胞葬作用是其他细胞识别、吞入并消化正在发生细胞凋亡的细胞的过程。它是一种特殊的吞噬作用，由专职吞噬细胞，尤其是巨噬细胞，以及具有吞噬能力的邻近组织细胞执行。胞葬作用将濒死细胞的清除与吞噬细胞自身的行为变化联系起来，有助于维持组织稳态并调节炎症。这一过程包括对吞入物质的处理，而不只是摄入细胞残骸。(nature.com)
生物学作用与参与细胞
细胞凋亡和胞葬作用是两个不同但紧密相连的过程：细胞凋亡使细胞解体，而胞葬作用则清除其残骸。迅速清除可以限制具有潜在危害或免疫原性的细胞内物质释放到周围组织中。因此，细胞死亡的后果在一定程度上取决于邻近细胞能否高效识别并处理濒死细胞。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
清除功能并不限于免疫系统的细胞。例如，在哺乳结束后的乳腺退化过程中，上皮细胞和巨噬细胞都会参与清除凋亡细胞。在发育中的神经组织内，小胶质细胞——中枢神经系统的驻留巨噬细胞——会吞噬凋亡的神经元。这些例子说明，细胞的清除机制既参与组织重塑，也参与免疫调节。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
招募与识别
研究胞葬作用时，通常将其划分为招募、识别、内化和降解这一系列阶段。这些阶段在实验上可以区分，但在活体组织中彼此重叠。(nature.com)
“找到我”信号
濒死细胞可以主动发出信号，告知自身的位置，而不是仅仅等待与吞噬细胞接触。实验表明，凋亡细胞会释放少量三磷酸腺苷和三磷酸尿苷，通过 P2Y2 核苷酸受体吸引吞噬细胞。这些细胞外核苷酸发挥“找到我”信号的作用，将细胞凋亡的执行与具有清除能力的细胞的招募联系起来。(nature.com)
“吃掉我”信号
一种关键的识别信号是磷脂酰丝氨酸，这是一种在细胞凋亡期间暴露于细胞膜外表面的磷脂。XKR8 蛋白参与这一外露过程：参与凋亡的半胱天冬酶激活 XKR8，使其能够介导磷脂在膜两侧之间的双向转移。在实验体系中，缺失 XKR8 会妨碍磷脂酰丝氨酸外露，并减少随后由吞噬细胞进行的吞噬。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
磷脂酰丝氨酸可以通过可溶性桥接分子与吞噬细胞受体连接。两种研究较为充分的识别系统是：
- MFG-E8–整合素识别系统。 MFG-E8 与凋亡细胞上的磷脂酰丝氨酸结合，同时与吞噬细胞上的整合素结合。其桥接作用促进黏附和吞噬。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
- Gas6 或蛋白 S–MerTK 识别系统。 Gas6 和蛋白 S 与表面带有磷脂酰丝氨酸的凋亡细胞结合，并将其连接到受体酪氨酸激酶 MerTK。MerTK 既可以参与将细胞残骸系留在巨噬细胞表面，也可以触发内化；这两种功能对激酶活性的依赖有所不同。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
识别过程还受抑制性信号的影响。CD47 是一种具有抗吞噬作用的细胞表面分子，可以阻碍清除。针对动脉粥样硬化病变的研究显示，CD47 表达升高可伴随病变血管细胞清除不良。因此，胞葬作用反映的是促进和抑制摄入的信号之间的平衡，而非某一种分子标记单独发挥的作用。(nature.com)
吞入与降解
识别完成后，吞噬细胞会重组其细胞骨架和细胞膜，将目标内化。在 MFG-E8 通路中，整合素介导的信号传导激活 DOCK180–Rac1 分子机制，将细胞外识别与吞噬所需的细胞运动联系起来。(sciencedirect.com)
内化的细胞残骸位于膜包裹的吞噬体中，这种吞噬体有时称为胞葬吞噬体。该区室必须经历成熟、酸化，并与溶酶体相互作用，才能分解其内容物。在实验中，干扰离子通道 TRPM7 会显著损害吞噬体的酸化和消化功能，即使最初的摄入仅受到轻微影响。因此，成功吞入并不一定意味着成功清除。(nature.com)
当吞噬细胞遇到多个濒死细胞时，这一区别尤为重要。对一个细胞残骸的处理，必须与吞入下一个残骸的能力相协调。巨噬细胞研究发现，基因表达会迅速发生变化，以支持吞噬体酸化、细胞残骸处理以及连续多轮的胞葬作用。(nature.com)
代谢与炎症反应
吞入一个完整细胞会带来相当大的处理负担，并改变吞噬细胞的代谢。在实验模型中，胞葬作用会诱导一套膜转运蛋白表达程序，增加葡萄糖摄取并增强糖酵解。由此产生并释放的乳酸还可以影响邻近细胞。这些发现表明，清除过程是一种主动的代谢适应，而不只是处置惰性物质。(nature.com)
胞葬作用可以主动抑制炎症反应。一项使用人巨噬细胞开展的奠基性研究发现，摄入凋亡的中性粒细胞会减少多种促炎介质的产生，同时增加转化生长因子 β 和其他抑制性介质的产生。阻断这些介质后，部分促炎细胞因子的产生得到恢复，说明这种效应涉及主动的信号传导，而不只是移除炎症细胞。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
代谢与炎症调节也相互关联。巨噬细胞研究发现，一条涉及 IDO1、犬尿氨酸和芳烃受体的色氨酸代谢通路能够促进白细胞介素-10 的产生，并促进后续胞葬作用。多个小鼠模型已证实，该通路有助于组织炎症消退。不过，不应将这类机制理解为所有吞噬细胞或组织都以完全相同方式表现的普遍反应。(nature.com)
清除障碍与疾病研究
实验中对胞葬作用缺陷的研究，有助于确立其在免疫调节中的重要性。缺乏 MFG-E8 的小鼠无法高效吞噬生发中心内的凋亡淋巴细胞，并可能产生自身抗体和出现炎症性肾病。这提供了证据，表明未能清除凋亡物质可能促成自身免疫，但并不能据此认定清除缺陷是人类自身免疫性疾病的唯一病因。(mousemine.org)
在动脉粥样硬化中，清除效率低下与斑块内细胞碎片和坏死物质的积聚有关。一项结合人类斑块观察和小鼠实验的研究发现，巨噬细胞 MerTK 的切割与清除功能受损有关。在髓系细胞中表达抗切割型 MerTK 的小鼠，其胞葬作用有所改善，斑块坏死核心也更小。这些发现揭示了一种清除失败的机制，同时区分了在人类中观察到的关联与在动物实验中验证的因果关系。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
实验测定与局限性
胞葬作用测定通常将吞噬细胞与荧光标记的凋亡细胞共同孵育，并通过成像或流式细胞术评估这些凋亡细胞的去向。不同探针可以测量细胞残骸与吞噬细胞的结合、内化以及酸化。串联荧光报告系统还提供了其他方法，可随时间追踪从摄入到处理的转变。(nature.com)
所测量的终点指标十分重要。结合在细胞表面的物质可能被误认为已被吞入，而荧光变化可能反映酸化、降解，或二者兼有。仅凭未被吞入的细胞残骸减少，无法确定究竟哪个分子阶段发生了变化。分别测量结合、摄入、酸化和所吞入物质分解的研究，比仅测量摄入更能准确描述胞葬功能。(nature.com)
参考来源
- Efferocytosis requires periphagosomal Ca2+-signaling and TRPM7-mediated electrical activitynature.com
- Efferocytosis induces a novel SLC program to promote glucose uptake and lactate releasenature.com
- Identification of a factor that links apoptotic cells to phagocytes.pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- Impaired involution of mammary glands in the absence of milk fat globule EGF factor 8.pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- Rapid unleashing of macrophage efferocytic capacity via transcriptional pause releasenature.com
- epHero – a tandem-fluorescent probe to track the fate of apoptotic cells during efferocytosisnature.com
- Nucleotides released by apoptotic cells act as a find-me signal to promote phagocytic clearancenature.com
- Xk-related protein 8 and CED-8 promote phosphatidylserine exposure in apoptotic cellspubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- Mer receptor tyrosine kinase mediates both tethering and phagocytosis of apoptotic cellspubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- CD47-blocking antibodies restore phagocytosis and prevent atherosclerosisnature.com
- Macrophages that have ingested apoptotic cells in vitro inhibit proinflammatory cytokine production through autocrine/paracrine mechanisms involving TGF-beta, PGE2, and PAFpubmed.ncbi.nlm.nih.gov