一、外泌体的形成和功能
二、IPF的炎症免疫反应
成纤维细胞参与IPF过程的理论已被广泛接受,由于抗炎药物及免疫抑制剂在IPF治疗过程中疗效欠佳,有研究者认为炎症免疫机制可能并非是导致IPF的直接机制[6]。但也有研究者发现免疫细胞通过与成纤维细胞相互作用从而影响IPF的形成与发展[2]。IPF患者肺部2型辅助性T淋巴细胞（Th2）产生的细胞因子（如IL-4、IL-5和IL-13） 增多,其中IL-4和IL-13可促进巨噬细胞活化,诱导巨噬细胞Fra-2的表达[7]。Fra-2是人类IPF的致病因素之一[8]。另外,炎症因子可刺激成纤维细胞的增殖及胶原蛋白的合成,从而加速IPF的进程[9]。免疫细胞与肺成纤维细胞的作用呈双向性,被激活的纤维细胞可分泌促炎因子（IL-11、IL-6和TGF-β）和趋化因子刺激免疫细胞介导免疫反应[10-11]。炎症细胞与成纤维细胞的相互作用过程中,外泌体作为信号载体,也参与了细胞间的信息交流,从而调节IPF的形成与发展。
三、不同细胞来源的外泌体对IPF的作用
近年来,外泌体在纤维化疾病中的作用越来越受到学者们的重视,通常不同细胞分泌的外泌体携带各种信息,包括炎症因子、微RNA（miR）和基质蛋白等,参与IPF的各个过程。
1. 肺成纤维细胞来源的外泌体对IPF的作用
IPF表现为成纤维细胞样细胞外基质（ECM）的扩展以及正常肺结构和功能的丧失[12]。成纤维细胞转化为肌成纤维及ECM积累是造成IPF的直接因素,而肺成纤维细胞衍生的外泌体可影响肺部其他细胞,从而促进IPF[13]。目前研究显示,激活Wnt蛋白介导的信号通路（如Wnt/β-catenin）也可促进IPF[14]。人肺成纤维细胞来源的外泌体富含Wnt5A,其可诱导肺成纤维细胞增殖[15]。转化生长因子-β（TGF-β）作为关键的纤维化细胞因子,可刺激肺成纤维细胞中Wnt分泌所需的穿梭蛋白G蛋白偶联受体177（GPR177）生成增加,进一步诱导Wnt5A分泌增多。肌成纤维细胞可产生载有TGF-β和Wnt/β-catenin信号分子的外泌体将纤维化信号传至成纤维细胞,诱导其向肌成纤维细胞转化[16]。此外,外泌体还可通过激活Wnt/β-catenin信号通路调节巨噬细胞活化从而促进IPF发生发展[17]。
2. 巨噬细胞来源的外泌体对IPF的作用
巨噬细胞是人体内固有免疫细胞之一,巨噬细胞在IPF过程中的作用受到了广泛关注。一方面,巨噬细胞可分泌多种促进纤维化的细胞因子（如TGF-β和IL-13）[9]。另一方面,其与成纤维细胞的相互作用,被认为是IPF的“调节者”[18]。在急性肺损伤（ALI）过程中,巨噬细胞是肺泡灌洗液中外泌体的重要来源,而外泌体中携带多种促炎因子,其可激活嗜中性粒细胞分泌携带IL-10的外泌体,而IL-10反过来刺激巨噬细胞极化,这可能是导致ALI后纤维化的原因[19]。携带miR是巨噬细胞来源外泌体的另一种重要的作用形式[20]。如富含miR-155的外泌体在巨噬细胞活化后明显增加,而这些外泌体可转移至成纤维细胞中,并促进成纤维细胞表达炎症因子（如IL-1β、IL-6和TNF-α等）[21]。巨噬细胞除了产生炎症因子诱导其他细胞增殖释放基质成分外,还可通过外泌体携带并分泌ECM。有学者用博来霉素建立IPF模型,其中巨噬细胞对于Fra-2和Ⅵ型胶原蛋白（ColⅥ）基因的表达上调,且巨噬细胞来源的外泌体中检测到ColⅥ的3条肽链（α1、α2和α3）[7]。无独有偶,Tsitoura等[22]通过免疫荧光法同样发现胶原蛋白1a主要在肺泡巨噬细胞中过度表达。由此可见,巨噬细胞来源的外泌体可携带趋化因子和炎症因子来募集成纤维细胞及其他炎性细胞,直接刺激成纤维细胞转化为肌成纤维细胞,甚至将胶原蛋白运输至细胞外。
3. 间充质干细胞（MSC）来源的外泌体对IPF的作用
目前IPF的治疗手段有限且预后差,因此学者在寻找更有效的治疗方式时将目光转向MSC移植[23]。MSC是一类具有自我更新和多向分化潜能的多能干细胞,具有减少胶原蛋白等的沉积,改善IPF的程度,降低肺部炎症指标等作用,并被应用于IPF的治疗[24-25]。现有研究表明,在IPF过程中,MSC可通过抑制Smad-3 /TGF-β介导的信号通路,下调炎症因子（TNF-α、IL-6）的表达来发挥抗炎作用[26]。MSC的具体作用机制被认为主要是细胞外囊泡（包括外泌体）的旁分泌[27]。目前研究表明,MSC可以分泌具有免疫活性的外泌体,并通过外泌体调节肺巨噬细胞表型,促炎性经典活化巨噬细胞受到抑制,而与之相互拮抗的替代性活化巨噬细胞得到激活,进而起到抑制肺部炎症和免疫反应的作用[23]。Mansouri等[28]研究也发现在博来霉素诱导的IPF模型中,MSC来源的外泌体（MEx）可使促炎性经典单核细胞比例减少,而非经典单核细胞比例增加,改善肺部形态,减少胶原蛋白沉积并恢复肺部结构,甚至MEx可直接干预骨髓来源的单核细胞向非经典单核细胞转变。目前多项体内、体外研究的数据均表明MSC可通过抑制促炎途径和上调抗炎途径来预防和治疗IPF,MSC在IPF患者的治疗中也表现出正面作用[29]。因此,MSC有望成为IPF患者安全有效的治疗方式之一。
4. 其他来源的外泌体对IPF的作用
四、小结
体内大多数细胞均可产生外泌体,且可从各种体液中分离获得。外泌体被广泛认为是各种生理病理情况下细胞间信息传递的重要载体。在IPF过程中,根据不同细胞来源,外泌体可携带促进或者抑制肺纤维形成的物质,发挥截然相反的作用,这一功能尤其表现在免疫细胞之间或者其他细胞与免疫细胞之间。但是目前对于外泌体的研究并不局限于此,最新研究表明吸入肺干细胞来源的外泌体可促进IPF小鼠的肺修复[34]。随着对IPF研究的深入,外泌体或将成为临床治疗IPF的重要途径。