国自然热点 | 巨噬细胞基础知识点

2023年国自然中标热点已经发布，800+立项数使巨噬细胞在生物领域掀起一波热浪，接下来小爱带大家了解一下巨噬细胞。

图1 2023年巨噬细胞研究热点

巨噬细胞目前已知的来源包括：

1）从骨髓中的造血干细胞→祖细胞，迁移至外周血，分化为常驻单核细胞和炎症性单核细胞，在稳定状态或炎症刺激下迁移至特定组织，分化为巨噬细胞；
2）胚胎发育过程中在胎肝、卵黄囊或背主动脉附近的胚胎区域生成。

机体大部分组织都存在巨噬细胞，如骨巨噬细胞（破骨细胞）、中枢神经系统（小胶质细胞）、肺泡巨噬细胞（噬尘细胞）、肝脏（库普弗细胞）、结缔组织（组织细胞）以及脾脏中的白髓巨噬细胞、红髓巨噬细胞和边缘区巨噬细胞等。

图2 巨噬细胞发育

巨噬细胞功能概述：

1）巨噬细胞是具有吞噬作用的细胞类型之一，参与非特异性免疫，能够识别、吞噬并降解细胞碎片和病原体；
2）通过递呈抗原以及诱导其他递呈细胞表达共刺激分子等，启动适应性免疫反应；
3）炎症初期，通过释放细胞因子和趋化因子募集其他免疫细胞。

巨噬细胞分型：

根据功能不同巨噬细胞一般分为两类，与宿主防御和促炎症反应相关的“经典激活"的1型巨噬细胞，由脂多糖(LPS)诱导，能够产生促炎反应并产生促炎相关因子，如IL-6、IL-12和肿瘤坏死因子(TNF)，并且过表达CD80、CD86和CD16/32。以及与免疫调节和修复相关的“旁路激活"的2型巨噬细胞，由白细胞介素4(IL-4)诱导，过表达精氨酸酶-1(Arg-1)、甘露糖受体(CD206)、抗炎因子(IL-10)以及趋化因子CCL17和CCL22等。

巨噬细胞诱导分化方案：

图3 THP-1分化为巨噬细胞

常用来做巨噬细胞分型诱导的是THP-1（人单核细胞白血病细胞），相关培养问题在往期“THP-1细胞培养攻略"中可以查看，今天我们聊一聊此细胞诱导分化的问题。

THP-1诱导为M1型巨噬细胞：

1）离心收集处于对数生长期的THP-1，弃上清，用1640培养基重悬，调整细胞密度为5×10⁵/mL，六孔板每孔接种2mL，加入PMA（佛波脂abs9107，150ng/mL）培养48h，诱导成为巨噬细胞，显微镜下可见细胞贴壁，细胞形态由圆形变成不规则形；
2）通过与20ng/mL IFN-γ和10pg/mL LPS孵育，向M1巨噬细胞极化。

THP-1诱导为M2型巨噬细胞：

1）同M1型第一步；
2）20ng/mL IL4和20ng/mL IL13孵育，向M2型巨噬细胞极化。

图4 培养16或24h后IFN-γ/LPS对THP-1巨噬细胞活力的影响

在大多数研究中IFN-γ的使用浓度为20ng/mL，但LPS的浓度在10ng/mL至1μg/mL之间，Marie Genin等人实验发现，随着LPS浓度升高，对细胞的毒性明显增加，为了减少LPS诱导的细胞毒性，Hirose及其同事使用10pg/mL的LPS+20ng/mL的INF-γ孵育巨噬细胞进行M1极化18h。以上浓度仅供参考，老师们可以自己摸索一下条件。

巨噬细胞研究方法：

可以从全血或组织、肿瘤制成的单细胞悬液中分离巨噬细胞。也有商业化的产品如THP-1、RAW264.7细胞（小鼠白血病单核巨噬细胞）和J774A.1细胞（小鼠BALB/c单核巨噬细胞）等。分选方法包括磁珠分选、密度梯度分离和流式细胞仪，可以通过基因表达分析、功能研究、细胞因子和趋化因子生成的评估以及使用免疫荧光染色、流式细胞仪结合细胞表面标志物来分析和表征巨噬细胞功能和表型。

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注：文中所用图片来自网络，仅供学习参考用。

[1] 刘杰英. ADMA对单核细胞分化为巨噬细胞的影响及其对MCP-1及LOX-1表达的作用[D].山西医科大学,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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