson J., Ekdahl K.N., Lambris J.D. et al. Binding of C3 fragment on top of adsorbed plasma proteins during complement activation on a model biomaterial surface Biomaterials 2005; 26: 1477-85.
  44. Brevig T., Holst B., Ademovic Z. et al. The recognition of adsorbed and denatured protein of different topographies by β2 integrins end effects on leukocyte adhesion and activation Biomaterials 2005; 26: 3039-53
  45. Zaveri T.D., Lewisj S., Dolgova N.V. et al. Integrin-directed modulation of macrophage responses to biomaterials Biomaterials 2014; 35: 3504-15.
  46. Hernandez-Pando R., Bornstein Q.L., Leon D.A. et al. inflammatory cytokine production by immunological and foreign body multinucleated giant cells. immunology 2000; 100: 352-8.
  47. Higgins D.M., Basaraba R.J., Hohnbaum A.C. et al. Localized immunosuppressive environment in the foreign body response to implanted biomaterials. Am. J. Pathol. 2009; 175(1): 161-70.
  48. Ariganello M.B., Simionescu D.T., Labowa R.S. et al. Macrophage differentiation and polarization on a decellularized pericardial biomaterial. Biomaterials 2011; 32(2): 439-49.
  49. McDade J.K., Brennan-Pierce E.P., Ariganello M.B. et al. interactions of U937 macrophage-like cells with decellularized pericardial matrix materials: influence of crosslinking treatment Acta Biomater. 2013; 9: 7191-9.
  50. Kajahn J., Franz S., Rueckert E. et al. Artificial extracellular matrices composed of collagen I and high sulfated hyaluronan modulate monocyte to macrophage differentiation under conditions of sterile inflammation. Biomatter. 2012; 2(4): 226-36.
  51. Orenstein S.B., Qiao Y., Kaur M. et al. Human monocyte activation by biologic and biodegradable meshes in vitro Surg Endosc 2010; 24: 805-11.
  52. Gretzer C., Gisselfält K., Liljensten E. et al. Adhesion, apoptosis and cytokine release of human mononuclear cells cultured on degradable poly(urethane urea), polystyrene and titanium in vitro. Biomaterials 2003; 24: 2843-52
  53. Grotenhuis N., Bayon Y., Lange J.F. et al. A culture model to analyze the acute biomaterial-dependent reaction of human primary macrophages. Biochem. Biophys. Res. Communic. 2013; 433: 115-20.
  54. Schutte R.J., Parisi-Amon A., Reichert W.M. Cytokine profiling using monocytes/macrophages cultured on common biomaterials with a range of surface chemistries j Biomed Mater Res 2009; 88(1): 28-39.
  55. Lynn A.D., Bryant S.J. Phenotypic changes in bone marrow derived murine macrophages cultured on PEG-based hydrogels and activated by lipopolysaccharide. Acta Biomater. 2011; 7(1): 123-32.
  56. Ye O., Harmsen M.C., van Luyn M.J. A et al. The relationship between collagen scaffold cross-linking agents and neutrophils in the foreign body reaction. Biomaterials 2010; 31: 9192-201.
  57. Wolf M.T., Dearth C.L., Ranallo C.A. et al. Macrophage polarization in response to ECM coated polypropylene mesh Biomaterials 2014; 35: 6838-49.
  58. Brown N., Londono R., Tottey S. et al. Macrophage phenotype as a predictor of constructive remodeling following the implantation of biologically derived surgical mesh materials. Acta Biomater. 2012; 8: 978-87
  59. Van Putten S.M., Ploege D.T.A., Popa E.R. et al. Macrophage phenotypes in the collagen-induced foreign body reaction in rats. Acta Biomater. 2013; 9: 6502-10.
  60. Bullers S.J. , Baker S.C., ingham E. et al. The human tissue- biomaterial interface: a role for PPARg-dependent glucocorticoid receptor activation in regulating the CD163+ M2 macrophage phenotype. Tissue Engineering: Part A 2014; 20(17-18): 2390-401.
  61. Zogbi L., Portella A.O., Trindade M.R. et al. Retraction and fibroplasia in a polypropylene prosthesis: experimental study in rats Hernia 2010 14: 291-8.
  62. Wu W.K., Llewellyn O.P., Bates D.O. et al. IL-10 regulation of macrophage VEGF production is dependent on macrophage polarisation and hypoxia. immunobiol. 2010; 215(9-10): 796-803.
  63. Zhu Z., Ma B., Zheng T. et al. IL-13-induced chemokine responses in the lung: role of CCR2 in the pathogenesis of IL-13-induced inflammation and remodeling j immunol 2002; 168: 2953-62
  64. Иванов И.С., Иванов С.В., Горяинова Г.Н. Использование клеточных технологий с целью улучшения свойств соединительной ткани в эксперимент. Новости хирургии 2012; 20(4): 3-8.
  65. Кулаков А.А., Григорьян А.С., Архипов А.В. Влияние различных способов модификации поверхности дентальных имплантатов на их интеграционный потенциал. Стоматология 2012; 6: 75-7.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2016


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах