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免疫细胞(巨噬细胞)
更新时间: 2024-12-10 13:50

一、概述

巨噬细胞为当前研究的热点之一,在免疫调节中发挥重要作用,可以调节炎症反应以及促进组织修复。另外巨噬细胞可以通过基因改造,如CAR-M(嵌合抗原受体巨噬细胞),增强抗肿瘤性能。此外,在自身免疫性疾病,感染性疾病,药物传送系统等方向,巨噬细胞也是当前研究热点。

 

二、实验中巨噬细胞来源

1、组织驻留巨噬细胞(Tissue-Resident Macrophages, TRMs):这些巨噬细胞是独立于造血系统的,它们可以在局部区域内自我更新维持。它们在胚胎发育过程中从卵黄囊中提取,并在不同的组织中驻留,具有自我更新的能力。例如,小胶质细胞(microglia cell)是中枢神经系统中的巨噬细胞,肺泡巨噬细胞(尘细胞)负责吞噬进入肺泡的尘埃粒子,枯否细胞(Kupffer Cells)则是肝脏中的巨噬细胞,它们在各自的组织中发挥着免疫防御和组织修复的功能。

2、单核细胞来源的巨噬细胞(Monocyte-Derived Macrophages, MDMs):这些巨噬细胞来源于血液中的单核细胞,它们穿越血管内皮迁徙到不同组织,并分化成具有组织特异性的巨噬细胞。获取途径主要是外周血和骨髓来源的单核细胞,在炎症或组织损伤时,单核细胞可以迅速迁移到受损组织并分化成巨噬细胞,参与炎症反应和组织修复。

3、细胞系分化而来 某些细胞系如THP-1,RAW264.7等可以被诱导分化成巨噬细胞样的细胞。这些细胞系提供了一种快速获得巨噬细胞的方法,虽然它们的表型可能与原代巨噬细胞有所不同。

 

三、巨噬细胞诱导

根据其来源不同,诱导分化为巨噬细胞的方法也不尽相同。且巨噬细胞按照其类型大致可以分为M1型与M2型。

1、THP-1 细胞,RAW264.7细胞可以通过佛波酯(PMA)诱导分化为巨噬细胞,并通过添加特定的细胞因子如IFN-γ和LPS诱导M1型极化,或通过添加IL-4和IL-13诱导M2型极化。U937 是另一种单核细胞白血病细胞系,也可以被诱导分化为巨噬细胞。与THP-1细胞相比,U937 细胞对M2型巨噬细胞极化条件更敏感。

2、对于外周血来源的以及骨髓来源的单核细胞,可在含有M-CSF的培养基中培养,以诱导它们分化成巨噬细胞,后续可根据需求再诱导为M1或M2亚型。

 

四、组织巨噬细胞获取

1、脾脏巨噬细胞获取 脾脏是重要的免疫器官,含有大量的巨噬细胞。通过物理方法将脾脏研磨后,使用密度梯度离心法分离出巨噬细胞。这种方法可以获得数量较多的巨噬细胞。

(1)动物的准备和脾脏的取出:首先,选择适当的实验动物,如小鼠,进行麻醉并无菌条件下取出脾脏。

(2)脾脏细胞的分离:将取出的脾脏置于含有适当培养液的容器中,通常使用含有胎牛血清的RPMI-1640培养基。使用无菌的剪刀和镊子将脾脏组织剪碎,将脾脏机械研磨,加入RPMI-1640培养基混匀,并过200目细胞筛。

(3)细胞悬液的制备:1 500 r/min,5min,离心收集细胞加入红细胞裂解液以除去红细胞,再次离心后加入培养基重悬细胞。

(4)细胞培养:将细胞悬液转移到培养容器中,如培养皿或培养瓶,并在含有5% CO2的恒温培养箱中培养。巨噬细胞会附着在培养容器的壁上,而非巨噬细胞则不会。

(5)纯化:培养一定时间后(通常2-3h或更长),更换培养基以去除未附着的细胞。附着的细胞主要是巨噬细胞,可以通过更换培养基进一步纯化。

(6)细胞的鉴定:通过形态学观察、吞噬功能测试、细胞表面标记物的流式细胞分析等方法对培养的巨噬细胞进行鉴定。

 

2、肺泡灌洗巨噬细胞获取

(1)肺泡灌洗:对小鼠或者大鼠进行适当的麻醉,通过气管插入无菌的导管,向肺内灌入无菌的生理盐水(通常是冷的 PBS 或 Hank's 缓冲液)。灌洗液的量根据动物的大小而定,小鼠可能需要1-5 mL,而大鼠可能需要10-20 mL。

(2)收集细胞:轻轻按摩动物的胸部,以帮助生理盐水在肺泡中分布均匀,然后缓慢抽回灌洗液。重复此过程几次,以确保收集到尽可能多的肺泡巨噬细胞。

(3)细胞离心:将收集到的肺泡灌洗液进行1 500 r/min,5min离心,然后重悬细胞于适当的培养基中。

(4)细胞计数和纯化:使用血细胞计数器或自动细胞计数器对细胞进行计数,在培养箱内内培养约2h,去除未贴壁的悬浮细胞。

(5)细胞鉴定:通过显微镜观察细胞形态,以及使用特定的巨噬细胞标记物(如CD68或CD11c)进行流式细胞分析,来鉴定收集到的细胞是否为肺泡巨噬细胞。

(6)细胞培养:将纯化的肺泡巨噬细胞接种到培养容器中,并在含有5% CO2的恒温培养箱中培养。

(7)细胞活性检测:通过吞噬实验和酶活性检测(如酸性磷酸酶染色)来评估肺泡巨噬细胞的活性。

 

3、腹腔巨噬细胞获取

收集炎性腹腔巨噬细胞时,处死小鼠前先用注射器向小鼠腹腔注射 1 mL 3% 豚蛋白胨肉汤或 2 mL 无菌的液体石蜡,待 3~4 天后进行下述处理。

(1)小鼠颈椎离断处死,75% 乙醇消毒,移入超净台内仰卧固定于解剖固定板上。

(2)剪开腹部毛皮层,暴露大面积腹膜,避开血管,注射器抽取 5 mL 含双抗的 RPMI 1640 培养基,腹腔注入,轻揉腹部 1~2 min,静置5min。

(3)用镊子提起腹膜剪一小口(吸头可进入即可),用移液器吸取腹腔内液体(注意避开肠管),置于离心管中。

(4)离心洗涤 1 500 r/min,5min,再用含双抗的 RPMI 1640 培养基洗涤一次后离心,加入新鲜培养液重新悬浮细胞,计数。

(5)调整细胞至所需浓度,置于平皿或细胞培养孔板中,37 ℃ CO2 孵箱中孵育 1~2h。

(6)去除培养液,以 37 ℃ 预温培养液洗涤 2 遍,弃去未黏附细胞,贴壁细胞为单层的巨噬细胞,再加入适当培养液培养。