1.前言
巨噬細胞是從血液中的單核細胞分化而來的大型吞噬細胞。它們存在於幾乎所有組織中，尤其是與外界經常接觸的組織，如皮膚、肺部和腸道。巨噬細胞在人體免疫防禦、發炎反應、組織修復、免疫調節和疾病發展等許多生物過程中發揮著至關重要的作用。
原代人類巨噬細胞很難從組織中分離出足夠數量的細胞，並且在培養中無法增殖。單核細胞衍生的巨噬細胞提供了一個極好的替代方案，因為人類血液中的單核細胞很容易大量獲得，並且可以在體外分化為巨噬細胞。
2.巨噬細胞的生物學功能
- 吞噬作用
巨噬細胞透過其表面的受體識別並吞噬病原體和死細胞碎片。這個過程不僅有助於清除感染，還可以防止這些物質在體內積聚，從而防止發炎或其他問題。
- 抗病原體防禦
巨噬細胞透過產生殺死微生物的化學物質（如活性氧和氮氧化物）以及調節發炎反應的細胞激素和趨化因子來對抗病原體。
- 發炎調節
巨噬細胞在發炎反應中發揮複雜的作用。它們不僅可以透過釋放促發炎細胞因子如腫瘤壞死因子α（TNF-α）和白血球介素1（IL-1）來促進炎症，而且還可以透過產生抗發炎細胞因子如IL-10和TGF-β來抑制發炎。
- 組織修復與重建
發炎反應後，巨噬細胞會透過分泌各種生長因子來幫助修復和再生組織。它們清除損傷殘留物，同時促進新組織的形成。
- 免疫調節
巨噬細胞透過向 T 細胞呈現抗原來促進特定的免疫反應。同時，它們透過分泌各種細胞因子來調節免疫系統的其他組成部分，例如調節T細胞和B細胞的活性。
- 與疾病的關係
巨噬細胞在許多疾病的發展中發揮重要作用，包括傳染病、自體免疫疾病、腫瘤以及動脈粥狀硬化等慢性發炎疾病。
3. 巨噬細胞的分類
根據其活化狀態和功能，巨噬細胞可分為兩大類：M1和M2。這兩種亞型在免疫反應和發炎調節中發揮不同的作用。
M1巨噬細胞
M1巨噬細胞主要受干擾素γ（IFN-γ）和腫瘤壞死因子α（TNF-α）等細胞激素的刺激，具有促發炎特性。它們具有強的抗菌活性，能產生氧自由基和發炎因子，參與殺死和清除細菌、病毒等病原微生物。
M1巨噬細胞參與身體的免疫防禦和發炎反應，促進發炎和免疫細胞的浸潤，協助清除感染和受損的組織，促進免疫發炎反應的發生和維持。
M2巨噬細胞
M2巨噬細胞主要受白血球介素4（IL-4）和白血球介素13（IL-13）等細胞激素刺激，具有抗發炎和修復特性。它們參與組織修復和再生過程，促進抗發炎反應和免疫調節。
M2巨噬細胞在發炎後期及組織修復過程中發揮重要作用，促進發炎消退和組織修復，調節免疫反應平衡，促進組織再生與修復。
圖 1. 活化巨噬細胞的主要巨噬細胞極化狀態總結 [1]
4. 巨噬細胞的體外分離、培養與分化
4.1 分離方法
- 從週邊血液中分離
單核細胞的分離：使用密度梯度離心法（例如 Ficoll-Paque）分離週邊血單核細胞 (PBMC)。將血液樣本加入Ficoll的上層，離心後，單核細胞位於血漿和Ficoll層之間。
巨噬細胞的分離：從PBMCs分離出單核細胞後，可進一步以塑膠黏附法分離單核前驅細胞。單核細胞在塑膠培養皿中培養數小時，除去非貼壁細胞，剩餘的貼壁細胞主要為單核前驅細胞。
- 從組織中分離
組織樣本透過機械和/或酵素處理（例如膠原蛋白酶和 DNase）分解成單細胞懸浮液。透過密度梯度離心或負向選擇（使用抗體和磁珠）去除非目標細胞並收集巨噬細胞。
4.2 培養方法
常用的培養基有RPMI 1640或IMDM，通常需要添加10%胎牛血清（FBS）、1%青黴素/鏈黴素及必要的生長因子。培養條件通常在 37°C 和 5% CO2 的培養箱中
4.3 分化誘導方法
- 與單核前驅細胞的分化
使用 M-CSF： 在培養基中添加巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF），通常濃度為20-50ng/mL，繼續培養7-10天，誘導單核前驅細胞分化為巨噬細胞。
使用 GM-CSF： 粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）也能誘導巨噬細胞分化，尤其是產生M1（促發炎）巨噬細胞的傾向。
- 進一步調節表型和功能
M1巨噬細胞： 可以透過在培養基中添加IFN-γ（幹擾素-γ）和LPS（脂多醣）來誘導。
M2巨噬細胞： 可以透過添加 IL-4 和 IL-13 等抗發炎細胞因子來誘導。
這些方法使研究人員能夠在體外研究巨噬細胞的各種生物學功能及其在病理條件下的行為。每個步驟的特定操作條件（如細胞密度、培養時間、添加因子的濃度等）可能需要根據實驗的特定目的進行最佳化。
表 1.巨噬細胞培養與誘導條件
| 細胞來源 | 培養基 | 初始添加 | M1極化 | M2 極化 |
| THP-1細胞 | RPMI 1640 | 100 奈克/毫升 PMA | 20 奈克/毫升 γ-幹擾素 100 奈克/毫升脂多醣 | 20 奈克/毫升 IL-4 20 奈克/毫升 IL-13 |
| 單核細胞 | RPMI 1640 | M1：50 ng/mL GM-CSF M2：50 ng/mL M-CSF | 10 奈克/毫升脂多醣 50 奈克/毫升 γ-幹擾素 | M2a：20 ng/mL IL-4 M2b：IgG+LPS M2c：20 ng/mL TGF-β1 或 10 ng/mL IL-10 |
| 米箭 | 行動數據管理 | 10-50 奈克/毫升 M-CSF | 100 奈克/毫升脂多醣 （可添加50ng/mL IFN-γ） | 10 奈克/毫升 IL-4 （可添加10 ng/mL IL-13） |
| 類風濕性關節炎W264.7 細胞 | 培養基 | / | 100 奈克/毫升脂多醣 | 20 奈克/毫升 IL-4（可添加20 ng/mL IL-10） |
5.檢測數據
HiActive® 高活性細胞因子：每種細胞激素的生物活性都經過驗證，以確保細胞激素的高活性。
活動驗證數據：
重組小鼠 M-CSF 蛋白
數位 1。 使用 M‑NFS‑60 小鼠進行細胞增殖測定 髓性白血病淋巴母細胞。此效果的 ED50 通常為 16.74 -25.83 ng/ml。
重組 小鼠 GM-CSF 蛋白質
數位 2.ED50 使用小鼠FDC-P1細胞進行細胞增殖測定所得的濃度為2.79-12.84 pg/mL。
重組 人類 IL-10 蛋白質
數位 3。 ED50 透過細胞增殖試驗確定，使用 小鼠 MC/9 細胞中濃度小於 0.1 ng/mL，對應比活度 > 1.0×107 國際單位/毫克。
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| 老鼠 | 2 微克 / 10 微克 / 50 微克 / 100 微克 / 500 微克 | ||
| IL-13 | 人類 | 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 |
參考
[1]Atri C, Guerfali FZ, Laouini D.人類巨噬細胞極化在傳染病期間發炎的作用。國際分子科學雜誌。 2018年6月19日;19(6):1801。