國自然熱點 | 巨噬細(xì)胞基礎(chǔ)知識點

2023年國自然中標(biāo)熱點已經(jīng)發(fā)布，800+立項數(shù)使巨噬細(xì)胞在生物領(lǐng)域掀起一波熱浪，接下來小愛帶大家了解一下巨噬細(xì)胞。

圖1 2023年巨噬細(xì)胞研究熱點

巨噬細(xì)胞目前已知的來源包括：

1）從骨髓中的造血干細(xì)胞→祖細(xì)胞，遷移至外周血，分化為常駐單核細(xì)胞和炎癥性單核細(xì)胞，在穩(wěn)定狀態(tài)或炎癥刺激下遷移至特定組織，分化為巨噬細(xì)胞；
2）胚胎發(fā)育過程中在胎肝、卵黃囊或背主動脈附近的胚胎區(qū)域生成。

機(jī)體大部分組織都存在巨噬細(xì)胞，如骨巨噬細(xì)胞（破骨細(xì)胞）、中樞神經(jīng)系統(tǒng)（小膠質(zhì)細(xì)胞）、肺泡巨噬細(xì)胞（噬塵細(xì)胞）、肝臟（庫普弗細(xì)胞）、結(jié)締組織（組織細(xì)胞）以及脾臟中的白髓巨噬細(xì)胞、紅髓巨噬細(xì)胞和邊緣區(qū)巨噬細(xì)胞等。

圖2 巨噬細(xì)胞發(fā)育

巨噬細(xì)胞功能概述：

1）巨噬細(xì)胞是具有吞噬作用的細(xì)胞類型之一，參與非特異性免疫，能夠識別、吞噬并降解細(xì)胞碎片和病原體；
2）通過遞呈抗原以及誘導(dǎo)其他遞呈細(xì)胞表達(dá)共刺激分子等，啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng)；
3）炎癥初期，通過釋放細(xì)胞因子和趨化因子募集其他免疫細(xì)胞。

巨噬細(xì)胞分型：

根據(jù)功能不同巨噬細(xì)胞一般分為兩類，與宿主防御和促炎癥反應(yīng)相關(guān)的“經(jīng)典激活"的1型巨噬細(xì)胞，由脂多糖(LPS)誘導(dǎo)，能夠產(chǎn)生促炎反應(yīng)并產(chǎn)生促炎相關(guān)因子，如IL-6、IL-12和腫瘤壞死因子(TNF)，并且過表達(dá)CD80、CD86和CD16/32。以及與免疫調(diào)節(jié)和修復(fù)相關(guān)的“旁路激活"的2型巨噬細(xì)胞，由白細(xì)胞介素4(IL-4)誘導(dǎo)，過表達(dá)精氨酸酶-1(Arg-1)、甘露糖受體(CD206)、抗炎因子(IL-10)以及趨化因子CCL17和CCL22等。

巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)分化方案：

圖3 THP-1分化為巨噬細(xì)胞

常用來做巨噬細(xì)胞分型誘導(dǎo)的是THP-1（人單核細(xì)胞白血病細(xì)胞），相關(guān)培養(yǎng)問題在往期“THP-1細(xì)胞培養(yǎng)攻略"中可以查看，今天我們聊一聊此細(xì)胞誘導(dǎo)分化的問題。

THP-1誘導(dǎo)為M1型巨噬細(xì)胞：

1）離心收集處于對數(shù)生長期的THP-1，棄上清，用1640培養(yǎng)基重懸，調(diào)整細(xì)胞密度為5×10⁵/mL，六孔板每孔接種2mL，加入PMA（佛波脂abs9107，150ng/mL）培養(yǎng)48h，誘導(dǎo)成為巨噬細(xì)胞，顯微鏡下可見細(xì)胞貼壁，細(xì)胞形態(tài)由圓形變成不規(guī)則形；
2）通過與20ng/mL IFN-γ和10pg/mL LPS孵育，向M1巨噬細(xì)胞極化。

THP-1誘導(dǎo)為M2型巨噬細(xì)胞：

1）同M1型第一步；
2）20ng/mL IL4和20ng/mL IL13孵育，向M2型巨噬細(xì)胞極化。

圖4 培養(yǎng)16或24h后IFN-γ/LPS對THP-1巨噬細(xì)胞活力的影響

在大多數(shù)研究中IFN-γ的使用濃度為20ng/mL，但LPS的濃度在10ng/mL至1μg/mL之間，Marie Genin等人實驗發(fā)現(xiàn)，隨著LPS濃度升高，對細(xì)胞的毒性明顯增加，為了減少LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性，Hirose及其同事使用10pg/mL的LPS+20ng/mL的INF-γ孵育巨噬細(xì)胞進(jìn)行M1極化18h。以上濃度僅供參考，老師們可以自己摸索一下條件。

巨噬細(xì)胞研究方法：

可以從全血或組織、腫瘤制成的單細(xì)胞懸液中分離巨噬細(xì)胞。也有商業(yè)化的產(chǎn)品如THP-1、RAW264.7細(xì)胞（小鼠白血病單核巨噬細(xì)胞）和J774A.1細(xì)胞（小鼠BALB/c單核巨噬細(xì)胞）等。分選方法包括磁珠分選、密度梯度分離和流式細(xì)胞儀，可以通過基因表達(dá)分析、功能研究、細(xì)胞因子和趨化因子生成的評估以及使用免疫熒光染色、流式細(xì)胞儀結(jié)合細(xì)胞表面標(biāo)志物來分析和表征巨噬細(xì)胞功能和表型。

Absin胞胞巴適本期推薦：

注：文中所用圖片來自網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)參考用。

[1] 劉杰英. ADMA對單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞的影響及其對MCP-1及LOX-1表達(dá)的作用[D].山西醫(yī)科大學(xué),2010.
[2] Hirose K, Iwabuchi K, Shimada K, Kiyanagi T, Iwahara C, Nakayama H, et al.Different responses to oxidized low-density lipoproteins in human polarized  Lipids Health Dis. 2011;10:1.
[3] Genin M, Clement F, Fattaccioli A, Raes M, Michiels C. M1 and M2 macrophages derived from THP-1 cells differentially modulate the response of cancer cells to etoposide. BMC Cancer. 2015;15:577. Published 2015 Aug 8. doi:10.1186/s12885-015-1546-9.
[4] Yunna C, Mengru H, Lei W, Weidong C. Macrophage M1/M2 polarization. Eur J Pharmacol. 2020;877:173090. doi:10.1016/j.ejphar.2020.173090.
 

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