國自然熱點 | 巨噬細胞基礎知識點

2023年國自然中標熱點已經發布，800+立項數使巨噬細胞在生物領域掀起一波熱浪，接下來小愛帶大家了解一下巨噬細胞。

圖1 2023年巨噬細胞研究熱點

巨噬細胞目前已知的來源包括：

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

機體大部分組織都存在巨噬細胞，如骨巨噬細胞（破骨細胞）、中樞神經系統（小膠質細胞）、肺泡巨噬細胞（噬塵細胞）、肝臟（庫普弗細胞）、結締組織（組織細胞）以及脾臟中的白髓巨噬細胞、紅髓巨噬細胞和邊緣區巨噬細胞等。

圖2 巨噬細胞發育

巨噬細胞功能概述：

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

巨噬細胞分型：

根據功能不同巨噬細胞一般分為兩類，與宿主防御和促炎癥反應相關的“經典激活"的1型巨噬細胞，由脂多糖(LPS)誘導，能夠產生促炎反應并產生促炎相關因子，如IL-6、IL-12和腫瘤壞死因子(TNF)，并且過表達CD80、CD86和CD16/32。以及與免疫調節和修復相關的“旁路激活"的2型巨噬細胞，由白細胞介素4(IL-4)誘導，過表達精氨酸酶-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。

巨噬細胞誘導分化方案：

圖3 THP-1分化為巨噬細胞

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

THP-1誘導為M1型巨噬細胞：

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

THP-1誘導為M2型巨噬細胞：

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

圖4 培養16或24h后IFN-γ/LPS對THP-1巨噬細胞活力的影響

在大多數研究中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等人實驗發現，隨著LPS濃度升高，對細胞的毒性明顯增加，為了減少LPS誘導的細胞毒性，Hirose及其同事使用10pg/mL的LPS+20ng/mL的INF-γ孵育巨噬細胞進行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。

巨噬細胞研究方法：

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

Absin胞胞巴適本期推薦：

注：文中所用圖片來自網絡，僅供學習參考用。

[1] 劉杰英. ADMA對單核細胞分化為巨噬細胞的影響及其對MCP-1及LOX-1表達的作用[D].山西醫科大學,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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