Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor

Der Makrophagen-Kolonie-stimulierende Faktor, kurz M-CSF (engl. Macrophage colony-stimulating factor), ist ein körpereigenes Protein aus der Gruppe der Zytokine. M-CSF wird durch das M-CSF-Gen kodiert, das auf dem Chromosom 1: 109.91 – 109.93  lokalisiert ist. Die aktive Form von M-CSF findet sich extrazellulär. Sie wird durch proteolytische Spaltung aus einem Membran-gebundenen Präkursormolekül gebildet.

M-CSF ist Ligand für den “colony stimulating factor 1 receptor” M-CSF-R (auch CSF1R genannt) der auf zahlreichen Zellen exprimiert wird. M-CSF steuert u.a. die Proliferation von hämatopoetischen Vorläuferzellen und beeinflusst zahlreiche Immunprozesse. Im Einzelnen reguliert  M-CSF, im Sinne einer Immunhomöostase, die Dichte der Gewebemakrophagen sowie die von Monozytenpopulationen ohne ihren Aktivierungsstatus zu ändern (Ushach I et al. 2016). M-CSF erweist sich somit als ein funktioneller Gegenspieler von GM-CSF.   

Weiterhin nimmt M-CSF eine wichtige Rolle bei Fertilität und Schwangerschaft ein. So konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung von CSF1R in Trophoblasten durch hohe CSF-1-Spiegel für die Implantation des Embryos und für die weitere Entwicklung der Plazenta von essentieller Bedeutung ist (Jones CV et al. 2013).

Unter dem Einfluss von M-CSF differenzieren Monozyten zu M-CSF-Makrophagen, Deren Aktivierung durch IFN gamma und LPS führt zu inflammatorischen M1-Makrophagen mit zelltoxischen Eigenschaften. Die Aktivierung der M-CSF-Makrophagen mit den Interleukinen IL-4 und IL-10 führt zu M2-Makrophagen.

Osteoblasten sezernieren (Parathormon induziert) M-CSF. Dieses bindet an Vorläuferzellen der Osteoklasten und stimuliert ihre Ausreifung und Proliferation.

M-CSF wird durch zahlreiche Tumorzelllinien produziert. Über eine verstärkte Expression von M-CSFR-1-Rezeptoren werden “tumour-associated macrophages” auch TAMs bezeichnet (s.u. Makrophage),  angelockt. Hierdurch werden Tumorprogression und Metastasierung gefördert (Laoui D et al. 2014; Sullivan AR et al. 2014). Aus derartigen inzwischen belastbaren experimentellen Beobachtungen lassen sich für onkologische Fragestellungen therapeutische Möglichkeiten  ableiten (Laoui D et al. 2014).

1. Chockalingam S et al.(2014) Macrophage colony-stimulating factor and cancer: a review. Tumour Biol 35:10635 10644. 
2. Hume DA et al. (2012)Therapeutic applications of macrophage colony-stimulating factor-1 (CSF-1) and antagonists of CSF-1 receptor (CSF-1R) signaling. Blood 119:1810-1820. 
3. Jones CV et al. (2013) Macrophages and CSF-1: implications for development and  beyond. Organogenesis 9:249-260.
4. Laoui D et al. (2014) Functional Relationship between Tumor-Associated Macrophages and Macrophage Colony-Stimulating Factor as Contributors to Cancer Progression. Front Immunol 5:489.
5. Sullivan AR et al. (2014) CSF-1R signaling in health and disease: a focus on the mammary gland. J Mammary Gland Biol Neoplasia 19:149-159.
6. Ushach I et al. (2016) Biological role of granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) on cells of the myeloid lineage. J Leukoc Biol 100:481-489.