基于外泌體介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞極化探討針刺治療慢性阻塞性肺疾病的潛在機(jī)制

劉路,齊文川,曾倩,周子揚(yáng),陳道鴻,高蕾,何斌,蔡定均,余曙光,趙凌,2

(1.成都中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院,四川 成都 610075;2.四川省針灸與時(shí)間生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610075)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種嚴(yán)重危害人類健康的常見病,嚴(yán)重影響患者的生命質(zhì)量,是導(dǎo)致死亡的重要病因,并給患者帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。慢性阻塞性肺疾病以肺結(jié)構(gòu)退行性病變、炎癥和纖維化為特征[2],通常由慢性支氣管炎、黏液高分泌、慢性氣道阻塞、氣道重塑和肺氣腫引起[3]。臨床上常以咳嗽、咳痰、氣短、喘息和胸悶等為主要表現(xiàn)。我國20歲以上成人COPD患病率為8.6%,其中40歲以上人群患病率高達(dá)13.7%[4]。根據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)調(diào)查,COPD是我國2016年第5大死亡原因[5],2017年第3大傷殘調(diào)整壽命年的主要原因[6]。

1 炎癥是COPD的關(guān)鍵病理機(jī)制

COPD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，近年來,在原有的氧化應(yīng)激、炎癥機(jī)制、蛋白酶/抗蛋白酶失衡以及細(xì)胞凋亡等假說基礎(chǔ)上,研究人員還提出了自身免疫反應(yīng)、微生物組的變化以及無效的受損修復(fù)機(jī)制等[7]。其中炎癥機(jī)制是貫穿COPD整個(gè)病理進(jìn)程的關(guān)鍵病理機(jī)制,病變涉及氣道、肺實(shí)質(zhì)及肺血管,由多種細(xì)胞和炎癥介質(zhì)參與。細(xì)菌、有害顆?；驓怏w等致病因素進(jìn)入肺后,激活炎癥細(xì)胞,活化的炎癥細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì),可直接破壞肺組織或通過靶向位于上皮組織和血液交界處的呼吸上皮募集更多的炎癥細(xì)胞,產(chǎn)生更多炎癥因子,增強(qiáng)炎癥信號(hào),產(chǎn)生瀑布樣炎癥反應(yīng),加速COPD病理進(jìn)程,影響COPD預(yù)后[2-3]。并且炎癥反應(yīng)是啟動(dòng)其他一系列病理進(jìn)程的始動(dòng)因子,系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)可破壞細(xì)胞外基質(zhì),導(dǎo)致膠原蛋白沉積。炎癥刺激破壞氣道上皮細(xì)胞、膠原纖維、纖毛正常結(jié)構(gòu),促進(jìn)黏液產(chǎn)生,減弱纖毛清除黏液的功能。反復(fù)的炎癥刺激造成肺組織損傷和修復(fù)的異常,進(jìn)而導(dǎo)致氣道重塑和肺氣腫的形成[7]。因此,抑制炎癥反應(yīng)是延緩COPD病理進(jìn)程的重要途徑。

而各種炎性細(xì)胞在COPD中發(fā)揮不同作用,近年來巨噬細(xì)胞在COPD中的作用逐漸被發(fā)掘,目前已有大量研究證實(shí)巨噬細(xì)胞在COPD的炎癥機(jī)制中具有關(guān)鍵作用[8]。大量研究表明外泌體參與COPD的發(fā)生發(fā)展,可通過調(diào)控巨噬細(xì)胞功能而影響COPD的進(jìn)展[9-10]。目前COPD的治療以長期口服激素、使用支氣管擴(kuò)張劑等西藥為主,盡管能改善患者癥狀,但伴隨著耐藥、免疫抑制及骨質(zhì)疏松等多種不良反應(yīng)[11-12]。

針刺是以中醫(yī)理論為指導(dǎo)防治疾病的一種方法,注重辨證論治與整體觀念相結(jié)合,因證立法,辨證用穴。在COPD的治療上,針刺療法通過刺激相關(guān)穴位,激發(fā)人體經(jīng)氣,調(diào)整臟腑功能,使得肺、脾、腎之氣得養(yǎng)而氣道通暢,呼吸均勻和調(diào),從而達(dá)到宣肺定喘、運(yùn)濕化痰的目的?，F(xiàn)代研究表明針刺可減輕COPD患者的臨床癥狀,改善患者的肺功能、生活質(zhì)量及提高呼吸肌力量和運(yùn)動(dòng)能力等,并具有簡便易行、經(jīng)濟(jì)安全等優(yōu)點(diǎn),但其具體機(jī)制仍在探索。巨噬細(xì)胞在微環(huán)境刺激下可極化為M1型或M2型巨噬細(xì)胞,其中M1型極化后可釋放促炎細(xì)胞因子,具有促炎作用,而M2型則具有抗炎及免疫調(diào)節(jié)等功能。研究表明電針可能通過抑制肺泡巨噬細(xì)胞向M1型極化,降低COPD大鼠肺內(nèi)炎性反應(yīng),從而改善肺功能[13]。大量研究發(fā)現(xiàn)與針刺效應(yīng)相關(guān)的外泌體表達(dá)[14-16],提示外泌體可能是解釋針刺效應(yīng)的潛在手段,其中一項(xiàng)研究提示針刺可能通過調(diào)節(jié)相關(guān)外泌體的釋放,抑制COPD小鼠肺組織NRLP3炎癥體激活,從而發(fā)揮治療COPD的療效[16]。因此,本文旨在從調(diào)控外泌體介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞激活角度探討針刺治療慢性阻塞性肺疾病的可行性。

2 巨噬細(xì)胞極化參與COPD疾病的炎癥過程

2.1 巨噬細(xì)胞簡介

巨噬細(xì)胞來源于骨髓源性的單核細(xì)胞、卵黃囊和胎兒單核細(xì)胞[17],在先天免疫和后天免疫中發(fā)揮著不可或缺的作用,是抵御外來入侵的第一道屏障,并在先天免疫中協(xié)調(diào)白細(xì)胞滲透[18]。巨噬細(xì)胞具有高度可塑性,在微環(huán)境刺激下發(fā)生表型和功能上的適應(yīng)性改變,即巨噬細(xì)胞極化[19]。研究者通過實(shí)驗(yàn)獲得M0巨噬細(xì)胞,隨后將這些M0巨噬細(xì)胞與特定的表型介質(zhì)一起孵育,可以極化為M1和M2巨噬細(xì)胞[20]。M1型巨噬細(xì)胞又稱為經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞,活化后可釋放促炎細(xì)胞因子、趨化因子、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Inducible NO synthase, iNOS)和活性氧(Reactive oxygen species, ROS)等。且M1型巨噬細(xì)胞可提呈抗原,發(fā)揮免疫防御功能。M2型巨噬細(xì)胞又稱為替代活化巨噬細(xì)胞,抗原提呈能力弱,具有抗炎、促進(jìn)組織修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)等功能。

2.2 巨噬細(xì)胞參與COPD疾病的炎癥過程

在COPD發(fā)生進(jìn)展中,巨噬細(xì)胞是重要的參與者,尤其在慢性炎癥的啟動(dòng)階段具有決定性作用,也是研制COPD抗感染治療藥物的主要靶細(xì)胞[21]。研究者發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞在COPD患者的氣道內(nèi)、肺實(shí)質(zhì)內(nèi)以及肺泡灌洗液和痰液內(nèi)均顯著增加[22-23]。有研究顯示氣道中的巨噬細(xì)胞數(shù)量與COPD嚴(yán)重性呈正相關(guān),曾有文獻(xiàn)報(bào)道COPD動(dòng)物模型中消耗肺組織巨噬細(xì)胞可用來抵抗肺氣腫的進(jìn)展[24]。在正常肺組織中,肺泡巨噬細(xì)胞大部分是非極化的。隨著吸煙和COPD嚴(yán)重程度的增加,巨噬細(xì)胞以雙極化狀態(tài)(M1和M2極化狀態(tài))存在于COPD患者肺組織中,但M2的上升速度快于M1[25-26]。He等[27]發(fā)現(xiàn),肺組織M2巨噬細(xì)胞的比例與COPD小鼠模型的肺功能呈負(fù)相關(guān)。COPD肺部炎癥的發(fā)展會(huì)影響氣道,使氣流受限,導(dǎo)致肺內(nèi)缺氧。把氣道上皮細(xì)胞與巨噬細(xì)胞共同培養(yǎng),早期低氧環(huán)境刺激氣道上皮細(xì)胞誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1極化,而長期缺氧后,氣道上皮細(xì)胞則會(huì)刺激巨噬細(xì)胞向M2極化[28]。COPD早期可能是以M1為主,以激發(fā)適應(yīng)性免疫反應(yīng),清除外來入侵的微生物,而在COPD中后期,由于炎癥反應(yīng)的持續(xù)發(fā)展,為了維護(hù)機(jī)體穩(wěn)態(tài),M2將發(fā)揮抗炎作用,以抑制過度的炎癥反應(yīng)[29-30]。

3 外泌體介導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化參與COPD發(fā)病過程

3.1 外泌體參與COPD發(fā)病

細(xì)胞外囊泡是一種直徑為20～1 000 nm的球形雙層蛋白脂質(zhì)體,目前被分為微泡、外泌體和凋亡小體[31]。其中外泌體大小約為30～100 nm,機(jī)體內(nèi)幾乎所有的細(xì)胞均可以分泌外泌體[32]。外泌體包含獨(dú)特的microRNA、信使RNA和蛋白質(zhì)[33],外泌體能夠介導(dǎo)細(xì)胞間或器官間通訊,調(diào)節(jié)細(xì)胞功能或細(xì)胞活動(dòng),如炎癥[34]、細(xì)胞凋亡[31]和免疫反應(yīng)[35]等。多項(xiàng)研究表明,外泌體在COPD的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用,包括肺實(shí)質(zhì)和周圍小氣道炎癥(慢性支氣管炎)、肺組織變性(肺氣腫)和小氣道重塑,導(dǎo)致肺功能下降[36-38]。各種體液(包括血清、血漿和支氣管肺泡灌洗液)中的外泌體miRNAs可作為COPD早期診斷、判斷病情嚴(yán)重程度和預(yù)后的特異性生物標(biāo)志物[2, 39]。綜上可知,外泌體參與了COPD發(fā)生發(fā)展的進(jìn)程,并且能夠作為診斷和治療的生物標(biāo)記物。在肺部炎癥性疾病中,外泌體激活了固有免疫系統(tǒng)(如肺泡巨噬細(xì)胞)從而促進(jìn)了肺部炎癥[40]。并且在COPD中,外泌體也參與了巨噬細(xì)胞極化過程,促進(jìn)肺部炎癥,從而參與COPD的發(fā)病進(jìn)程。

3.2 上皮細(xì)胞來源外泌體參與巨噬細(xì)胞極化影響COPD發(fā)病過程

巨噬細(xì)胞不斷接收來自周圍或遠(yuǎn)處細(xì)胞的信號(hào)以實(shí)現(xiàn)巨噬細(xì)胞M1極化或M2極化,肺上皮細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞之間通過外泌體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞進(jìn)行細(xì)胞間的雙向通訊,在對(duì)無菌刺激(如高氧或酸吸入)的反應(yīng)中,肺泡巨噬細(xì)胞從上皮細(xì)胞來源外泌體中接收“促炎”信號(hào),隨后促進(jìn)M1極化和巨噬細(xì)胞遷移增加[41-42]。另一項(xiàng)研究通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),來自香煙煙霧提取物處理的小鼠氣道上皮細(xì)胞的外泌體通過上調(diào)髓樣細(xì)胞-1表達(dá)的觸發(fā)受體促進(jìn)M1巨噬細(xì)胞極化,從而加重COPD的發(fā)展[10]。Chen等通過體外研究發(fā)現(xiàn),香煙煙霧提取物處理后的支氣管上皮細(xì)胞來源的外泌體不僅可以增加CD86+、CD80+、CD163+和CD206+細(xì)胞的百分比,還可以誘導(dǎo)腫瘤壞死因子、白介素6、iNOS、白介素10、精氨酸酶1和轉(zhuǎn)化生長因子-β,表明RAW264.7巨噬細(xì)胞的M1和M2極化都在增加[43],這與He等的研究結(jié)果相反,He等發(fā)現(xiàn)香煙煙霧提取物處理后的支氣管上皮細(xì)胞衍生的外泌體通過減輕M2巨噬細(xì)胞極化,減輕了參與COPD發(fā)病機(jī)制的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化的進(jìn)程[9]。兩項(xiàng)研究結(jié)果相悖的原因可能是因?yàn)樵贖e等的研究中,巨噬細(xì)胞與外泌體共培養(yǎng)了48 h,而在Chen等的研究中,巨噬細(xì)胞與外泌體共培養(yǎng)了24 h?？赡苁怯捎诰奘杉?xì)胞的應(yīng)激反應(yīng),M2巨噬細(xì)胞在短期內(nèi)顯著增高,促進(jìn)炎癥的消失,這與Feng等的研究結(jié)果一致,Feng等發(fā)現(xiàn)暴露于香煙煙霧提取物9～24 h,大鼠肺泡和腹腔巨噬細(xì)胞向M2極化[44]。

3.3 巨噬細(xì)胞來源外泌體調(diào)控巨噬細(xì)胞極化參與COPD

不僅上皮細(xì)胞來源的外泌體能夠激活巨噬細(xì)胞,參與COPD發(fā)病過程,巨噬細(xì)胞來源的外泌體在COPD的發(fā)病過程中也十分重要。首先,巨噬細(xì)胞來源的外泌體通過介導(dǎo)miR-223誘導(dǎo)未成熟單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞[45]。然后,外泌體miR-17和miR-221通過介導(dǎo)整合素β促進(jìn)巨噬細(xì)胞遷移[46]。最后外泌體miR-221和miR-320刺激促炎細(xì)胞因子的分泌,從而激活肺泡巨噬細(xì)胞[41]。在這一系列的分化、遷移和激活后,肺泡巨噬細(xì)胞募集中性粒細(xì)胞、Th1和Tc1,促進(jìn)了COPD肺部炎癥[47]。綜上,外泌體通過介導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化參與COPD肺部慢性炎癥,在COPD的發(fā)病及進(jìn)展中有十分重要的作用。

4 針刺通過調(diào)控巨噬細(xì)胞極化治療COPD

4.1 針刺治療COPD療效確切

針刺治療COPD不僅療效確切,而且還具有刺激溫和、無毒副作用、簡便易行等特點(diǎn),臨床上普遍被患者所接受。COPD患者在接受針刺治療后,其6 min步行距離和呼吸困難等癥狀得到改善,同時(shí)還可以提高患者的運(yùn)動(dòng)耐力以及機(jī)體免疫力[48-51]。多項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)也表明針刺對(duì)COPD患者有效,能夠改善患者肺功能及生活質(zhì)量[52-53]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)針刺具有較好的抗炎作用,其可降低COPD大鼠肺組織及支氣管肺泡灌洗液內(nèi)促炎細(xì)胞因子的表達(dá)水平[54-55],抑制COPD大鼠肺部炎癥反應(yīng)的加重,減輕肺損傷[56],改善大鼠肺功能。目前,針刺治療COPD的機(jī)制研究主要以炎癥機(jī)制[57]、免疫機(jī)制[58-59]為主,其次是氧化應(yīng)激機(jī)制[60]和蛋白酶抗蛋白酶失衡機(jī)制[61],針刺是否通過其他機(jī)制治療COPD還需要進(jìn)一步研究[62]。

4.2 針刺調(diào)控炎癥性疾病巨噬細(xì)胞極化過程

近年來研究表明,針刺參與調(diào)節(jié)炎癥性疾病的巨噬細(xì)胞極化過程。針刺的抗炎效應(yīng)可通過降低炎性疾病中M1的表達(dá)水平,增加M2的表達(dá)水平以維持M1/M2極化平衡,從而緩解炎癥的持續(xù)加重,起到保護(hù)組織等作用。其中,Song等發(fā)現(xiàn)連續(xù)6 d電針足三里穴可降低結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸組織中的M1比例,增加M2比例[63]。研究發(fā)現(xiàn),肥胖小鼠脂肪組織巨噬細(xì)胞中iNOS和腫瘤壞死因子的表達(dá)水平較正常小鼠明顯升高,CD206和白介素10的表達(dá)水平明顯降低,而經(jīng)8周針刺關(guān)元、足三里和胃脘下俞穴治療后,肥胖小鼠脂肪巨噬細(xì)胞中iNOS和腫瘤壞死因子表達(dá)量降低,CD206和白介素10的表達(dá)量升高,脂肪炎性反應(yīng)得到減輕,表明針刺可通過降低肥胖小鼠脂肪組織巨噬細(xì)胞中M1的表達(dá),增加M2的表達(dá)以改善炎癥反應(yīng)[64]。關(guān)節(jié)炎模型大鼠炎癥踝關(guān)節(jié)中的M1巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著增高,而經(jīng)4周針刺足三里穴治療后,關(guān)節(jié)炎模型大鼠炎癥踝關(guān)節(jié)M1巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著降低,而M2巨噬細(xì)胞比例略有增加[65]。以上研究表明針刺能夠調(diào)控炎癥性疾病巨噬細(xì)胞極化過程,而COPD也是炎癥性疾病之一,且炎癥機(jī)制是貫穿其病理過程的核心病理機(jī)制。針刺對(duì)炎癥性疾病巨噬細(xì)胞極化過程的調(diào)控提示針刺可能參與調(diào)控COPD巨噬細(xì)胞的極化過程。

4.3 針刺調(diào)節(jié)COPD巨噬細(xì)胞極化過程

李尹等發(fā)現(xiàn)了電針干預(yù)足三里和肺俞穴后,COPD大鼠肺泡M1型巨噬細(xì)胞極化相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)下調(diào),M1型巨噬細(xì)胞極化被抑制,從而改善了大鼠的肺功能以及肺部炎性反應(yīng)[13],李尹等還發(fā)現(xiàn)了電針后不僅能抑制M1極化,還能增強(qiáng)M2極化,達(dá)到調(diào)節(jié)COPD大鼠肺泡巨噬細(xì)胞的M1/M2極化平衡,從而改善肺部炎癥反應(yīng)。上述研究表明針刺參與調(diào)節(jié)炎癥性疾病的巨噬細(xì)胞極化過程,并且針刺可通過參與COPD巨噬細(xì)胞極化過程改善大鼠肺功能及肺部炎癥反應(yīng),但其具體過程還有待探索。

5 針刺通過調(diào)控外泌體發(fā)揮療效

5.1 外泌體在針刺效應(yīng)機(jī)制中的作用

外泌體可攜帶大量胞內(nèi)交流信息,是細(xì)胞間通訊的必要信使,在免疫、內(nèi)分泌、神經(jīng)不同細(xì)胞和系統(tǒng)間交流起轉(zhuǎn)輸作用[66]。Ding等[67]提出針刺對(duì)神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)有一定的調(diào)節(jié)作用。外泌體特殊的功能特點(diǎn)使得其與針刺效應(yīng)機(jī)制關(guān)系密切。陳波等[68]提出傳導(dǎo)針刺信息、傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)作用的重要生物學(xué)基礎(chǔ)是外泌體。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)穴位局部外泌體參與針刺效應(yīng)啟動(dòng)的過程[69],針刺引起穴位局部肥大細(xì)胞功能激活,釋放肥大細(xì)胞源性外泌體,肥大細(xì)胞源性外泌體內(nèi)包含了許多類別的信號(hào)分子,促進(jìn)周圍神經(jīng)末梢感受器興奮,釋放了很多化學(xué)物質(zhì),從而啟動(dòng)針刺效應(yīng)[70]。劉小亞[71]提出外泌體在針灸起效機(jī)制中主要包含三個(gè)方面的作用:廣泛地接收并回應(yīng)信號(hào)、充當(dāng)信使,傳導(dǎo)針刺信號(hào)以及自穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)分泌的外泌體能刺激針灸雙向調(diào)節(jié)機(jī)制,維持體內(nèi)平衡。

5.2 外泌體參與針刺抗炎效應(yīng)

李牧洋等[69]發(fā)現(xiàn)電針足三里和環(huán)跳穴可促進(jìn)正常大鼠血清外泌體釋放,并且電針顯著降低了關(guān)節(jié)炎模型大鼠急性發(fā)作時(shí)與炎癥關(guān)系密切的外泌體的釋放。葉靜通過檢測血清外泌體microRNA在針刺前后的變化趨勢,以此來探索外泌體microRNA在針刺治療膝骨性關(guān)節(jié)炎過程中發(fā)揮的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)針刺治療膝骨性關(guān)節(jié)炎的機(jī)制,可能是通過下調(diào)血清外泌體miR-1228-5p、miR-1296-5p、miR-3168表達(dá)以及調(diào)控細(xì)胞凋亡自噬、凋亡代謝、MAPK信號(hào)通路等方式發(fā)揮作用[72]。從上述研究中可知,針刺對(duì)炎癥反應(yīng)的影響是通過改變外泌體及其內(nèi)含物質(zhì)的表達(dá)水平,從而導(dǎo)致抗炎物質(zhì)或促炎物質(zhì)的釋放而起到調(diào)節(jié)炎癥的作用,這樣的調(diào)控?fù)碛须p向影響的作用[73]。外泌體還能反映針刺對(duì)細(xì)胞代謝的調(diào)控[74],以及對(duì)神經(jīng)功能的調(diào)控[14, 75]。以上研究均證明,針刺能夠調(diào)節(jié)外泌體的釋放,提示外泌體可能是解釋針刺效應(yīng)的潛在手段。近來,Zou等使用豬胰腺彈性蛋白酶誘導(dǎo)的小鼠肺氣腫模型,研究針刺是否抑制肺組織NLRP3炎癥小體的形成和激活,抑制炎性外泌體的釋放,從而改善豬胰腺彈性蛋白酶誘導(dǎo)肺氣腫期間的肺部炎癥和慢性損傷。研究結(jié)果提示肺組織NLRP3炎癥小體激活和相關(guān)的外泌體釋放可能是介導(dǎo)肺氣腫發(fā)展過程中肺部炎癥和退行性損傷的重要致病機(jī)制,電針肺俞和足三里能夠抑制肺氣腫小鼠的肺組織NRLP3炎癥激活和相關(guān)外泌體釋放,這可能與其在肺氣腫期間抑制肺部炎癥的作用有關(guān)[16]。

6 針刺可能通過調(diào)控外泌體參與巨噬細(xì)胞極化治療COPD

6.1 針刺可能通過調(diào)控外泌體參與巨噬細(xì)胞極化治療COPD研究現(xiàn)狀

現(xiàn)有研究結(jié)果證明,針刺可能通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化,抑制炎癥,從而改善COPD期間的肺部炎癥和慢性損傷,而其中具體機(jī)制可能是通過針刺調(diào)控特定外泌體,參與了巨噬細(xì)胞的極化,從而發(fā)揮了抗炎功效,改善了肺部慢性損傷(圖1)。目前尚無直接從外泌體參與巨噬細(xì)胞極化角度探索針刺治療COPD的潛在機(jī)制的研究。但是,大量的研究已經(jīng)間接提示針刺可能通過調(diào)控特定外泌體,參與巨噬細(xì)胞的極化,抑制COPD期間肺部炎癥和慢性損傷。

圖1 針刺可能通過調(diào)控外泌體參與巨噬細(xì)胞極化過程治療COPDFig.1 Acupuncture's possible therapeutic mechanism in COPD treatment may be involved in macrophage polarization through modulating exosomes

6.2 未來研究設(shè)想及實(shí)現(xiàn)路徑

針刺可通過調(diào)控炎癥反應(yīng)發(fā)揮治療作用,但其對(duì)COPD炎癥的調(diào)控機(jī)制仍有待深入研究。炎癥機(jī)制是COPD的核心發(fā)病機(jī)制之一,而外泌體介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞極化是COPD炎癥過程的重要參與者,也是研究熱點(diǎn)之一,對(duì)其深入研究可為針刺抗炎機(jī)制提供新的證據(jù)。在未來的研究中,首先可通過臨床試驗(yàn),收集COPD患者在針刺治療前后的肺泡灌洗液,從中分選出巨噬細(xì)胞,通過體外細(xì)胞培養(yǎng),搜集細(xì)胞分泌的外泌體,結(jié)合高通量測序技術(shù)篩選出關(guān)鍵的外泌體小分子(例如circ-RNA,microRNA和lncRNA等),這些外泌體小分子是針刺發(fā)揮療效的關(guān)鍵靶點(diǎn)。在臨床試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,可開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn),結(jié)合外泌體分離技術(shù)、流式細(xì)胞術(shù)驗(yàn)證針刺對(duì)COPD外泌體分泌和巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控作用。然后進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),敲低或過表達(dá)關(guān)鍵外泌體,尋找針刺調(diào)控巨噬細(xì)胞極化的分子通路。最后設(shè)計(jì)分子實(shí)驗(yàn),結(jié)合細(xì)胞培養(yǎng),免疫熒光等技術(shù)觀察針刺通過調(diào)控外泌體參與巨噬細(xì)胞的極化的過程。

如圖2所示,針刺可能調(diào)節(jié)COPD患者體內(nèi)特定外泌體的分泌,抑制巨噬細(xì)胞激活,從而發(fā)揮抗炎、改善肺部慢性損傷以及緩解COPD患者臨床癥狀的作用。針刺治療COPD療效確切,從外泌體介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞極化角度切入,可為針刺的抗炎機(jī)制提供新的科學(xué)證據(jù)。有利于促進(jìn)針刺治療COPD臨床療效提升和應(yīng)用推廣。同時(shí),外泌體也可作為診斷COPD以及檢測針刺療效的客觀生物標(biāo)志物,為后續(xù)進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。

圖2 從外泌體-巨噬細(xì)胞極化角度研究針刺治療COPD的潛在機(jī)制Fig.2 Investigation of the potential mechanism of acupuncture in treating COPD from the perspective of exosomes-macrophage polarization