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国自然弄潮儿 | 揭开“榜眼”巨噬细胞的真面目



巨噬细胞(Macrophages,mø)是一种广泛分布于全身组织的先天免疫细胞,属于单核吞噬系统。巨噬细胞形态多样,因其功能状态不同而变化,一般为圆形或椭圆形,并有短小突起,功能活跃者常伸出较长伪足而呈不规则形。胞核较小,呈圆形或椭圆形,着色较深

扫描电镜下,细胞表面有许多微皱褶和突起,呈彩球状。透射电镜下,胞质含有大量初级溶酶体、次级溶酶体、吞噬小泡和吞噬小体,此外还有较发达的高尔基复合体、少量线粒体和粗面内质网等。巨噬细胞在体外培养时可附着在玻璃和塑料表面,其胞质非特异性脂酶阳性,常以此收集和鉴别巨噬细胞。

巨噬细胞最早被“描述”是在19世纪末,当时伊利亚·梅奇尼科夫(Ilya Mechnikov)看着他的显微镜,注意到了一个惊人的观察结果:“白细胞”移动到嵌在海星幼虫中的一个小碎片周围。这次“描述”启动了科学界对先天免疫的研究。

目前研究发现巨噬细胞在脊椎动物的非特异性免疫和特异性免疫中都起着重要作用。近三年巨噬细胞都占据着国自然中标数榜眼的位置,2023 年更是突破700大关,达到了706个中标数目。

2023年国自然热点统计
cr. Internet


巨噬细胞绝大多数起源于单核细胞。单核细胞从骨髓释放进入循环,并迁移到身体的大多数组织,在各个组织中分化成成熟的巨噬细胞,它们在各个器官中分化成为各种不同的形态,以适应在不同器官的特殊功能,这其中包括肝库普弗细胞、脑小胶质细胞、肺泡巨噬细胞、腹膜巨噬细胞、脂肪组织巨噬细胞和骨破骨细胞。

不过,并非所有巨噬细胞均来自单核,例如那些组织驻留巨噬细胞(如中枢神经系统中的小胶质细胞等),其自我更新、增殖、起源和替代机制尚未完全阐明。

巨噬细胞作为一种具有可塑性和多能性的细胞群体,在体内外不同的微环境影响下,表现出明显的功能差异。根据活化状态和发挥功能的不同,巨噬细胞主要可分为M1型,即经典活化的巨噬细胞(classically activated macrophage),和M2型,即替代性活化的巨噬细胞(alternatively activated macrophage)。

M1型与M2型巨噬细胞
cr. Internet


M1型巨噬细胞
M1型巨噬细胞也被称为促炎巨噬细胞,因为它们可以分泌大量的促炎细胞因子,如IL-1β、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)。M1巨噬细胞主要由脂多糖(LPS)和干扰素-γ (IFN-γ)诱导。在这些物质作用下,巨噬细胞极化为M1型。
M1型巨噬细胞通过激活其自身的氧化酶系统,产生活性氧(ROS),参与感染期间病原体的清除。展现除了强大的抗微生物和抗肿瘤活性。因此,M1巨噬细胞主要发挥抗原提呈功能,具有促炎、清除病原微生物、抗肿瘤等作用。但同时,其产生的ROS诱导的组织损伤,损害组织再生和伤口愈合。为了避免这种损伤,就需要另外一种极化的巨噬细胞——M2型巨噬细胞的抗炎调节。

M2型巨噬细胞
M2型巨噬细胞被称为抗炎巨噬细胞,因为它主要产生抗炎因子,如IL-10、转化生长因子-β (TGF-β)、精氨酸酶1 (Arg1)。M2巨噬细胞可以被白细胞介素(IL)-4和IL-13激活。
M2型巨噬细胞通过低分泌IL-12,高分泌IL-10和TGF-β体现其抗炎细胞因子特征。M2型巨噬细胞具有强大的吞噬能力,清除碎片和凋亡细胞。与M1型相反,M2型能够促进组织修复和伤口愈合,并具有促血管生成和促纤维化的特性。综上,M2型细胞具有抑制炎症,协调促进组织重塑,血管生成,免疫调节,促进肿瘤的形成和发展的作用。

显然,M1型巨噬细胞在功能上具有促炎和抗菌以及抗肿瘤的作用,而M2型巨噬细胞具有抗炎作用,促进血管生成和促肿瘤的作用。

M1型和M2型巨噬细胞的平衡对我们的健康至关重要。然而,疾病的出现可能打破这种平衡,导致炎症反应过度或伤口愈合能力受损。

感染:病原体进化出各种狡猾手段,诱导巨噬细胞向M2倾斜的状态转变,以逃避免疫反应的观察。例如,疱疹病毒会分泌病毒IL-10以推动M2极化,从而导致感染变成慢性。

癌症:在癌症中,与肿瘤相关的巨噬细胞(TAMs)可以呈现出M1和M2两种状态。M1样的TAMs能够对抗癌细胞,但M2样的TAMs通过促进血管生成和抑制免疫反应,助长了肿瘤的生长和扩散。

自身免疫病:在如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮这样的疾病中,M1/M2型巨噬细胞极化的失衡可能加重疾病的病情和慢性炎症。

动脉粥样硬化:M1型和M2型的巨噬细胞都在动脉粥样硬化中发挥着作用,M1型巨噬细胞能导致斑块的破裂,而M2型巨噬细胞则参与斑块的钙化过程。

巨噬细胞与中性粒细胞一起,是感染的第一反应者,在人体中作为“清洁工”,参与细胞碎片和病原体的识别、吞噬和降解,免疫吞噬作用是巨噬细胞重要的功能特征。接下来我们就探究一下巨噬细胞的功能。

吞噬作用
巨噬细胞与中性粒细胞一起,是感染的第一反应者,在人体中作为“清洁工”,参与细胞碎片和病原体的识别、吞噬和降解,免疫吞噬作用是巨噬细胞重要的功能特征。

分泌作用
在炎症初期,巨噬细胞通过释放细胞因子等“信号弹”,这些细胞因子和趋化因子反过来将其他免疫细胞募集到炎症部位,同时执行重要的稳态任务,以确保组织的完整性和功能。

参与和调节免疫应答
巨噬细胞也可以作为“哨兵”,向T细胞提呈抗原以及诱导其他抗原呈递细胞表达共刺激分子等方面发挥作用,提醒其他免疫细胞“敌军入侵,准备战斗”,从而启动适应性免疫反应。

趋化性定向运动
巨噬细胞可沿某些化学物质的浓度梯度进行定向移动,聚集到产生和释放这些化学物质的病变部位。

为助力各位科研工作者的研究突破,华安生物开发出一批针对巨噬细胞研究的抗体产品,为您的研究保驾护航。

CD68 Recombinant Rabbit Monoclonal Antibody [PSH05-47]
Catalog# 
HA722285
Left: Western blot analysis of CD68 on different lysates with Rabbit anti-CD68 antibody (HA722285) at 1/1,000 dilution.
Right: Immunocytochemistry analysis of RAW264.7 cells labeling CD68 with Rabbit anti-CD68 antibody (HA722285) at 1/100 dilution.(Green: CD68; Blue: DAPI; Red: beta Tubulin).

CD86 Recombinant Rabbit Monoclonal Antibody [SJ20-00]
Catalog# 
ET1606-50
Left: Western blot analysis of CD86 on different lysates with Rabbit anti-CD86 antibody (ET1606-50) at 1/2,000 dilution.Right: Immunocytochemistry analysis of Raji cells labeling CD86 with Rabbit anti-CD86 antibody (ET1606-50) at 1/500 dilution.(Green: CD86; Blue: DAPI; Red: beta Tubulin).

CD16 Recombinant Rabbit Monoclonal Antibody [PD00-12]
Catalog# 
HA721149
Left: Immunohistochemical analysis of paraffin-embedded human spleen tissue with Rabbit anti-CD16 antibody (HA721149) at 1/1,000 dilution.
Right: Immunofluorescence analysis of paraffin-embedded human spleen tissue labeling CD16 with Rabbit anti-CD16 antibody (HA721149) at 1/200 dilution.

Mannose Receptor(CD206) Recombinant Rabbit Monoclonal Antibody [JF0953]
Catalog#
ET1702-04


Left: Immunocytochemistry analysis of HepG2 cells labeling Mannose Receptor(CD206) with Rabbit anti-Mannose Receptor(CD206) antibody (ET1702-04) at 1/100 dilution(Green: CD206; Blue: DAPI; Red: beta Tubulin).Right: Flow cytometric analysis of HepG2 cells labeling Mannose Receptor(CD206).

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