1.前言
巨噬细胞是由血液中的单核细胞分化而来的大型吞噬细胞，存在于几乎所有组织中，尤其是皮肤、肺和肠道等与外界频繁接触的组织中。巨噬细胞在人体免疫防御、炎症反应、组织修复、免疫调节和疾病发展等许多生物过程中发挥着至关重要的作用。
原代人类巨噬细胞很难从组织中分离出足够数量的细胞，而且在培养中无法增殖。单核细胞衍生的巨噬细胞是一种极好的替代方法，因为人类血液中的单核细胞很容易大量获得，并且可以在体外分化成巨噬细胞。
2.巨噬细胞的生物学功能
- 吞噬作用
巨噬细胞通过其表面的受体识别并吞噬病原体和死细胞碎片。这一过程不仅有助于清除感染，还能防止这些物质在体内积聚，从而防止引发炎症或其他问题。
- 抗病原体防御
巨噬细胞通过产生杀死微生物的化学物质（如活性氧和氮氧化物）以及调节炎症反应的细胞因子和趋化因子来对抗病原体。
- 炎症调节
巨噬细胞在炎症反应中发挥着复杂的作用。它们不仅可以通过释放促炎细胞因子（如肿瘤坏死因子α (TNF-α) 和白细胞介素 1 (IL-1)）来促进炎症，还可以通过产生抗炎细胞因子（如 IL-10 和 TGF-β）来抑制炎症。
- 组织修复和重建
炎症反应后，巨噬细胞通过分泌各种生长因子帮助修复和再生组织。它们清除损伤的残留物，同时促进新组织的形成。
- 免疫调节
巨噬细胞通过向T细胞呈递抗原来促进特异性免疫反应。同时，它们通过分泌各种细胞因子来调节免疫系统的其他组成部分，例如调节T细胞和B细胞的活性。
- 与疾病的关系
巨噬细胞在许多疾病的发展中发挥着重要作用，包括传染病、自身免疫性疾病、肿瘤以及动脉粥样硬化等慢性炎症疾病。
3. 巨噬细胞的分类
巨噬细胞根据其激活状态和功能可分为M1和M2两大类，两类亚型在免疫应答和炎症调控中发挥不同的作用。
M1巨噬细胞
M1巨噬细胞主要受干扰素γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）等细胞因子刺激，具有促炎特性，具有较强的抗菌活性，能产生氧自由基和炎性因子，参与杀灭和清除细菌、病毒等病原微生物。
M1巨噬细胞参与机体的免疫防御和炎症反应，促进炎症和免疫细胞的浸润，协助清除感染和受损的组织，促进免疫炎症反应的发生和维持。
M2巨噬细胞
M2巨噬细胞主要受白细胞介素4（IL-4）、白细胞介素13（IL-13）等细胞因子刺激，具有抗炎、修复特性，参与组织修复再生过程、促进抗炎反应和免疫调节。
M2巨噬细胞在炎症后期及组织修复过程中发挥重要作用，促进炎症消退和组织修复，调节免疫反应平衡，促进组织再生与修复。
图 1. 活化巨噬细胞的主要巨噬细胞极化状态总结 [1]
4. 巨噬细胞的体外分离、培养和分化
4.1 分离方法
- 从外周血中分离
单核细胞分离：采用密度梯度离心法（如Ficoll-Paque）分离外周血单核细胞（PBMC），将血液样本加入Ficoll的上层，离心后单核细胞位于血浆和Ficoll层之间。
巨噬细胞的分离：从PBMCs中分离出单核细胞后，可用塑料贴壁法进一步分离单核前体细胞。单核细胞在塑料培养皿中培养数小时，除去非贴壁细胞，剩余的贴壁细胞主要为单核前体细胞。
- 从组织中分离
通过机械和/或酶处理（例如胶原酶和 DNase）将组织样本分解成单细胞悬浮液。通过密度梯度离心或负选择（使用抗体和磁珠）去除非靶细胞并收集巨噬细胞。
4.2 培养方法
常用的培养基有RPMI 1640或IMDM，通常需添加10%胎牛血清（FBS）、1%青霉素/链霉素及必要的生长因子，培养条件一般为37℃、5% CO2培养箱
4.3 分化诱导方法
- 与单核前体细胞的分化
使用 M-CSF： 在培养基中添加巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF），通常浓度为20-50ng/mL，继续培养7-10天，诱导单核前体细胞分化为巨噬细胞。
使用 GM-CSF： 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）也能诱导巨噬细胞分化，尤其是产生M1（促炎）巨噬细胞的倾向。
- 进一步调节表型和功能
M1巨噬细胞： 可以通过在培养基中添加IFN-γ（干扰素-γ）和LPS（脂多糖）来诱导。
M2巨噬细胞： 可以通过添加 IL-4 和 IL-13 等抗炎细胞因子来诱导。
这些方法使得研究人员能够在体外研究巨噬细胞的各种生物学功能及其在病理条件下的行为。每个步骤的具体操作条件（如细胞密度、培养时间、添加因子的浓度等）可能需要根据实验的具体目的进行优化。
表 1.巨噬细胞培养和诱导条件
| 细胞来源 | 培养基 | 初始添加 | M1极化 | M2 极化 |
| THP-1细胞 | RPMI 1640 | 100 纳克/毫升 PMA | 20 纳克/毫升 γ-干扰素 100 纳克/毫升脂多糖 | 20 纳克/毫升 IL-4 20 纳克/毫升 IL-13 |
| 单核细胞 | RPMI 1640 | M1：50 ng/mL GM-CSF M2：50 ng/mL M-CSF | 10 纳克/毫升脂多糖 50 纳克/毫升 γ-干扰素 | M2a：20 ng/mL IL-4 M2b：IgG+LPS M2c：20 ng/mL TGF-β1 或 10 ng/mL IL-10 |
| 米箭 | 移动数据管理 | 10-50 纳克/毫升 M-CSF | 100 纳克/毫升脂多糖 （可添加50ng/mL IFN-γ） | 10 纳克/毫升 IL-4 （可添加10 ng/mL IL-13） |
| 类风湿关节炎W264.7 细胞 | 培养基 | / | 100 纳克/毫升脂多糖 | 20 纳克/毫升 IL-4（可添加 20 ng/mL IL-10） |
5.检测数据
HiActive® 高活性细胞因子：每种细胞因子的生物活性都经过验证，以保证细胞因子的高活性。
活动验证数据：
重组小鼠 M-CSF 蛋白
数字 1。 使用 M‑NFS‑60 小鼠进行细胞增殖测定 髓性白血病淋巴母细胞。这种作用的ED50通常为16.74 -25.83 ng/ml。
重组 小鼠 GM-CSF 蛋白质
数字 2.ED50 使用小鼠FDC-P1细胞进行细胞增殖测定得出的浓度为2.79-12.84 pg/mL。
重组 人类 IL-10 蛋白质
数字 3. 通过细胞增殖试验测定的 ED50 小鼠 MC/9 细胞中浓度小于 0.1 ng/mL，对应比活度 > 1.0×107 国际单位/毫克。
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| 分类 | 物种 | 猫 | 规格 |
| 集落刺激因子 | 人类 | 2 微克/10 微克/50 微克/100 微克 | |
| 老鼠 | 2微克/ 10微克/50微克/100微克/500微克 | ||
|
集落刺激因子 | 人类 | 10微克/100微克/500微克 | |
| 老鼠 | 10微克/100微克/500微克 | ||
|
粒细胞集落刺激因子 | 人类 | 5 微克/50 微克/100 微克/500 微克 | |
| 老鼠 | 10微克/100微克/ 500微克 | ||
| 干扰素-γ | 人类 | 20 微克/50 微克/100 微克/500 微克 | |
| 老鼠 | 5 微克/50 微克/100 微克/500 微克 | ||
| 白细胞介素-4 | 人类 | 5 微克/50 微克/100 微克/500 微克 | |
| 老鼠 | 5微克/ 100微克/ 500微克 | ||
| IL-10 | 人类 | 2 微克 / 10 微克 / 50 微克 / 100 微克 / 500 微克 | |
| 老鼠 | 2 微克 / 10 微克 / 50 微克 / 100 微克 / 500 微克 | ||
| IL-13 | 人类 | 2 微克 / 10 微克 / 50 微克 / 100 微克 / 500 微克 | |
| 老鼠 | 2 微克 / 10 微克 / 50 微克 / 100 微克 / 500 微克 |
参考
[1]Atri C，Guerfali FZ，Laouini D.人类巨噬细胞极化在传染病炎症中的作用。Int J Mol Sci。2018 年 6 月 19 日；19(6):1801。