巨噬細(xì)胞（Macrophage，簡寫為“MΦ”）是一種源自單核細(xì)胞，而單核細(xì)胞又來源于骨髓中的前體細(xì)胞的免疫細(xì)胞，容易獲得，便于培養(yǎng)，并可進(jìn)行純化，能夠釋放大量的溶細(xì)胞蛋白、過氧化氫等產(chǎn)物，具有強(qiáng)大的殺傷、消化和清除病原體或異物的能力，可以吞噬病原體或衰老損傷的細(xì)胞。在吞噬抗原后，其能將抗原有效成分呈遞給T細(xì)胞或者B細(xì)胞，間接參與免疫應(yīng)答。其還可以在炎癥過程中緩慢吞噬顆粒性物質(zhì)，也能分泌合成干擾素、前列素等活性因子直接參與免疫應(yīng)答，或分泌多種炎癥介質(zhì)進(jìn)而促進(jìn)炎癥反應(yīng)。另外，其分泌的部分物質(zhì)如表皮生長因子（EGF）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）等還能促進(jìn)組織再生與修復(fù)。活化的巨噬細(xì)胞本身也能夠殺滅病原體和腫瘤細(xì)胞，是防止癌變產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)之一。
歷史上，不同部位的巨噬細(xì)胞在不同年代被相繼發(fā)現(xiàn)，但“巨噬細(xì)胞”這一名稱來源于俄羅斯免疫學(xué)家梅特尼科夫（Metchnikoff）的一次實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)了一種能吞噬巨大物質(zhì)的細(xì)胞。該類細(xì)胞的形態(tài)多種多樣，通常會(huì)隨著功能的變化而變化，可呈圓形、橢圓形，也可因伸出偽足而呈不規(guī)則形態(tài)。從極化角度來說，巨噬細(xì)胞可分為M1和M2兩種類型。此外，還有CD169?、TAM和TCR?巨噬細(xì)胞等。并且，局部組織中的巨噬細(xì)胞還可能存在自我更新現(xiàn)象。巨噬細(xì)胞屬于不繁殖細(xì)胞群，條件適宜下可生活2-3周，多用作原代培養(yǎng)，難以長期生存。
雖然強(qiáng)大的吞噬和消化作用使巨噬細(xì)胞得以成為機(jī)體屏障，但在吞噬過程中其釋放出的水解酶也會(huì)對(duì)附近正常組織造成損傷。例如，當(dāng)機(jī)體吸入無法分解的硅塵微粒時(shí)，由于硅塵微粒的反作用使溶酶體被破壞，水解酶被釋放，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成肺組織纖維化。同時(shí)，巨噬細(xì)胞作為機(jī)體防御重要成員，有時(shí)卻會(huì)被病菌當(dāng)做“保護(hù)傘”，例如結(jié)核桿菌（Mycobacterium tuberculosis）就會(huì)躲入巨噬細(xì)胞，避免被免疫系統(tǒng)察覺而清除。另外，腫瘤、肥胖等疾病也與巨噬細(xì)胞相關(guān)。
發(fā)現(xiàn)命名
歷史上，不同部位的巨噬細(xì)胞在不同年代被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)。有種位于骨中的巨噬細(xì)胞，稱作破骨細(xì)胞。破骨細(xì)胞“Osteoclast”一詞來源于希臘語“?στ?ον”(bone)和“κλαστ??”(broken) ，于1873年由瑞士科學(xué)家科利克（Koelliker）發(fā)現(xiàn)。
1880年，德國神經(jīng)病理學(xué)家尼斯?fàn)枺∟issl）和羅伯森（Robertson）于通過尼斯?fàn)柸旧谥袠?a href="/hebeideji/6301598788240865904.html">神經(jīng)組織最早發(fā)現(xiàn)了一種具有吞噬能力的細(xì)胞；而后西班牙神經(jīng)學(xué)家霍特加（Hortega）將其命名為小膠質(zhì)細(xì)胞。小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞也屬于單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)。
相比之下，“巨噬細(xì)胞”這一名稱的出現(xiàn)時(shí)間卻相對(duì)較晚。1892年，俄羅斯免疫學(xué)家梅特尼科夫（Metchnikoff）在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了一組對(duì)機(jī)體起保的細(xì)胞。其中的一種細(xì)胞對(duì)小的微生物有作用，另有一種細(xì)胞可以吞食巨大物質(zhì)，如寄生蟲等。由此，梅特尼科夫?qū)⑶罢呙麨椤靶∈?a href="/hebeideji/7282254844916039743.html">白細(xì)胞”，后者命名為“巨噬細(xì)胞”、即“Macrophage”。而“Macrophage”這一名詞源自希臘語“μακρ??（makrós）”和“φαγε?ν（phagein）”，前者可譯為“巨大”，后者則有“吃”的意思，由此代指巨噬細(xì)胞吞食物質(zhì)的特點(diǎn)。
細(xì)胞發(fā)源
雙重起源學(xué)說
巨噬細(xì)胞的來源是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜且不斷發(fā)展的研究領(lǐng)域。早期觀點(diǎn)認(rèn)為巨噬細(xì)胞由單核細(xì)胞前體及骨髓造血干細(xì)胞從骨髓（BM）中釋放，進(jìn)入到血液之中，然后經(jīng)過一定時(shí)間的血液循環(huán)后，在機(jī)體的信號(hào)調(diào)控下，穿過毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞壁，進(jìn)入到各個(gè)組織器官中，最終定居下來，并履行相應(yīng)的的職責(zé)與功能，轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織定居巨噬細(xì)胞（trM），即髓系來源（MPS理論）。
不過隨著細(xì)胞命運(yùn)圖譜研究和譜系示蹤等實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)展，研究人員發(fā)現(xiàn)在卵黃囊中存在巨噬細(xì)胞的祖細(xì)胞。而且在成體內(nèi)，包括小膠質(zhì)細(xì)胞等多種組織中，定居的巨噬細(xì)胞都可以追溯到胚胎時(shí)期的祖細(xì)胞。而后，學(xué)術(shù)界陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大量證據(jù)表明組織巨噬細(xì)胞具有雙重起源，既可以由源自骨髓干細(xì)胞的單核細(xì)胞分化而來，也可以從源自胚胎卵黃囊（YS）原始巨噬細(xì)胞中分化得到。
于是，研究人員逐步提出了胚胎時(shí)期巨噬細(xì)胞起源的兩個(gè)階段，即早期造血階段和紅髓系祖細(xì)胞（EMP）階段。早期造血階段的發(fā)生起源于胚外中胚層的卵黃囊，此階段產(chǎn)生了早期有核紅細(xì)胞、巨核細(xì)胞以及卵黃囊巨噬細(xì)胞。而紅髓系祖細(xì)胞階段的發(fā)生則起源于卵黃囊，遷移至胎肝（FL），并在胎肝中分化成多種細(xì)胞，其中包括巨噬細(xì)胞。例如，破骨細(xì)胞（Osteoclast）和庫普弗細(xì)胞（Kupffer cell）均來源于血液中的單核細(xì)胞，而幼年時(shí)期的小膠質(zhì)細(xì)胞來源于胚胎期的卵黃囊。胚胎衍生的巨噬細(xì)胞在維持組織動(dòng)態(tài)平衡方面起著至關(guān)重要的作用，而源自骨髓單核細(xì)胞的巨噬細(xì)胞與宿主的防御反應(yīng)和病理信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)。
但需要指出的是，在成體穩(wěn)態(tài)下關(guān)于trM的祖細(xì)胞來源，一些研究者認(rèn)為大多數(shù)trM起源于卵黃囊中的紅髓系祖細(xì)胞，而另一些研究者則認(rèn)為只有小膠質(zhì)細(xì)胞和部分朗格漢斯細(xì)胞 (Langerhans cell）是起源于此，其他所有成體穩(wěn)態(tài)下的trM都是胚胎時(shí)期的造血干細(xì)胞的產(chǎn)物。這方面的研究截至2016年仍存在分歧和爭議。
自我更新機(jī)制
巨噬細(xì)胞從發(fā)源到形成后，研究也發(fā)現(xiàn)在局部組織中，其可能存在自我更新的現(xiàn)象。在機(jī)體穩(wěn)態(tài)時(shí)，除了腸道的組織巨噬細(xì)胞外，其他類型的trM能夠通過局部自我更新在成體內(nèi)維持。當(dāng)機(jī)體發(fā)生炎癥時(shí)，起源于胚胎和骨髓的巨噬細(xì)胞都能夠自我更新，但主要通過胚胎時(shí)期起源的trM的自我更新途徑維持，與骨髓單核細(xì)胞補(bǔ)充途徑獨(dú)立存在。
而通過細(xì)胞命運(yùn)圖譜研究、異種共生實(shí)驗(yàn)和骨髓移植等實(shí)驗(yàn)方法，研究者又發(fā)現(xiàn)無論trM起源于YS還是BM單核細(xì)胞，均能夠自我更新，表明trM自我更新機(jī)制具有普遍性。此外，研究者們還發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄因子MafB和c-Maf的存在，它們能夠抑制與細(xì)胞自我更新相關(guān)的基因序列的表達(dá)。當(dāng)生物體需要補(bǔ)充巨噬細(xì)胞數(shù)量時(shí)，巨噬細(xì)胞會(huì)通過暫時(shí)下調(diào)MafB和c-Maf轉(zhuǎn)錄，激活與自我更新相關(guān)的基因表達(dá)，從而啟動(dòng)自我更新。
類型
所處部位
巨噬細(xì)胞分為定居巨噬細(xì)胞和游走巨噬細(xì)胞兩大類。定居巨噬細(xì)胞廣泛分布于宿主全身各處。但因?yàn)樗幉课徊煌湫螒B(tài)和功能也不相同，命名也有不同。例如巨噬細(xì)胞在肝中稱為枯否細(xì)胞，在神經(jīng)系統(tǒng)中稱為神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞，在結(jié)締組織、皮膚中稱為組織細(xì)胞，在骨中稱為破骨細(xì)胞等。
同時(shí)，組織中的巨噬細(xì)胞如若吞噬了某些物質(zhì)，發(fā)生了特殊形態(tài)的改變，人們還會(huì)根據(jù)其形態(tài)特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行命名，如吞噬了含蠟質(zhì)膜的細(xì)菌（如結(jié)核分枝桿菌）的巨噬細(xì)胞，整個(gè)細(xì)胞變得與上皮細(xì)胞相似，則稱為上皮樣細(xì)胞或類上皮細(xì)胞；如若巨噬細(xì)胞吞噬脂質(zhì)較多，導(dǎo)致胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)許多脂滴空泡，呈泡沫狀或格子狀，稱為泡沫細(xì)胞或格子細(xì)胞；如果異物體積較大，不易吞噬的時(shí)候，巨噬細(xì)胞就會(huì)為了吞食異物，將多個(gè)細(xì)胞融合或者進(jìn)行核的分裂而不進(jìn)行胞質(zhì)的分裂，就會(huì)形成多核巨細(xì)胞。游走巨噬細(xì)胞由血液中的單核細(xì)胞衍生而來，其體積是單核細(xì)胞的數(shù)倍可在組織中存活較長時(shí)間。
極化角度
巨噬細(xì)胞在不同的生物因子的影響下可極化為M1巨噬細(xì)胞和M2巨噬細(xì)胞。在粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）、細(xì)胞因子干擾素γ（IFN-γ）和脂多糖（LPS）刺激下，未活化的巨噬細(xì)胞，即M0巨噬細(xì)胞，會(huì)極化為能生成較強(qiáng)促炎因子、并且能夠殺傷病原體和腫瘤細(xì)胞的M1巨噬細(xì)胞；而M-CSF、IL-4、IL-13和IC刺激會(huì)導(dǎo)致M0巨噬細(xì)胞極化為夠表達(dá)抗炎因子，促進(jìn)血管生成和組織修復(fù)的M2巨噬細(xì)胞。
同時(shí)在不同的細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下，M2型巨噬細(xì)胞會(huì)進(jìn)一步分化為M2a、M2b M2c和M2d表型，并表達(dá)不同的生物標(biāo)記物，分泌不同的生物因子。除了M1和M2巨噬細(xì)胞之外，還有與免疫耐受和抗原呈遞相關(guān)的CD169?巨噬細(xì)胞、與癌癥相關(guān)的巨噬細(xì)胞亞群TAM和T細(xì)胞受體陽性巨噬細(xì)胞（TCR?巨噬細(xì)胞）等。其中TCR?巨噬細(xì)胞表現(xiàn)為M1、M2混合表型。當(dāng)肺組織受到刺激時(shí)，TCR?巨噬細(xì)胞會(huì)更傾向于變成M1表型，釋放相關(guān)的細(xì)胞因子，進(jìn)而促進(jìn)炎癥反應(yīng)。
形態(tài)結(jié)構(gòu)
巨噬細(xì)胞的大小不一，形態(tài)常隨功能的變化而改變，通常其表面有許多鈍圓形小凸起。功能活躍的巨噬細(xì)胞常會(huì)伸出偽足而呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀。胞質(zhì)豐富，呈嗜酸性，胞漿中含有脂肪空泡和紫紅色細(xì)小顆粒，以及細(xì)胞碎片、細(xì)菌等異物。細(xì)胞核較小，著色深，常呈腎形、馬蹄形或卵圓形，核仁不明顯，核染色質(zhì)著色偏淡。電鏡下，細(xì)胞表面有許多皺褶、微絨毛以及小球狀的空泡和吞飲泡；胞質(zhì)中含有許多的溶酶體、吞噬體（吞噬泡）和殘余體。細(xì)胞膜附近存在微絲和微管。巨噬細(xì)胞分布廣泛，為了適應(yīng)不同的環(huán)境，承擔(dān)不同的功能，不同部位中的巨噬細(xì)胞的形態(tài)也有不同，具體如下：
中樞神經(jīng)系統(tǒng)
腦與脊髓的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在著特化的巨噬細(xì)胞，這些巨噬細(xì)胞被稱作小膠質(zhì)細(xì)胞（Microglia）。其胞體呈梭形或橢圓形，胞質(zhì)少。胞核呈橢圓形或三角形，染色質(zhì)緊密，染色深。在銀染色標(biāo)本中,其胞體發(fā)出的突起細(xì)長有分支,表面有許多小棘突。
肝臟
肝巨噬細(xì)胞又稱庫普弗細(xì)胞（Kupffer cell）、枯否細(xì)胞。庫普弗細(xì)胞具有一般巨噬細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，有較厚的絨狀細(xì)胞衣，分兩層。內(nèi)層厚約15nm，緊貼細(xì)胞膜，外層厚50~70nm。庫普弗細(xì)胞常形成許多絲狀偽足、板偽足以及呈波紋樣的皺褶和微絨毛等形態(tài)各異的突起，使細(xì)胞呈現(xiàn)極度不規(guī)則樣、故又稱星型細(xì)胞（Stellate cell）。細(xì)胞核體積大，形狀不規(guī)則。
庫普弗細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)含有大量的溶海體，占細(xì)胞器的68%，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較少，高爾基體不明顯。庫普弗細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的吞噬小泡大小不等，有衣微吞飲小泡、大吞飲泡和蚓狀內(nèi)突，后者是吞噬細(xì)胞特有的胞吞結(jié)構(gòu)，它是內(nèi)陷并融合的外衣和質(zhì)膜所形成的管狀結(jié)構(gòu)，含有過氧化物酶體，也有人稱“蟲樣”小體，“蟲樣”小體被認(rèn)為是庫普弗細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)。
肺部
肺巨噬細(xì)胞又稱塵細(xì)胞，是指肺部中吞噬了塵埃的巨噬細(xì)胞。塵細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)常常含有大量的黑色塵粒。
骨骼
骨骼中的巨噬細(xì)胞稱為破骨細(xì)胞，該類巨噬細(xì)胞一般有2~50個(gè)緊密堆積的核，直徑約10微米。
作用機(jī)制
活化
在人體內(nèi)的巨噬細(xì)胞一般處于靜止?fàn)顟B(tài)。但當(dāng)病原體侵入細(xì)胞或收到一些細(xì)胞因子的刺激后，巨噬細(xì)胞就會(huì)從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變活化狀態(tài)，活化后的巨噬細(xì)胞功能顯著增強(qiáng)。巨噬細(xì)胞的活化一般有三個(gè)階段，具體如下：
觸發(fā)應(yīng)答
體內(nèi)靜止的、有應(yīng)答能力的巨噬細(xì)胞接受到病原體等異物的刺激時(shí)，細(xì)胞內(nèi)cAMP/cGMP（即血漿環(huán)磷酸鳥）比值升高，細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)被激化，該過程可引起細(xì)胞的增殖、趨化和移動(dòng)，并經(jīng)膜受體作用而實(shí)現(xiàn)吞噬。這個(gè)過程具有一定的殺菌能力，但屬非特異性免疫，殺菌作用效果不強(qiáng)。
啟動(dòng)興奮
第一階段中應(yīng)答的巨噬細(xì)胞護(hù)接收到活化T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞活化因子（MAF）及細(xì)胞因子干擾素γ（IFN-γ）等第一類信號(hào)后，啟動(dòng)成為興奮的巨噬細(xì)胞（Stimulated MΦ）。蛋白激酶C（PKC）被細(xì)胞內(nèi)持續(xù)升高的鈣離子濃度激活。
巨噬細(xì)胞的活化會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞代謝活躍，能表達(dá)MHCI類抗原，具有抗原提呈功能，并可以加強(qiáng)吞噬殺菌作用。
激活發(fā)展
啟動(dòng)的或已興奮的巨噬細(xì)胞在受到第二類信號(hào)刺激時(shí)，細(xì)胞內(nèi)Ca2?濃度突然短暫升高，蛋白質(zhì)磷酸化，進(jìn)一步激活了編碼巨噬細(xì)胞表面受體、細(xì)胞因子受體和細(xì)胞毒活性物質(zhì)基因的表達(dá)，成為激活的巨噬細(xì)胞。這第二類信號(hào)主要有G一桿菌脂多糖（LIS）、分枝桿菌、以及活化淋巴細(xì)胞釋放的多種CKs（如IFN-γ、MAF、IL-4等）。此時(shí)的巨噬細(xì)胞可以釋放大量溶細(xì)胞蛋白、溶酶體酶、TNF、過量的超氧陰離子、過氧化氫以及反應(yīng)性氧中間產(chǎn)物，對(duì)吞食的病原體或異物表現(xiàn)強(qiáng)大的殺傷、消化和清除能力。
極化
活化的成熟巨噬細(xì)胞在表型和功能上表現(xiàn)出很高的可塑性和異質(zhì)性，使它們能夠響應(yīng)和適應(yīng)各種環(huán)境信號(hào)。而依據(jù)激活后巨噬細(xì)胞的兩種狀態(tài)，在進(jìn)入極化階段后其形成兩種類型，即M1和M2巨噬細(xì)胞。
典型活化態(tài)的M1巨噬細(xì)胞
M1型巨噬細(xì)胞，即產(chǎn)生促炎因子的巨噬細(xì)胞介導(dǎo)對(duì)病原體的抵抗，并表現(xiàn)出強(qiáng)烈的殺微生物特性，其特征是表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抗原遞呈活性和分泌多種促炎細(xì)胞因子，包括白細(xì)胞介素1（IL-1）、IL-6、TNF-α、一氧化氮（NO）和活性氧（ROS）。與此同時(shí)，它們通過下調(diào)IL-12、IL-23和IL-10的表達(dá)，強(qiáng)化了促炎環(huán)境。激活M1型巨噬細(xì)胞導(dǎo)致 IL-1b、TNF-α、IL-12、IL-18和IL-23水平的增加。此外，M1型巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平的主要組織相容性復(fù)合體II類（MHC II）、CD68、CD80和CD86，以及對(duì)Th1細(xì)胞具有趨化作用的因子，如CXCL9和CXCL12。
替代活化型M2巨噬細(xì)胞
M2型巨噬細(xì)胞又稱選擇性激活巨噬細(xì)胞，在表型上該群體的特征是表達(dá)巨噬細(xì)胞甘露糖受體（MMR），也稱為CD206。M2型巨噬細(xì)胞具備縮小斑塊大小，增強(qiáng)斑塊穩(wěn)定性等功能，與抗炎表達(dá)模式密切相關(guān)。
M2型巨噬細(xì)胞又可分為四種亞型，不同的亞型具有不同的作用。例如：M2巨噬細(xì)胞的M2a亞群受IL-4和IL-13的誘導(dǎo)，表現(xiàn)出高水平的CD206、IL-1受體II(IL-RII)和IL-1受體拮抗劑(IL1Ra)。相比之下，M2b亞群可通過免疫復(fù)合物(ICs)、Toll樣受體(TLR)激動(dòng)劑或IL-1受體配體的刺激而被誘導(dǎo)。M2b亞群產(chǎn)生抗炎和促炎細(xì)胞因子，包括白細(xì)胞介素-10（IL-10）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-（IL-6）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）。另一方面，M2c亞群在糖皮質(zhì)激素和IL-10的誘導(dǎo)下顯示出強(qiáng)烈的抗炎活性，通過釋放大量的IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β來對(duì)抗凋亡細(xì)胞。最后，M2d亞群是由TLR激動(dòng)劑通過腺苷受體的誘導(dǎo)而形成，同樣表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抗炎活性，通過釋放大量的IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β來對(duì)抗凋亡細(xì)胞。
巨噬細(xì)胞極化是一個(gè)涉及多因子相互作用的復(fù)雜過程，受多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子和通路調(diào)節(jié)。目前可知巨噬細(xì)胞極化涉及五種明確的信號(hào)通路：PI3KIAKT信號(hào)通路，TLRS/NF—2B信號(hào)通路，AK-STAT信號(hào)通路，Notch信號(hào)通路，JNK信號(hào)通路。
功能
吞噬作用
巨噬細(xì)胞具有強(qiáng)大的吞噬作用，包括非特異性吞噬作用和特異性吞噬作用，可以吞噬消滅多種病原菌和體內(nèi)衰老損傷的細(xì)胞。當(dāng)異物入侵或發(fā)現(xiàn)衰老病變的細(xì)胞時(shí)，巨噬細(xì)胞會(huì)伸出偽足，粘附和包異物、衰老傷亡的細(xì)胞等，進(jìn)而攝入胞質(zhì)內(nèi)形成吞噬體或吞飲小泡。吞飲小泡和吞噬體會(huì)與初級(jí)溶酶體融合，形成次級(jí)溶酶體。次級(jí)溶酶體對(duì)異物顆粒進(jìn)行酶消化分解，生成殘余體。在非特異性吞噬過程中，巨噬細(xì)胞直接識(shí)別和粘附被吞噬物。特異性吞噬過程中，抗體、補(bǔ)體等會(huì)作為識(shí)別因子，將異物和衰老損傷的細(xì)胞等包裹起來，巨噬細(xì)胞表面相應(yīng)的受體與它們相結(jié)合，然后識(shí)別和粘附異物或細(xì)胞。
合成分泌
巨噬細(xì)胞具有活躍的合成分泌功能，能夠合成多種生物活性因子，例如溶菌酶、干擾素等直接參與機(jī)體防御。巨噬細(xì)胞還能分泌趨化細(xì)胞因子、促炎癥細(xì)胞因子等，通過吸引其他炎癥細(xì)胞，間接參與機(jī)體的防御反應(yīng)。
免疫應(yīng)答
在免疫應(yīng)答中，進(jìn)人體內(nèi)的抗原首先需經(jīng)抗原遞呈細(xì)胞（包括巨噬細(xì)胞）攝取、處理，再將有效抗原成分轉(zhuǎn)遞給T細(xì)胞或B細(xì)胞，這一過程叫抗原遞呈。
在抗原呈遞過程中，巨噬細(xì)胞會(huì)夠吞噬和處理外源性抗原，如細(xì)菌、病毒、死亡細(xì)胞等。一旦吞噬了抗原，巨噬細(xì)胞將其降解為小片段，并將這些抗原片段（抗原肽）展示在細(xì)胞表面的特殊分子上，稱為抗原提呈分子（抗原presenting molecules）。在這些抗原提呈分子中，最重要的是主要組織相容性復(fù)合物（MHC）類II分子。這些分子結(jié)合并展示在細(xì)胞表面的抗原片段，形成MHC-II/抗原肽復(fù)合物。T細(xì)胞通過它們表面的T細(xì)胞受體（TCR）來識(shí)別抗原。CD4+T輔助細(xì)胞是主要與MHC-II分子相互作用的T細(xì)胞類型。當(dāng)T細(xì)胞的TCR與巨噬細(xì)胞表面的MHC-II/抗原肽復(fù)合物結(jié)合時(shí)，T細(xì)胞被激活。激活的T細(xì)胞還能通過產(chǎn)生細(xì)胞因子和直接與其他免疫細(xì)胞相互作用，如B細(xì)胞和其他效應(yīng)細(xì)胞，來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。這種調(diào)控過程對(duì)于協(xié)調(diào)和增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能至關(guān)重要。
巨噬細(xì)胞還能釋放IL-1，影響T細(xì)胞和B細(xì)胞的活化，產(chǎn)生干擾素、前列腺素和白細(xì)胞三烯等，在免疫應(yīng)答中起重要作用。除了分泌生物活性因子間接參與免疫反應(yīng)，巨噬細(xì)胞本身也可以作為免疫效應(yīng)細(xì)胞，在活化后可以直接殺傷病原體和腫瘤細(xì)胞，進(jìn)而直接參與到免疫反應(yīng)之中。
炎癥反應(yīng)
巨噬細(xì)胞是具有強(qiáng)大吞噬與細(xì)胞內(nèi)消化功能的免疫細(xì)胞，有高度發(fā)達(dá)的高爾基體構(gòu)成炎癥的第二道防線。巨噬細(xì)胞可以緩慢的吞噬顆粒性物質(zhì)，通過體內(nèi)的溶酶體將其分解，形成殘余小體，通過排粒作用轉(zhuǎn)到細(xì)胞外。其在趨化因子作用下會(huì)定向移動(dòng)到炎癥的部位，通過分泌多種炎癥介質(zhì)，使局部血管擴(kuò)張、通透性增加、血栓形成，從而增強(qiáng)局部炎癥損傷。
肌肉再生
當(dāng)肌肉組織遭受損傷，巨噬細(xì)胞首先進(jìn)入受損區(qū)域，清除死亡的肌細(xì)胞、細(xì)胞碎片和其他細(xì)胞殘留物。這一過程有助于減少炎癥反應(yīng)和防止病原體感染。
激活的巨噬細(xì)胞會(huì)釋放多種生長因子和細(xì)胞因子，如表皮生長因子（EGF）、基本成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）和血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）等促進(jìn)肌肉細(xì)胞的增殖和再生；巨噬細(xì)胞還能通過釋放的信號(hào)分子和細(xì)胞因子調(diào)控肌肉干細(xì)胞的增殖和分化，有助于形成新的肌肉組織。同時(shí)巨噬細(xì)胞會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)釋放抗炎因子，減輕炎癥反應(yīng)，有利于肌肉組織的愈合和再生。
巨噬細(xì)胞的活化有助于促進(jìn)血管新生 ，這對(duì)于提供充足的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)給受損肌肉區(qū)域至關(guān)重要，促進(jìn)新肌肉組織的形成和修復(fù)。
傷口愈合
當(dāng)傷口形成時(shí)，炎癥是必要的生理反應(yīng)之一。巨噬細(xì)胞是炎癥過程中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者，通過釋放促炎和抗炎因子來協(xié)調(diào)炎癥反應(yīng)，同時(shí)清除病原體、死亡細(xì)胞和細(xì)胞碎片，這一清除過程是愈合的前提，有助于建立清潔的傷口床。
激活的巨噬細(xì)胞能夠釋放多種生長因子和細(xì)胞因子，如表皮生長因子（EGF）、基本成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）等。這些分子在傷口愈合過程中起到促進(jìn)細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移和新血管生成等關(guān)鍵作用，進(jìn)而為組織結(jié)構(gòu)和功能的完全恢復(fù)提供了支持。巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子也參與形成纖維組織的過程。它們激活纖維母細(xì)胞（fibroblasts），促使其合成膠原蛋白和其他膠原類物質(zhì)，支持創(chuàng)傷部位的結(jié)構(gòu)重建。
但隨著傷口修復(fù)的進(jìn)行，巨噬細(xì)胞的活動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)炎癥，以防止過度的炎癥反應(yīng)。它們釋放抗炎分子，如免疫細(xì)胞介素-10（IL-10），有助于平衡炎癥和解析過程。因此，研究創(chuàng)傷修復(fù)過程中巨噬細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子的種類和含量在創(chuàng)傷后不同時(shí)間的變化規(guī)律，將可能從分子水平和細(xì)胞水平上提供一些與損傷時(shí)間相關(guān)的標(biāo)志性變化或依據(jù)；而文獻(xiàn)報(bào)道巨噬細(xì)胞吞噬物的變化亦具有與時(shí)間相關(guān)的特點(diǎn)，巨噬細(xì)胞吞噬物在形態(tài)上易于觀察和檢測，這些特征使得巨噬細(xì)胞在損傷時(shí)間推斷過程中具有重要的法醫(yī)學(xué)意義。
疾病治療
感染性疾病
巨噬細(xì)胞是機(jī)體防御感染的重要組成部分。它們能夠吞噬和消化病原體，同時(shí)通過釋放細(xì)胞因子激活其他免疫細(xì)胞。在感染性疾病治療中，可以通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的活性來增強(qiáng)機(jī)體對(duì)病原體的免疫反應(yīng)。
炎癥
巨噬細(xì)胞在炎癥過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在一些炎癥性疾病，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和炎癥性腸病，巨噬細(xì)胞的過度活化可能導(dǎo)致炎癥的持續(xù)和加重。治療策略可能包括調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的活性，以減輕炎癥反應(yīng)。
腫瘤
在腫瘤微環(huán)境中，巨噬細(xì)胞可以表現(xiàn)出雙重角色。一方面，它們可以通過吞噬和清除腫瘤細(xì)胞來抑制腫瘤生長。另一方面，腫瘤微環(huán)境中的巨噬細(xì)胞也可能被調(diào)節(jié)，促進(jìn)腫瘤的逃逸和生長。因此，腫瘤治療可能涉及調(diào)控巨噬細(xì)胞的活性，以促進(jìn)它們的抗腫瘤作用。
在自身免疫性疾病，如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和多發(fā)性硬化癥中，免疫系統(tǒng)攻擊自身組織。調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的活性可能有助于平衡免疫系統(tǒng)的過度激活，從而減緩疾病進(jìn)展。
相關(guān)疾病
巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，對(duì)機(jī)體抵抗外物入侵、清除機(jī)體異常細(xì)胞等方面起著重要的作用。但在某些特殊情況下巨噬細(xì)胞也會(huì)給機(jī)體帶來不利影響。
硅肺
如長期吸入含有二氧化硅的粉塵后，肺泡巨噬細(xì)胞可吞噬硅塵微粒,在細(xì)胞內(nèi)形成吞噬體,繼而與溶酶體融合,形成次級(jí)溶酶體。而硅塵表面的二氧化硅與水聚合形成硅酸,其羥基能改變?nèi)苊阁w膜的脂質(zhì)分子構(gòu)型,從而破壞溶酶體。
溶酶體膜損害后,釋出硅塵和細(xì)胞崩解產(chǎn)物又吸引更多的巨噬細(xì)胞聚集,巨噬細(xì)胞進(jìn)行再吞噬等,并形成結(jié)節(jié),引起肺組織的炎癥反應(yīng)、細(xì)胞壞死和肺纖維化。這種過程不斷重復(fù),使病變不斷使巨噬細(xì)胞崩解死亡,硅塵釋放,又被其他巨噬細(xì)胞吞噬，如此反復(fù)。被激活的巨噬細(xì)胞可釋放多種細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)，引起肺組織炎癥和肺纖維化,形成矽肺。在結(jié)核分枝桿菌感染早期，入侵呼吸道的結(jié)核桿菌，盡管巨噬細(xì)胞吞噬，卻仍然在巨噬細(xì)胞內(nèi)受到保護(hù)而存活并繼續(xù)增殖。巨噬細(xì)胞進(jìn)而被激活引發(fā)細(xì)胞免疫反應(yīng),導(dǎo)致結(jié)核病。另外，在吞噬過程中,吞噬細(xì)胞溶酶體釋放出的多種水解酶也可破壞鄰近的正常組織細(xì)胞，對(duì)機(jī)體造成損傷。
癌癥
在癌癥過程中，一些腫瘤細(xì)胞能夠分泌物質(zhì)，促使周圍的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)镸2型，這種類型的巨噬細(xì)胞被認(rèn)為具有免疫抑制和腫瘤促進(jìn)的特性。M2型巨噬細(xì)胞可能釋放促使腫瘤生長的因子，同時(shí)抑制其他免疫細(xì)胞的活動(dòng)。
腫瘤細(xì)胞有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些信號(hào)分子，如IL-10和TGF-β，這些分子有助于抑制免疫系統(tǒng)的正常應(yīng)答。這可能包括抑制巨噬細(xì)胞的免疫活性，使得它們不再能夠有效地清除癌細(xì)胞。
腫瘤細(xì)胞有時(shí)能夠通過不同的機(jī)制逃避免疫系統(tǒng)的監(jiān)測，使得巨噬細(xì)胞難以識(shí)別和清除這些異常細(xì)胞。
肥胖
我們常常將脂肪組織細(xì)胞分為白色脂肪組織（或稱為黃色脂肪組織）和褐色脂肪組織。肥胖過程中，脂肪組織會(huì)不成比例的增加，以白色脂肪增加為主。所以肥胖癥（Obesity)是指體內(nèi)脂肪分布異常或推及過多，而導(dǎo)致體重增加的慢性代謝疾病。
同時(shí)肥胖也被認(rèn)為是一種低度慢性炎癥狀態(tài)。巨噬細(xì)胞作為炎性細(xì)胞的一種，與肥胖之間也息息相關(guān)。事實(shí)上脂肪組織與巨噬細(xì)胞的關(guān)系非常微妙。科學(xué)家們?cè)诜逝只颊吆头逝执笫竽Ｐ偷闹窘M織中均發(fā)現(xiàn)了巨噬細(xì)胞浸潤的現(xiàn)象。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，脂肪組織會(huì)分泌的瘦素、MCP-1等可以吸引巨噬細(xì)胞進(jìn)入脂肪組織。其次，脂肪組織能夠分泌過量飽和脂肪酸激活巨噬細(xì)胞，被激活的巨噬細(xì)胞釋放多種物質(zhì)影響脂肪形成，從而誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞進(jìn)一步增生肥大。增生肥大的脂肪細(xì)胞有時(shí)會(huì)破裂，進(jìn)一步釋放脂肪酸和其他細(xì)胞因子，引起了巨噬細(xì)胞的進(jìn)一步激活，并釋放炎癥性細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子α（TNF-α）和免疫細(xì)胞介素-6（IL-6）導(dǎo)致更多的炎癥。
在肥胖者的脂肪組織中，巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出從抗炎性的M2型向促炎性的M1型轉(zhuǎn)變，這是一種促炎性的狀態(tài)，這為巨噬細(xì)胞加速脂肪組織慢性炎癥的發(fā)生提供了有力的證據(jù)。同時(shí)M1巨噬細(xì)胞分泌的促炎性因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細(xì)胞介素-6（IL-6）等，導(dǎo)致誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitricoxide synthase,iNOS)和活性氧(reactiveoxygen 物種，ROS)水平升高，誘導(dǎo)胰島素抵抗。導(dǎo)致肥胖的進(jìn)一步加深。
此外，組織局部缺氧也有利于巨噬細(xì)胞浸潤。研究發(fā)現(xiàn)，在肥胖個(gè)體的脂肪組織中，局部缺氧刺激產(chǎn)生的趨化因子表達(dá)量增高。這有利于脂肪組織進(jìn)一步募集巨噬細(xì)胞。
除了上述的疾病外，在結(jié)核分枝桿菌感染早期，入侵呼吸道的結(jié)核桿菌，盡管被巨噬細(xì)胞吞噬，卻仍然在巨噬細(xì)胞內(nèi)受到保護(hù)而存活并繼續(xù)增殖。巨噬細(xì)胞進(jìn)而被激活引發(fā)細(xì)胞免疫反應(yīng),導(dǎo)致結(jié)核病。另外，在吞噬過程中,吞噬細(xì)胞溶酶體釋放出的多種水解酶也可破壞鄰近的正常組織細(xì)胞，對(duì)機(jī)體造成損傷。
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