1.คำนำ

แมคโครฟาจเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่กินของขนาดใหญ่ซึ่งแยกความแตกต่างจากโมโนไซต์ในเลือด แมคโครฟาจพบได้ในเนื้อเยื่อเกือบทั้งหมด โดยเฉพาะเนื้อเยื่อที่สัมผัสกับโลกภายนอกบ่อยครั้ง เช่น ผิวหนัง ปอด และลำไส้ แมคโครฟาจมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาหลายอย่าง เช่น การป้องกันภูมิคุ้มกันของมนุษย์ การตอบสนองต่อการอักเสบ การซ่อมแซมเนื้อเยื่อ การควบคุมภูมิคุ้มกัน และการพัฒนาของโรค

แมคโครฟาจของมนุษย์ในขั้นต้นนั้นแยกออกจากเนื้อเยื่อได้ในปริมาณที่เพียงพอได้ยาก และจะไม่แพร่พันธุ์ในวัฒนธรรม แมคโครฟาจที่ได้จากโมโนไซต์ถือเป็นทางเลือกที่ดีเยี่ยม เนื่องจากสามารถหาโมโนไซต์ในเลือดมนุษย์ได้ในปริมาณมาก และสามารถแยกความแตกต่างเป็นแมคโครฟาจได้ในหลอดทดลอง

2.หน้าที่ทางชีววิทยาของแมคโครฟาจ

• การจับกินเซลล์

แมคโครฟาจจะจดจำและกลืนเชื้อโรคและเศษเซลล์ที่ตายแล้วผ่านตัวรับบนพื้นผิว กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ช่วยกำจัดการติดเชื้อเท่านั้น แต่ยังป้องกันไม่ให้สารเหล่านี้สะสมในร่างกาย ซึ่งอาจทำให้เกิดการอักเสบหรือปัญหาอื่นๆ ได้อีกด้วย

• การป้องกันเชื้อโรค

แมคโครฟาจต่อสู้กับเชื้อโรคโดยการผลิตสารเคมีที่ฆ่าจุลินทรีย์ เช่น ออกซิเจนออกไซด์และไนโตรเจนที่ทำปฏิกิริยาได้ รวมถึงไซโตไคน์และคีโมไคน์ที่ควบคุมการตอบสนองต่อการอักเสบ

• การควบคุมการอักเสบ

แมคโครฟาจมีบทบาทที่ซับซ้อนในการตอบสนองต่อการอักเสบ แมคโครฟาจไม่เพียงแต่กระตุ้นการอักเสบโดยการปล่อยไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เช่น ปัจจัยเนโครซิสของเนื้องอกอัลฟา (TNF-α) และอินเตอร์ลิวคิน 1 (IL-1) เท่านั้น แต่ยังยับยั้งการอักเสบโดยการผลิตไซโตไคน์ต้านการอักเสบ เช่น IL-10 และ TGF-β อีกด้วย

• การซ่อมแซมและสร้างเนื้อเยื่อใหม่

หลังจากการตอบสนองต่อการอักเสบ แมคโครฟาจจะช่วยซ่อมแซมและสร้างเนื้อเยื่อใหม่โดยการหลั่งปัจจัยการเจริญเติบโตต่างๆ แมคโครฟาจจะทำความสะอาดเศษซากของความเสียหายในขณะที่ส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

• การปรับภูมิคุ้มกัน

แมคโครฟาจส่งเสริมการตอบสนองภูมิคุ้มกันเฉพาะโดยนำเสนอแอนติเจนให้กับเซลล์ T ในเวลาเดียวกัน แมคโครฟาจยังควบคุมส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบภูมิคุ้มกันด้วยการหลั่งไซโตไคน์ต่างๆ เช่น การควบคุมกิจกรรมของเซลล์ T และเซลล์ B

• ความสัมพันธ์กับโรค

แมคโครฟาจมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโรคหลายชนิด รวมถึงโรคติดเชื้อ โรคภูมิคุ้มกัน เนื้องอก และโรคอักเสบเรื้อรัง เช่น โรคหลอดเลือดแดงแข็ง

3. การจำแนกประเภทของแมคโครฟาจ

เมื่อพิจารณาจากสถานะการทำงานและหน้าที่ของแมคโครฟาจ แมคโครฟาจสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่ M1 และ M2 โดยแมคโครฟาจ 2 ประเภทย่อยนี้มีบทบาทที่แตกต่างกันในการตอบสนองภูมิคุ้มกันและการควบคุมการอักเสบ

แมคโครฟาจ M1

แมคโครฟาจ M1 ได้รับการกระตุ้นโดยไซโตไคน์เป็นหลัก เช่น อินเตอร์เฟอรอนแกมมา (IFN-γ) และเนื้องอกเนโครซิสแฟกเตอร์อัลฟา (TNF-α) และมีคุณสมบัติกระตุ้นการอักเสบ แมคโครฟาจ M1 มีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์อย่างแรง สามารถผลิตอนุมูลอิสระออกซิเจนและปัจจัยการอักเสบ และมีส่วนร่วมในการฆ่าและกำจัดจุลินทรีย์ก่อโรค เช่น แบคทีเรียและไวรัส

แมคโครฟาจ M1 มีส่วนร่วมในการป้องกันภูมิคุ้มกันของร่างกายและการตอบสนองต่อการอักเสบ ส่งเสริมการแทรกซึมของเซลล์ที่อักเสบและภูมิคุ้มกัน ช่วยในการกำจัดเนื้อเยื่อที่ติดเชื้อและเสียหาย และส่งเสริมการเกิดและการรักษาการตอบสนองต่อการอักเสบของภูมิคุ้มกัน

แมคโครฟาจ M2

แมคโครฟาจ M2 ได้รับการกระตุ้นโดยไซโตไคน์เป็นหลัก เช่น อินเตอร์ลิวคิน-4 (IL-4) และอินเตอร์ลิวคิน-13 (IL-13) และมีคุณสมบัติต้านการอักเสบและซ่อมแซม พวกมันมีส่วนร่วมในกระบวนการซ่อมแซมและสร้างเนื้อเยื่อใหม่ ส่งเสริมการตอบสนองต้านการอักเสบและการควบคุมภูมิคุ้มกัน

แมคโครฟาจ M2 มีบทบาทสำคัญในขั้นตอนสุดท้ายของการอักเสบและการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ส่งเสริมการแก้ไขการอักเสบและการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ควบคุมสมดุลของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และส่งเสริมการสร้างและซ่อมแซมเนื้อเยื่อใหม่

รูปที่ 1 สรุปสถานะโพลาไรเซชันหลักของแมโครฟาจที่ถูกกระตุ้น ^[1]

4. การแยก การเพาะเลี้ยง และการแยกความแตกต่างของแมคโครฟาจในหลอดทดลอง

4.1 วิธีการแยก

• การแยกจากเลือดส่วนปลาย

การแยกโมโนไซต์: เซลล์โมโนนิวเคลียร์ในเลือดส่วนปลาย (PBMC) จะถูกแยกโดยใช้การปั่นเหวี่ยงแบบไล่ระดับความหนาแน่น (เช่น Ficoll-Paque) ตัวอย่างเลือดจะถูกเติมลงในชั้นบนของ Ficoll และหลังจากปั่นเหวี่ยงแล้ว โมโนไซต์จะอยู่ระหว่างชั้นพลาสมาและชั้น Ficoll

การแยกแมคโครฟาจ: หลังจากแยกโมโนไซต์ออกจาก PBMC แล้ว เซลล์ตั้งต้นโมโนนิวเคลียร์สามารถแยกเพิ่มเติมได้โดยการยึดเกาะพลาสติก โมโนไซต์จะได้รับการเพาะเลี้ยงในจานเพาะเลี้ยงพลาสติกเป็นเวลาหลายชั่วโมง จากนั้นจึงนำเซลล์ที่ไม่ยึดเกาะออก และเซลล์ที่เหลือที่ยึดเกาะจะเป็นเซลล์ตั้งต้นโมโนนิวเคลียร์เป็นหลัก

• การแยกจากเนื้อเยื่อ

ตัวอย่างเนื้อเยื่อจะถูกย่อยสลายเป็นเซลล์เดี่ยวโดยการบำบัดด้วยกลไกและ/หรือเอนไซม์ (เช่น คอลลาจิเนสและ DNase) เซลล์ที่ไม่ใช่เป้าหมายจะถูกกำจัดออกโดยการปั่นแยกความหนาแน่นหรือการคัดเลือกเชิงลบ (โดยใช้แอนติบอดีและลูกปัดแม่เหล็ก) และเก็บแมคโครฟาจ

4.2 วิธีการเพาะเลี้ยง

อาหารเลี้ยงเชื้อที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ RPMI 1640 หรือ IMDM ซึ่งโดยปกติต้องเสริมด้วยซีรั่มโคตัวอ่อน 10% เพนิซิลลิน/สเตรปโตมัยซิน 1% และปัจจัยการเจริญเติบโตที่จำเป็น โดยปกติแล้วสภาวะการเลี้ยงเชื้อจะอยู่ในตู้ฟักที่อุณหภูมิ 37°C และคาร์บอนไดออกไซด์ 5%

4.3 วิธีการเหนี่ยวนำการแยกความแตกต่าง

• การแยกความแตกต่างจากเซลล์ตั้งต้นแบบโมโนนิวเคลียร์

การใช้ M-CSF: เติมปัจจัยกระตุ้นการสร้างคอลอนีของแมคโครฟาจ (M-CSF) ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ โดยปกติจะมีความเข้มข้น 20-50 ng/mL และเลี้ยงต่อไปอีก 7-10 วัน เพื่อเหนี่ยวนำการแบ่งตัวของเซลล์ตั้งต้นโมโนนิวเคลียร์ไปเป็นแมคโครฟาจ

การใช้ GM-CSF: ปัจจัยกระตุ้นการสร้างคอลอนีของเม็ดเลือดขาวชนิดแกรนูโลไซต์-แมคโครฟาจ (GM-CSF) ยังสามารถกระตุ้นการแบ่งตัวของแมคโครฟาจได้ โดยเฉพาะแนวโน้มในการผลิตแมคโครฟาจ M1 (กระตุ้นการอักเสบ)

• การควบคุมเพิ่มเติมของฟีโนไทป์และฟังก์ชัน

แมคโครฟาจ M1: สามารถเหนี่ยวนำได้โดยการเติม IFN-γ (อินเตอร์เฟอรอน-γ) และ LPS (ไลโปโพลีแซ็กคาไรด์) ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ

แมคโครฟาจ M2: สามารถกระตุ้นได้โดยการเติมไซโตไคน์ต้านการอักเสบ เช่น IL-4 และ IL-13

วิธีการเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษาหน้าที่ทางชีววิทยาต่างๆ ของแมคโครฟาจและพฤติกรรมของแมคโครฟาจภายใต้สภาวะทางพยาธิวิทยาในหลอดทดลองได้ เงื่อนไขการทำงานเฉพาะของแต่ละขั้นตอน (เช่น ความหนาแน่นของเซลล์ เวลาในการเพาะเลี้ยง ความเข้มข้นของปัจจัยที่เติมเข้าไป ฯลฯ) อาจต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมตามจุดประสงค์เฉพาะของการทดลอง

ตารางที่ 1.การเพาะเลี้ยงแมคโครฟาจและสภาวะการเหนี่ยวนำ

แหล่งที่มาของเซลล์	อาหารเลี้ยงเชื้อ	การเพิ่มเติมเบื้องต้น	โพลาไรเซชั่น M1	โพลาไรเซชัน M2
THP-1เซลล์	RPMI1640 เครื่อง	พีเอ็มเอ 100 นาโนกรัม/มล.	IFN-γ 20 นาโนกรัม/มล. แอลพีเอส 100 นาโนกรัม/มล.	IL-4 20 นาโนกรัม/มล. IL-13 20 นาโนกรัม/มล.
โมโนไซต์	RPMI1640 เครื่อง	M1:50 นาโนกรัม/มล. GM-CSF M2: 50 นาโนกรัม/มล. M-CSF	แอลพีเอส 10 นาโนกรัม/มล. IFN-γ 50 นาโนกรัม/มล.	M2a: IL-4 20 นาโนกรัม/มล. M2b: IgG+LPS M2c: 20 ng/mL TGF-β1 หรือ 10 ng/mL IL-10
เอ็มลูกศร	ไอเอ็มดีเอ็ม	M-CSF 10-50 นาโนกรัม/มล.	แอลพีเอส 100 นาโนกรัม/มล. (สามารถเพิ่ม IFN-γ ได้ 50ng/mL)	IL-4 10 นาโนกรัม/มล. (สามารถเพิ่ม IL-13 ได้ 10 ng/mL)
ราW264.7 เซลล์	ดีเอ็มอีเอ็ม	-	แอลพีเอส 100 นาโนกรัม/มล.	20 นาโนกรัม/มล. IL-4 (สามารถเติม IL-10 ได้ 20 นาโนกรัม/มิลลิลิตร-

5.ข้อมูลการทดสอบ

Yeasen นำเสนอผลิตภัณฑ์ไซโตไคน์กิจกรรมสูงรุ่น HiActive® ที่เกี่ยวข้องกับการเพาะเลี้ยงแมคโครฟาจเพื่อสนับสนุนการวิจัยแมคโครฟาจ

HiActive® ไซโตไคน์ที่มีฤทธิ์แรงสูง-กิจกรรมทางชีวภาพของไซโตไคน์แต่ละชนิดได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยให้แน่ใจถึงกิจกรรมของไซโตไคน์ที่สูง

ข้อมูลการตรวจสอบกิจกรรม:

โปรตีน M-CSF ของเมาส์รีคอมบิแนนท์

รูป 1- วัดในการทดสอบการแพร่กระจายของเซลล์โดยใช้เมาส์ M‑NFS‑60 เซลล์ลิมโฟบลาสต์ของมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีโลจีนัส ค่า ED50 สำหรับผลนี้โดยทั่วไปอยู่ที่ 16.74 -25.83 นาโนกรัม/มิลลิลิตร

รีคอมบิแนนท์ เมาส์ GM-CSF โปรตีน

รูป 2.ED50 ตามที่กำหนดโดยการทดสอบการแพร่กระจายของเซลล์โดยใช้เซลล์ FDC-P1 ของหนูคือ 2.79-12.84 pg/mL

รีคอมบิแนนท์ มนุษย์ IL-10 โปรตีน

รูป 3ED50 ถูกกำหนดโดยการทดสอบการแพร่กระจายของเซลล์โดยใช้ เซลล์ MC/9 ของหนูมีค่าน้อยกว่า 0.1 ng/mL ซึ่งสอดคล้องกับกิจกรรมจำเพาะที่ > 1.0×10⁷ หน่วยสากล/มก.

สินค้าที่เกี่ยวข้อง

การจำแนกประเภท	สายพันธุ์	แมว	ข้อมูลจำเพาะ
จี-ซีเอสเอฟ	มนุษย์	91101ES	2 มก./10 มก./50 มก./100 มก.
	หนู	91107ES	2 มก./ 10 มก./ 50 มก./ 100 มก./ 500 มก.
เอ็ม-ซีเอสเอฟ	มนุษย์	91103ES	10 มก./100 มก./500 มก.
	หนู	91114ES	10 มก./100 มก./500 มก.
จีเอ็ม-ซีเอสเอฟ	มนุษย์	91102ES	5 มก./50 มก./100 มก./500 มก.
	หนู	91108ES	10 ไมโครกรัม-100 มก./ 500 มก.
IFN-แกมมา	มนุษย์	91204ES	20 มก./50 มก./100 มก./500 มก.
	หนู	91212ES	5 มก./50 มก./100 มก./500 มก.
อิล-4	มนุษย์	90105ES	5 มก./50 มก./100 มก./500 มก.
	หนู	90144ES	5 มก./ 100 มก./ 500 มก.
อิล-10	มนุษย์	90109ES	2 มก./ 10 มก./ 50 มก./ 100 มก./ 500 มก.
	หนู	90149ES	2 มก./ 10 มก./ 50 มก./ 100 มก./ 500 มก.
อิล-13	มนุษย์	90112ES	2 มก./ 10 มก./ 50 มก./ 100 มก./ 500 มก.
	หนู	90151ES	2 มก./ 10 มก./ 50 มก./ 100 มก./ 500 มก.

อ้างอิง

[1]อาทริ ซี, เกร์ฟาลี เอฟแซด, เลาอินี่ ดี.บทบาทของการแบ่งขั้วของแมคโครฟาจในมนุษย์ในภาวะอักเสบระหว่างโรคติดเชื้อ Int J Mol Sci. 2018 Jun 19;19(6):1801