综述：从支持到稳态许可：成纤维细胞-巨噬细胞双向环路及其在组织稳态与纤维化中的核心作用

《Frontiers in Immunology》：From support to homeostatic licensing: the bidirectional fibroblast–macrophage circuit and its central role in tissue homeostasis and fibrosis

　　

成纤维细胞通过集落刺激因子1（CSF1）介导的存活与增殖支持巨噬细胞的能力已被长期认知，但巨噬细胞是否在体内主动调控成纤维细胞仍为核心未解问题。近期小鼠皮肤研究首次提供了反向稳态许可的直接证据： dermatopontin阳性（Dpt+）成纤维细胞中Csf1的条件性缺失导致CD64+及CD11c+巨噬细胞进行性丢失，进而剥夺成纤维细胞必需的微环境信号，引发细胞周期、代谢及免疫信号通路紊乱，并伴随代偿性成纤维细胞扩增，由此正式定义了双向环路。在人类系统性硬化症中，成纤维细胞源性CSF1水平升高与巨噬细胞丰度增加共同与疾病严重程度相关，这一看似矛盾的现象可通过疾病相关巨噬细胞的“功能许可耗竭”概念得到解释。以该突破为起点，研究人员整合了成纤维细胞-巨噬细胞稳态环路这一概念，将其作为可推广的框架，解析该推拉环路在组织维持、损伤修复及纤维化发生中的作用机制，比较其在肿瘤微环境与多器官纤维化中的共性与差异，并提出治疗策略应从单纯细胞清除转向环路稳态恢复。该框架为靶向基质-免疫相互作用的临床策略提供了概念基础。

1 引言：从单向支持到双向串扰

近期Vollmers等人的研究通过遗传小鼠模型、单细胞多组学、流式细胞术及成像技术改变了该领域的认知。研究人员发现，真皮成纤维细胞耗竭或选择性缺失成纤维细胞源性生长因子会显著改变真皮及皮下组织的巨噬细胞群。关键的是，当Dpt⁺真皮成纤维细胞中Csf1缺失导致巨噬细胞数量下降时，成纤维细胞自身出现以细胞周期调控、代谢及免疫信号通路紊乱为特征的转录组异常，符合去抑制型成纤维细胞活化特征，同时伴随成纤维细胞数量的代偿性增加。研究人员在直接耗竭巨噬细胞时也观察到一致的成纤维细胞表型，这排除了CSF1撤除对成纤维细胞的纯细胞自主效应，支持巨噬细胞依赖的 relay 机制。然而，该 relay 的正式验证——例如在Csf1缺失背景下进行巨噬细胞过继转移——仍是未来研究的重要方向。

1.2 向双向性的概念跃迁

Vollmers等人的研究进一步证实，巨噬细胞并非成纤维细胞源性生长因子的被动接收者，而是成纤维细胞状态的主动调控者。为避免歧义，“约束”一词并非指直接杀伤或抑制，研究人员采用“稳态许可”描述巨噬细胞提供的一种必需许可信号，该信号维持成纤维细胞静息状态；巨噬细胞丢失则移除该信号，导致去抑制型成纤维细胞活化。需区分三类常被混淆的细胞间信号：营养支持指CSF1、IL-34等促进受体细胞存活、增殖或分化的因子，即经典的成纤维细胞到巨噬细胞的正向信号；稳态许可指一种许可信号，不必然驱动增殖或分化，但为维持靶细胞静息基线状态所必需，其撤除会触发潜伏的活化程序；直接抑制信号则主动抑制增殖或合成功能。现有研究更支持许可机制，因为成纤维细胞对巨噬细胞丢失的反应表现为进行性、YAP/TAZ依赖的细胞周期及代谢程序去抑制——YAP（Yes-associated protein）与TAZ（transcriptional coactivator with PDZ-binding motif）作为Hippo通路转录共激活因子，是调控增殖、存活及基质合成的机械敏感 relay。这种进行性去抑制特征不支持直接刹车移除后即刻出现的爆发性增殖。上述区分有助于厘清全文的环路逻辑。

此处需正视一个明显矛盾：在系统性硬化症等纤维化疾病中，CSF1水平与巨噬细胞数量均升高而非降低，这与“巨噬细胞丢失触发成纤维细胞活化”的观点相悖。研究人员后续通过引入“功能许可耗竭”概念解决该悖论：疾病相关巨噬细胞尽管数量充足，却丧失提供稳态信号的能力，甚至获得促纤维化活性。双向环路的失衡——无论是成纤维细胞CSF1分泌缺陷还是巨噬细胞许可功能的质性失效——是组织稳态崩溃与纤维化的关键驱动因素。以皮肤体内证据为实证锚点，研究人员将该环路模型拓展至硬皮病、肿瘤微环境及多器官纤维化，并探讨其对治疗设计的深远意义。

最后需明确，CSF1并非成纤维细胞的专属产物，血管内皮细胞、上皮细胞、成骨细胞及淋巴细胞、髓系细胞亚群均可分泌CSF1，各来源的相对贡献因组织、发育阶段及疾病背景而异。这种CSF1产生的细胞冗余增加了环路的复杂性：当成纤维细胞源性CSF1受损时，巨噬细胞稳态可能得到部分缓冲，但巨噬细胞提供的质性许可信号仍可能依赖于作为其微环境的特定成纤维细胞亚群。此外，双向稳态调控的概念很可能不限于成纤维细胞-巨噬细胞对，周细胞与小胶质细胞、成骨细胞与破骨细胞、成纤维细胞与肥大细胞之间也可能存在类似的互作关系，这些环路仍有待正式鉴定与表征。

2 皮肤中的双向调控机制

2.1 正向推动：成纤维细胞对巨噬细胞的微环境支持

成纤维细胞具有异质性，前述Dpt⁺亚群已被鉴定为分布于真皮及血管周围区域的关键资源细胞群。在小鼠遗传模型中，选择性消融Dpt⁺成纤维细胞显著减少多种真皮成纤维细胞转录状态，并同步降低总CD11b⁺F4/80⁺巨噬细胞数量，影响CD64⁺及CD11c⁺亚群，确立Dpt⁺成纤维细胞为皮肤巨噬细胞的关键间质微环境。

在该微环境中，CSF1是主导分子桥梁。小鼠Dpt⁺成纤维细胞中Csf1的条件性缺失导致CD64⁺及CD11c⁺巨噬细胞进行性减少，而另一种CSF1R配体IL-34的缺失影响极小。该模式与肠道黏膜的观察一致：成纤维细胞源性CSF1是维持黏膜巨噬细胞定植的主要因子，且CSF1与IL-34的来源存在空间区室化。皮肤中是否存在类似的微环境信号空间组织仍有待明确。

皮肤巨噬细胞包含具有自我更新能力的CD64⁺组织驻留细胞及CD11c⁺单核细胞衍生群体。在小鼠遗传模型中，Dpt⁺成纤维细胞Csf1缺失导致两类亚群均减少，但动力学存在差异，提示其对成纤维细胞源性CSF1的依赖程度不同。这种动力学差异可能源于驻留巨噬细胞较单核细胞衍生对应物具有更高的CSF1R表达及局部增殖能力。单细胞分析还显示，随着稳态巨噬细胞绝对数量下降，Spp1⁺（骨桥蛋白阳性）炎性髓系细胞相对扩增，这种组成转变标志着免疫微环境从稳态维持向炎症偏倚转化。

2.2 反向牵拉：巨噬细胞对成纤维细胞的稳态许可

最具意义的发现是巨噬细胞对成纤维细胞的反向调控。当小鼠皮肤因CSF1缺乏导致巨噬细胞丰度下降时，成纤维细胞发生涉及细胞周期调控、合成代谢及免疫信号的深度转录组重编程。机制上，Hippo通路转录共激活因子YAP/TAZ被去抑制——该轴作为机械敏感 relay 促进增殖、存活及基质合成，已在多组织纤维化中被证实发挥作用。Axl等受体也可能参与感知巨噬细胞的缺失。需指出的是，巨噬细胞依赖 relay 机制的正式验证（如Csf1缺失背景下的巨噬细胞过继转移实验）仍是未来研究的重要方向。

但存在一个关键解读问题：伴随Spp1⁺炎性髓系细胞的相对扩增，其可能主动提供骨桥蛋白等促纤维化刺激，而非成纤维细胞活化仅源于许可信号的撤除。这两种情况并不互斥，很可能协同作用：静息维持信号的丢失被新出现的促炎及促纤维化介质所强化。区分二者的相对贡献需要特异性中和Spp1⁺来源信号的实验（如抗体阻断或Spp1条件性缺失），并在巨噬细胞耗竭背景下开展，同时需直接鉴定介导成纤维细胞静息的巨噬细胞源性分子。目前最合理的观点是，巨噬细胞提供一种许可性的多因子许可，其撤除释放潜伏的促增殖与促合成程序；同时必须承认，观察到的成纤维细胞活化部分由改变的髓系区室发出的信号主动驱动，凸显了该环路对紧张信号丢失及病理信号获得的双重易感性。

关于许可信号本身的分子性质，目前仍无定论。基于已知的可拮抗YAP/TAZ活性并维持基质静息的通路，提出了若干候选分子。分泌型Wnt拮抗剂如分泌型Frizzled相关蛋白及Dickkopf家族成员，可抑制促增殖的β-连环蛋白信号（Wnt/β-连环蛋白通路是调控细胞增殖与命运决定的保守信号级联），且某些巨噬细胞群可表达该类分子。骨形态发生蛋白（BMPs）在其他语境下可维持静息间充质表型，是另一类候选许可因子。此外，Gas6（growth arrest-specific 6）/Pros1（protein S）-Axl受体酪氨酸激酶轴可传递抗炎与促胞葬信号，并能抑制YAP/TAZ核转位，值得深入研究——巨噬细胞丢失时Axl表达降低。尽管如此，尚无体内证据表明这些候选分子是维持成纤维细胞静息的巨噬细胞源性信号。鉴定巨噬细胞许可背后的全套信号分子仍是该领域的核心目标。

转录组重构直接转化为定量表型：巨噬细胞减少后伴随成纤维细胞数量的代偿性增加及可测量的真皮增厚。这种负相关是巨噬细胞调控成纤维细胞丰度的最直接体内证据。值得注意的是，早前一项使用Col1a2-Cre驱动子删除Csf1的小鼠研究显示，皮下巨噬细胞减少但未显著改变成纤维细胞基因表达，提示不同成纤维细胞亚群或解剖区室对巨噬细胞反馈的反应存在差异。

2.2.1 CSF1–CSF1R轴的双端破坏

CSF1–CSF1R轴的完整性是维持双向平衡的必要条件。当成纤维细胞中Csf1缺失时，正向滋养功能与反向许可机制同时崩溃。这带来重要的临床区分：药物性CSF1R阻断可能不仅耗竭巨噬细胞，还会遗留一类数量正常但功能失能的细胞群——这类巨噬细胞无法许可成纤维细胞，并可能获得病理表型。治疗策略应旨在恢复、重编程还是选择性清除此类功能失调的巨噬细胞，仍是开放且关键的问题。

3 环路失衡的病理后果

在小鼠皮肤切除伤口愈模型合中，Dpt⁺成纤维细胞Csf1条件性缺失导致巨噬细胞数量减少及伤口闭合显著延迟。该缺陷直接归因于CD206⁺修复性巨噬细胞的缺乏，这类细胞通常提供有序成纤维细胞增殖及碎片清除所需的因子。从环路视角看，伤口愈合失败表明双向环路并非静态装置，而是损伤后需瞬时增强的动态系统。当CSF1供应中断时，这种适应性激活从一开始就停滞。

巨噬细胞许可丢失也驱动纤维化易感性。在小鼠模型中，巨噬细胞减少伴随成纤维细胞代偿性累积及透明质酸（HA）等细胞外基质成分在真皮组织中的沉积。HA沉积增加组织刚度，可通过整合素信号及机械转导进一步促进成纤维细胞持续活化，形成恶性循环。扩增的Spp1⁺髓系群可能额外贡献促纤维化刺激。很可能是静息维持许可信号的撤除与 emergent 髓系细胞主动递送的促纤维化信号共同作用，将成纤维细胞从稳态守护者转化为病理效应细胞。该协作模型的明确验证有待谱系特异性扰动研究，以分离两个分支的独立贡献。

在系统性硬化症中，患者皮肤活检分析显示成纤维细胞源性CSF1升高及巨噬细胞浸润增加与疾病严重程度相关。为调和这一现象与遗传小鼠模型中的负相关，研究人员提出“功能许可耗竭”的分期概念。疾病早期，成纤维细胞内在活化驱动CSF1分泌增加，主动招募巨噬细胞。但在慢性纤维化微环境中，招募的巨噬细胞发生根本性功能转变。跨器官纤维化组织的单细胞图谱反复鉴定出以Trem2、Spp1及脂质相关表型为标志的巨噬细胞亚群，其在转录上区别于稳态组织驻留巨噬细胞，且丧失微环境支持能力。这类细胞甚至可能获得促纤维化活性，分泌TGF-β、PDGF及骨桥蛋白。持续升高的CSF1因此反映了徒劳的代偿尝试：成纤维细胞发出许可信号，但新招募的巨噬细胞已无法授予，导致恶性循环持续。这种功能耗竭究竟代表稳定的表观遗传定型，还是可逆转的状态以供治疗恢复，仍有待明确。空间分辨转录组学将是验证该分期动态及阐明硬皮病病灶因果关系的关键工具。

4 跨组织与跨疾病的普适性

双向环路并非局限于皮肤，但普适性并不意味着同一性，器官特异性变异十分显著。核心基质细胞在各组织中分别为：皮肤为Dpt⁺成纤维细胞，肝脏为肝星状细胞（HSCs），肺为肺泡/间质成纤维细胞，肿瘤微环境为癌症相关成纤维细胞（CAFs）。关键巨噬细胞群分别为：皮肤为CD64⁺/CD11c⁺组织驻留巨噬细胞，肝脏为库普弗细胞/单核细胞衍生巨噬细胞，肺为肺泡/间质巨噬细胞，肿瘤微环境为肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）。CSF1依赖性方面：皮肤高依赖，以Dpt⁺成纤维细胞源性CSF1为主；肝脏中等依赖，库普弗细胞自我更新能力强，部分不依赖HSCs；肺高依赖，尤其在纤维化区域；肿瘤微环境高依赖，来源包括肿瘤细胞与CAFs。主要许可信号证据/候选方面：皮肤未知，巨噬细胞丢失时YAP/TAZ及Axl去抑制，候选包括Gas6/Pros1–Axl、Wnt拮抗剂、BMPs；肝脏稳态许可尚不清楚，候选形态发生素为Wnts，损伤后库普弗细胞源性TGF-β及PDGF覆盖许可信号；肺未知，YAP/TAZ去抑制受机械力调节，候选包括Wnt抑制剂、BMPs；肿瘤微环境中许可功能（若存在）已丢失或被覆盖，环路被肿瘤源性CSF1及炎症信号改写。环路失衡的后果分别为：皮肤为伤口愈合延迟、自发性真皮增厚、HA沉积；肝脏为肝纤维化、肝硬化；肺为肺纤维化；肿瘤微环境为免疫抑制、促结缔组织增生、治疗抵抗。治疗启示分别为：皮肤需恢复稳态信号，重编程而非耗竭巨噬细胞；肝脏需巨噬细胞功能性重编程，联合靶向HSC活化的疗法；肺需调节机械转导，重编程修复性巨噬细胞表型；肿瘤微环境需阻断CAF代偿通路，联合CSF1R与CXCR2靶向。特殊调节因素分别为：皮肤受微生物组、高频机械损伤影响；肝脏受门静脉内毒素、代谢应激影响；肺受周期性机械牵张（呼吸）影响；肿瘤微环境受缺氧、低pH、肿瘤分泌组影响。

肿瘤微环境（TME）包含结构上与正常基质-免疫环路镜像的细胞通讯网络。癌症相关成纤维细胞（CAF）-肿瘤相关巨噬细胞（TAM）串扰调控肿瘤进展、转移及治疗抵抗，但其极性已被大幅改写。肿瘤细胞本身成为CSF1的主要异位来源，破坏了正常的微环境反馈逻辑。Kumar等人的研究提供了典型例证：肿瘤细胞源性CSF1通过HDAC2介导的机制抑制CAFs中粒细胞特异性趋化因子的表达，从而限制促肿瘤粒细胞迁移。当使用CSF1R抑制剂靶向TAMs时，CAFs通过诱导多形核髓源性抑制细胞（PMN-MDSCs）浸润做出反应，抵消了抗肿瘤效应。该现象展示的是病理性代偿网络，而非单纯的稳态许可移除。目前无证据表明TME中TAMs存在生理性反向许可功能；CAFs对巨噬细胞丢失的反应更合理地解释为已被肿瘤源性因子彻底改写的环路中的微环境代偿。TME因此警示了环路被劫持的后果，强调了在不理解改写后的控制逻辑的情况下进行干预的风险。不过，值得思考的是，某些保留组织驻留巨噬细胞特征的TAM亚群（如表达叶酸受体2（FOLR2）或淋巴管内皮透明质酸受体1（LYVE1）的亚群，这些是 putative 具有微环境支持功能的组织驻留巨噬细胞标志物）是否仍保留残余许可能力，只是被主导的肿瘤源性信号所覆盖。验证这一可能性可优化肿瘤学中的巨噬细胞重编程策略。

双向巨噬细胞-成纤维细胞互作在器官纤维化中广泛存在。在肺中，活化巨噬细胞与肌成纤维细胞形成促纤维化正反馈环路，YAP/TAZ通路已被证实是巨噬细胞驱动肺纤维化的关键调控因子。抗纤维化药物尼达尼布的部分效应通过抑制CSF1R并促进组织修复型巨噬细胞表型实现，而非单纯耗竭巨噬细胞。在肝脏，肝星状细胞（HSCs）与库普弗细胞及浸润巨噬细胞存在双向串扰。HSCs部分通过CSF1支持巨噬细胞，而巨噬细胞通过TGF-β及PDGF调控HSC活化。在两个器官中，单细胞研究均鉴定出疾病相关巨噬细胞群，它们丧失了稳态特征并获得促纤维化表型，与研究人员在皮肤中提出的“功能许可耗竭”相呼应。这些跨组织平行性凸显了统一的环路逻辑：当巨噬细胞丧失许可能力时，无论起始的器官特异性损伤为何，成纤维细胞都会默认进入促纤维化状态。

5 治疗启示与未来方向

5.1 重新思考靶点：CSF1R阻断的双刃剑效应

CSF1–CSF1R轴一直是纤维化与癌症的重要治疗靶点。然而Vollmers等人的研究揭示了一个关键风险：非选择性阻断可能耗竭或失能巨噬细胞，撤除其稳态许可作用，反而触发或加重纤维化。时间维度具有指导意义：短期抑制可能主要清除促炎性单核细胞衍生巨噬细胞，带来获益；但长期阻断则可能耗竭具有稳态功能的组织驻留巨噬细胞，使宿主暴露于“许可信号真空”及成纤维细胞代偿性反弹的风险中。在TME中，该风险已表现为CAF诱导的PMN-MDSCs代偿性招募，可通过添加CXCR2拮抗剂缓解。

从肿瘤学外推至纤维化需谨慎。纤维化组织的免疫浸润及信号网络与肿瘤存在显著差异。纤维化中PMN-MDSCs并非主要代偿群体，单核细胞衍生促纤维化巨噬细胞与活化成纤维细胞才是核心病理环路。因此，在纤维化背景下联合CSF1R抑制剂与CXCR2阻断剂可能无法获得类似获益。纤维化领域更具转化潜力的策略可能是将CSF1R调节与直接抑制成纤维细胞活化的药物（如YAP/TAZ抑制剂或抗纤维化细胞因子）联用。

更广泛而言，理想策略应从细胞清除转向环路再平衡。潜在途径包括：（1）联合靶向：将CSF1R抑制剂与阻断成纤维细胞代偿通路的 agent 联用；（2）表型调谐：采用纳米颗粒递送过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPAR-γ，一种促进抗炎巨噬细胞表型的核受体）或信号转导及转录激活因子6（STAT6，IL-4/IL-13介导的替代性巨噬细胞活化的核心转录因子）激动剂等方法，即使在CSF1R抑制条件下，也将存活的巨噬细胞教育为修复性、许可 competent 表型；（3）信号微调：靶向YAP/TAZ等下游效应分子而非上游受体，以实现更精准的调控。将CSF1R调节与YAP/TAZ抑制剂联用是具有吸引力的组合思路。然而，YAP/TAZ是广泛表达的转录共激活因子，对上皮、内皮及心脏等组织的再生、干细胞维持及器官大小控制至关重要。全身性YAP/TAZ抑制因此存在显著的再生组织靶毒性风险。实现治疗窗口很可能需要靶向递送策略，例如成纤维细胞导向的纳米颗粒制剂、抗体偶联药物或局部给药储库系统，将YAP/TAZ抑制局限于纤维化基质。这类工程化递送系统的开发仍是药物研究的活跃领域，也是该组合策略临床转化的前提。表型调谐策略的成功依赖于已形成的纤维化病灶内巨噬细胞保留足够的可塑性。令人鼓舞的是，近期研究显示即使慢性炎症性巨噬细胞在驱动刺激移除后也可发生表观遗传重编程，但纤维化中致密交联的细胞外基质可能限制纳米颗粒药物的递送，这是药物工程需解决的额外障碍。

5.2 关键未解问题

首先是巨噬细胞许可信号组学：维持成纤维细胞静息的分子信使是什么？需要通过条件性配体文库、受体-配体互作筛选及多因子体外重构进行系统解码。如前所述，候选通路包括Wnt拮抗剂、BMPs及Gas6/Pros1–Axl轴，但缺乏直接的体内证据。同时，需通过谱系特异性中和实验直接检验Spp1⁺或其他 emergent 髓系群来源的主动促纤维化信号的贡献。

其次是成纤维细胞亚群分工与环路拓扑：其他成纤维细胞亚群（如Pi16⁺或Col15a1⁺群）是否承担不同的免疫调节任务？它们之间是否存在空间或层级组织？

第三是环路时空动态：在急性损伤、慢性炎症及纤维化进程中，环路的组成与空间组织如何变化？需要整合成纤维细胞反应的时空特异性模型。

第四是可逆性与治疗窗口：一旦环路失衡建立，其进程是不可逆的持续恶化，还是存在可干预的转折点？明确功能许可耗竭是表观遗传固定还是可治疗逆转，具有至关重要的临床意义。

第五是微环境信号的整合：皮肤与肠道微生物组，以及肺部的周期性呼吸牵张等机械力可直接调控YAP/TAZ等通路。理解这些环境输入如何与细胞环路协同作用，需要系统层面的视角。

6 结论与展望

成纤维细胞与巨噬细胞的关系远不止支架与其被动受益者的关系。“体内反向稳态许可”的发现确立了CSF1–CSF1R轴作为双向信息流的枢纽，构建了“成纤维细胞-巨噬细胞稳态环路”框架。该环路的平衡——CSF1的推动与许可信号的牵拉——决定了组织是维持静息稳态、启动修复反应，还是滑向纤维化。关键的是，环路破坏不仅可源于巨噬细胞数量丢失，也可源于许可功能的质性失效，正如研究人员在慢性纤维化疾病中提出的机制。从皮肤到肺、肝脏及肿瘤微环境，该环路模型提供了统一的解析视角。更重要的是，它迫使学界从根本上重新评估细胞清除疗法：非选择性靶向巨噬细胞或成纤维细胞可能无意中打破环路平衡。未来的前沿是从“细胞组分”范式转向“细胞社交网络动态”范式，实现对组织稳态的精准恢复。