1. 서문
대식세포는 혈액의 단핵구에서 분화된 큰 식세포입니다. 대식세포는 거의 모든 조직에 존재하며, 특히 피부, 폐, 내장과 같이 외부 세계와 자주 접촉하는 조직에 존재합니다. 대식세포는 인간 면역 방어, 염증 반응, 조직 복구, 면역 조절 및 질병 발병과 같은 많은 생물학적 과정에서 중요한 역할을 합니다.
일차 인간 대식세포는 조직에서 충분한 수로 분리하기 어렵고 배양에서 증식하지 않습니다. 단핵구 유래 대식세포는 인간 혈액의 단핵구를 대량으로 쉽게 얻을 수 있고 시험관 내에서 대식세포로 분화될 수 있기 때문에 훌륭한 대안을 제공합니다.
2.대식세포의 생물학적 기능
- 식세포작용
대식세포는 표면의 수용체를 통해 병원균과 죽은 세포 파편을 인식하고 삼킨다. 이 과정은 감염을 제거하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 이러한 물질이 신체에 축적되어 염증이나 다른 문제를 일으키는 것을 방지한다.
- 병원균 방어
대식세포는 미생물을 죽이는 화학 물질(활성 산소, 질소 산화물 등)과 염증 반응을 조절하는 사이토카인, 케모카인 등을 생성하여 병원균과 싸웁니다.
- 염증 조절
대식세포는 염증 반응에서 복잡한 역할을 합니다. 종양괴사인자 알파(TNF-α)와 인터루킨 1(IL-1)과 같은 염증성 사이토카인을 방출하여 염증을 촉진할 뿐만 아니라 IL-10과 TGF-β와 같은 항염증성 사이토카인을 생성하여 염증을 억제할 수도 있습니다.
- 조직 복구 및 재건
염증 반응 후 대식세포는 다양한 성장 인자를 분비하여 조직을 복구하고 재생하는 데 도움을 줍니다. 그들은 새로운 조직의 형성을 촉진하는 동시에 손상의 잔재를 제거합니다.
- 면역 조절
대식세포는 항원을 T 세포에 제시하여 특정 면역 반응을 촉진합니다. 동시에 다양한 사이토카인을 분비하여 면역 체계의 다른 구성 요소를 조절합니다. 예를 들어 T 세포와 B 세포의 활동을 조절합니다.
- 질병과의 관계
대식세포는 감염성 질환, 자가면역 질환, 종양, 죽상경화증과 같은 만성 염증성 질환을 포함한 많은 질병의 발병에 중요한 역할을 합니다.
3. 대식세포의 분류
대식세포는 활성화 상태와 기능에 따라 M1과 M2라는 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다. 이 두 하위 유형은 면역 반응과 염증 조절에서 서로 다른 역할을 합니다.
M1 대식세포
M1 대식세포는 주로 인터페론 감마(IFN-γ) 및 종양괴사인자 알파(TNF-α)와 같은 사이토카인에 의해 자극을 받으며 염증 촉진 특성을 가지고 있습니다. 강력한 항균 활성을 가지고 있으며, 산소 유리기와 염증 인자를 생성할 수 있으며, 박테리아 및 바이러스와 같은 병원성 미생물을 죽이고 제거하는 데 참여합니다.
M1 대식세포는 신체의 면역 방어와 염증 반응에 참여하고, 염증 및 면역 세포의 침투를 촉진하고, 감염되고 손상된 조직을 제거하는 데 도움을 주고, 면역 염증 반응의 발생과 유지를 촉진합니다.
M2 대식세포
M2 대식세포는 주로 인터루킨-4(IL-4) 및 인터루킨-13(IL-13)과 같은 사이토카인에 의해 자극을 받으며, 항염증 및 복구 특성을 가지고 있습니다. 이들은 조직 복구 및 재생 과정에 참여하고, 항염증 반응과 면역 조절을 촉진합니다.
M2 대식세포는 염증과 조직 복구의 후기 단계에서 중요한 역할을 하며, 염증 해소와 조직 복구를 촉진하고, 면역 반응의 균형을 조절하고, 조직 재생과 복구를 촉진합니다.
그림 1. 활성화된 대식세포의 주요 대식세포 분극 상태 요약 [1]
4. 시험관내 대식세포의 분리, 배양 및 분화
4.1 분리방법
- 말초혈액으로부터 분리
단핵구 분리: 말초혈 단핵구(PBMC)는 밀도 구배 원심분리(예: Ficoll-Paque)를 사용하여 분리합니다. 혈액 샘플을 Ficoll의 상층에 넣고 원심분리 후 단핵구는 혈장과 Ficoll 층 사이에 위치합니다.
대식세포 분리: 단핵구가 PBMC에서 분리된 후, 단핵 전구세포는 플라스틱 접착을 통해 추가로 분리할 수 있습니다. 단핵구는 플라스틱 배양 접시에서 몇 시간 동안 배양하고, 부착되지 않은 세포는 제거하고, 나머지 부착 세포는 주로 단핵 전구세포입니다.
- 조직으로부터의 분리
조직 샘플은 기계적 및/또는 효소적 처리(예: 콜라겐 분해효소 및 DNase)를 통해 단일 세포 현탁액으로 분해됩니다. 비대상 세포는 밀도 구배 원심분리 또는 음성 선택(항체 및 자기 비드 사용)을 통해 제거되고 대식세포가 수집됩니다.
4.2 배양방법
일반적으로 사용되는 배양 배지에는 RPMI 1640 또는 IMDM이 있으며, 일반적으로 10% 태아우시혈청(FBS), 1% 페니실린/스트렙토마이신 및 필요한 성장 인자를 보충해야 합니다. 배양 조건은 일반적으로 37°C, 5% CO2의 인큐베이터에서 이루어집니다.
4.3 분화 유도 방법
- 단핵구세포와의 분화
M-CSF 이용: 대식세포 집락 자극 인자(M-CSF)를 일반적으로 20~50 ng/mL 농도로 배양 배지에 첨가하고 7~10일 동안 계속 배양하여 단핵 전구세포가 대식세포로 분화되도록 유도합니다.
GM-CSF 사용: 과립구-대식세포 집락 자극 인자(GM-CSF)는 또한 대식세포의 분화, 특히 M1(염증성) 대식세포를 생성하는 경향을 유도할 수 있습니다.
- 표현형과 기능의 추가 조절
M1 대식세포: 배양배지에 IFN-γ(인터페론-γ)와 LPS(리포다당류)를 첨가하여 유도할 수 있다.
M2 대식세포: IL-4, IL-13과 같은 항염증성 사이토카인을 첨가하여 유도할 수 있다.
이러한 방법을 통해 연구자들은 대식세포의 다양한 생물학적 기능과 병리학적 조건에서의 행동을 시험관 내에서 연구할 수 있습니다. 각 단계의 특정 작동 조건(예: 세포 밀도, 배양 시간, 첨가된 요소의 농도 등)은 실험의 특정 목적에 따라 최적화해야 할 수 있습니다.
표 1. 대식세포 배양 및 유도 조건
|
세포 소스 |
배양 매체 |
초기 추가 사항 |
M1편광 |
M2편파 |
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THP-1셀 |
RPMI 1640 |
100ng/mL PMA |
20ng/mL 인터페론-감마 100ng/mL LPS |
20ng/mL IL-4 20ng/mL IL-13 |
|
단핵구 |
RPMI 1640 |
M1:50ng/mL GM-CSF M2: 50ng/mL M-CSF |
10ng/mL LPS 50ng/mL 인터페론-감마 |
M2a: 20ng/mL IL-4 M2b: IgG+LPS M2c: 20ng/mL TGF-β1 또는 10ng/mL IL-10 |
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M 화살표 |
IMDM |
10-50 ng/mL M-CSF |
100ng/mL LPS (50ng/mL IFN-γ 추가 가능) |
10ng/mL IL-4(10ng/mL IL-13 추가 가능) |
|
RAW264.7 세포 |
디엠에이엠 |
/ |
100ng/mL LPS |
20ng/mL IL-4(20ng/mL IL-10 추가 가능 ) |
5. 분석 데이터
YEASEN은 대식세포 연구를 지원하기 위해 대식세포 배양과 관련된 일련의 HiActive® 고활성 사이토카인 제품을 제공합니다.
HiActive® 고활성 사이토카인 ： 각 사이토카인의 생물학적 활성은 사이토카인의 높은 활성을 보장하기 위해 검증되었습니다.
활동 검증 데이터:
재조합 마우스 M-CSF 단백질
수치 1 . M‑NFS‑60 마우스를 사용한 세포 증식 검정에서 측정 골수성 백혈병 림프모세포. 이 효과에 대한 ED50은 일반적으로 16.74-25.83 ng/ml입니다.
재조합 마우스 GM-CSF 단백질
그림 2. 쥐 FDC-P1 세포를 사용한 세포 증식 검정을 통해 결정된 ED50은 2.79-12.84 pg/mL입니다.
재조합 인간 IL-10 단백질
그림 3. 쥐 MC/9 세포를 사용한 세포 증식 검정법으로 결정된 ED50은 0.1 ng/mL 미만이며, 이는 > 1.0×10 7 IU/mg의 특이적 활동에 해당합니다.
관련 상품
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분류 |
종 |
고양이 |
사양 |
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뇌척수액 |
인간 |
2μg/10μg/50μg/100μg |
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생쥐 |
2μg/10μg/50μg/100μg/500μg |
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엠-CSF |
인간 |
10μg/100μg/500μg |
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생쥐 |
10μg/100μg/500μg |
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|
GM-CSF |
인간 |
5μg/50μg/100μg/500μg |
|
|
생쥐 |
10μg / 100μg / 500μg |
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인터페론-감마 |
인간 |
20μg/50μg/100μg/500μg |
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|
생쥐 |
5μg/50μg/100μg/500μg |
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일리노이주-4 |
인간 |
5μg/50μg/100μg/500μg |
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|
생쥐 |
5μg/ 100μg/ 500μg |
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일루미나이-10 |
인간 |
2μg/ 10μg/ 50μg/ 100μg/ 500μg |
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|
생쥐 |
2μg/ 10μg/ 50μg/ 100μg/ 500μg |
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|
일루미나이-13 |
인간 |
2μg/ 10μg/ 50μg/ 100μg/ 500μg |
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|
생쥐 |
2μg/ 10μg/ 50μg/ 100μg/ 500μg |
참고문헌
[1]Atri C, Guerfali FZ, Laouini D. 감염성 질환 중 염증에 대한 인간 대식세포 분극의 역할. Int J Mol Sci. 2018년 6월 19일;19(6):1801.