M1 型

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M1 型巨噬细胞(M1 Macrophages),亦称经典激活型巨噬细胞(Classically Activated Macrophages),是巨噬细胞在 IFN-gamma、脂多糖(LPS)或 TNF-alpha 等促炎信号诱导下形成的促炎表型。与抑炎的 M2 型 不同,M1 型巨噬细胞具有强大的杀菌、抗病毒及抗肿瘤活性。它们通过释放大量促炎细胞因子、活性氧(ROS)和一氧化氮(NO),直接杀伤病原体及肿瘤细胞,并高效提呈抗原以激活 T 细胞 介导的细胞免疫。

M1 型巨噬细胞 · 促炎表型
M1 Phenotype Profile (点击展开)


[Image of M1 vs M2 macrophage polarization]

STAT1 驱动的促炎模型
特异性标志物 CD80, CD86, iNOS
核心诱导剂 IFN-gamma, LPS
主控转录因子 STAT1, NF-kappaB, IRF5
主要效应分子 IL-12, TNF-alpha, NO

分子极化机制:促炎信号的级联

M1 型巨噬细胞的极化是机体针对危险信号(PAMPs/DAMPs)作出的快速防御响应:

  • 干扰素通路激活: IFN-gamma 结合受体后激活 JAK1/JAK2,导致 STAT1 磷酸化。STAT1 二聚化入核,启动诱导型一氧化氮合酶(iNOS)及 IL-12 的转录。
  • TLR 信号触发: LPS 等病原体分子结合 **TLR4** 受体,激活 NF-kappaB 通路。这一路径不仅诱导 TNF-alpha 和 IL-1beta 的表达,还增强了巨噬细胞的共刺激分子(CD80/CD86)表达。
  • 代谢程序重塑: M1 极化伴随着显著的代谢切换,表现为从氧化磷酸化向 有氧糖酵解(Warburg 效应)转变,这种代谢模式能够快速生成能量及活性氧前体,支持高强度的杀伤功能。

核心生物学职能

M1 型巨噬细胞通过多维度的攻击手段,构建起机体抗御外敌和清除突变细胞的铁闸:

功能维度 生化病理机制 免疫后果
抗肿瘤活性 产生活性氧 (ROS) 和一氧化氮 (NO)。 直接导致肿瘤细胞 DNA 损伤及凋亡。
抗原提呈 高表达 MHC-II 及 CD80/CD86。 有效启动初始 T 细胞,驱动获得性免疫。
谱系定向诱导 大量分泌 IL-12 诱导初始 CD4+ T 细胞向 Th1 细胞 分化。

临床视角:从病理性炎症到肿瘤免疫重塑

在临床诊疗语境下,M1 型巨噬细胞的活性平衡决定了炎症的走向及治疗的成败:

  • 慢性炎症与组织损伤: M1 细胞的过度活化或持续存在是类风湿关节炎、动脉粥样硬化等自身免疫性疾病中组织破坏的根源。
  • 肿瘤微环境“加热”: 许多实体瘤被认为是“冷肿瘤”,原因之一是缺乏 M1 型浸润。目前的治疗前沿尝试利用 **CD40 激动剂** 或纳米药物,将抑炎的 M2 型 **肿瘤相关巨噬细胞**(TAM)逆转为 M1 型,以唤醒抗肿瘤免疫。
  • CRS (细胞因子风暴): 在 **CAR-T** 治疗中,巨噬细胞被过度激活为强烈的促炎状态,是导致系统性 IL-6 飙升和全身性炎症的主要效应细胞。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Mantovani A, et al. (2002). The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization. Trends in Immunology.
[学术点评]:该研究正式界定了 M1 与 M2 极化的二元对立模型,确立了 IFN-gamma 作为 M1 经典激活首要因子的理论框架。

[2] Nathan CF. (1987). Secretory products of macrophages. Journal of Clinical Investigation.
[学术点评]:详述了 M1 型巨噬细胞释放的一百多种生化介质,揭示了其作为机体“生化兵工厂”的本质。

[3] Mills CD, et al. (2000). M-1/M-2 macrophages and the Th1/Th2 paradigm. Journal of Immunology.
[学术点评]:首次将巨噬细胞极化与 T 细胞辅助亚群关联,提出了髓系细胞与淋巴系细胞协同决定免疫极性的核心观点。

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