01

前言

巨噬细胞（Macrophage）是从血液中的单核细胞分化而来的一种大型吞噬细胞。它们存在于几乎所有组织中，特别是在那些与外界接触频繁的组织如皮肤、肺和肠道，在人体的免疫防御、炎症反应、组织修复、免疫调节以及疾病发展等多个生物学过程中，巨噬细胞都扮演着至关重要的角色。

原代人类巨噬细胞很难从组织中分离出足够数量的巨噬细胞，并且在培养中不增殖。单核细胞衍生的巨噬细胞提供了一种极好的替代品，因为人血液中的单核细胞很容易大量获得，并且可以在体外分化为巨噬细胞。

02

巨噬细胞的生物学功能

 01 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亡的细胞残骸。这一过程不仅有助于清除感染，更是防止了这些物质在体内积累，从而可能引发炎症或其他问题。

02 抗病原体防御

巨噬细胞通过产生杀灭微生物的化学物质（如活性氧和氮氧化物）以及调节炎症反应的细胞因子和化学因子，对抗病原体。

03 炎症调节

巨噬细胞在炎症反应中发挥复杂作用。它们不仅可以促进炎症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），还可以通过产生抗炎细胞因子（如IL-10和TGF-β）来抑制炎症。

04 组织修复和重建

在炎症反应后，巨噬细胞通过分泌各种生长因子帮助组织修复和再生。清除损伤后的残余同时促进新组织的形成。

05 免疫调节

巨噬细胞通过呈递抗原给T细胞，促进特异性免疫应答。同时，它们通过分泌各种细胞因子调节免疫系统的其他成分，如调控T细胞和B细胞的活动。

03 与疾病的关联

巨噬细胞在多种疾病的发展中扮演着重要角色，包括感染性疾病、自身免疫疾病、肿瘤以及如动脉粥样硬化等慢性炎症性疾病。

03

巨噬细胞分类

根据其活化状态和功能的不同，巨噬细胞可以分为M1型和M2型两大类。这两种亚型在免疫反应和炎症调节中发挥着不同的作用。

M1型巨噬细胞

M1型巨噬细胞主要受到如干扰素γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）等细胞因子的刺激，具有促炎性特点。它们具有强烈的抗微生物活性，能够产生氧自由基和炎症因子，参与杀伤和清除细菌、病毒等病原微生物。

M1型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，协助清除感染和损伤的组织，促进免疫炎症反应的发生和维持。

M2型巨噬细胞

M2型巨噬细胞主要受到如白细胞介素-4（IL-4）和白细胞介素-13（IL-13）等细胞因子的刺激，具有抗炎和修复特点。它们参与组织修复和再生过程，促进抗炎反应和免疫调节。

M2型巨噬细胞在炎症后期和组织修复阶段发挥重要作用，促进炎症的解析和组织修复，调节免疫应答的平衡，促进组织再生和修复。

04

巨噬细胞的体外分离、培养及诱导分化

01

分离方法

1.1

从外周血分离

单核细胞的分离：使用密度梯度离心（如Ficoll-Paque）分离外周血单核细胞（PBMCs）。血液样本加入到Ficoll上层，经离心后，单核细胞会位于血浆和Ficoll层之间。

巨噬细胞的分离：从PBMCs中分离出单核细胞后，可以通过塑料黏附法进一步分离出单核前体细胞。单核细胞在塑料培养皿中培养数小时，非黏附细胞被去除，剩余黏附的细胞主要是单核前体细胞。

1.2

从组织中分离

组织样本经机械和/或酶处理（如胶原酶和DNA酶）分解成单细胞悬液。通过密度梯度离心或负选择法（使用抗体和磁珠）去除非目标细胞，收集巨噬细胞。

02

培养方式

常用的培养基包括RPMI 1640或IMDM，通常需要添加10%的胎牛血清（FBS）、1%青霉素/链霉素和必要的生长因子。培养条件通常是37°C、5% CO2的恒温箱中。

03

诱导分化方法

3.1

从单核前体细胞分化

使用M-CSF：在培养基中加入巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF），通常浓度为20-50 ng/mL，连续培养7-10天，促使单核前体细胞分化成巨噬细胞。

使用GM-CSF：使用粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）也可以诱导巨噬细胞的分化，尤其是倾向于产生M1型（促炎型）巨噬细胞。

3.2

表型和功能的进一步调控

M1型巨噬细胞：可以通过在培养基中加入IFN-γ（干扰素-γ）和LPS（脂多糖）来诱导。

M2型巨噬细胞：通过添加IL-4和IL-13等抗炎细胞因子诱导。

这些方法使得研究者能够在体外条件下研究巨噬细胞的多种生物学功能和它们在病理状态下的行为。每一步的具体操作条件（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.巨噬细胞培养及诱导条件

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Figure 2. The ED50 as determined by a cytotoxicity assay using human HT-29 cells is 0.54-0.60 ng/mL, corresponding to a specific activity of> 1.6×106 IU/mg. 

Figure 3. The ED50 as determined by a cell proliferation assay using human TF-1 cells is less than 0.1 ng/mL，corresponding to a specific activity of >1 × 107 IU/mg. 

Figure 4. The ED50 as determined by a cell proliferation assay using murine MC/9 cells is less than 0.1 ng/mL, corresponding to a specificactivity of > 1.0×107 IU/mg.

引用文献

[1]Atri C, Guerfali FZ, Laouini D. Role of Human Macrophage Polarization in Inflammation during Infectious Diseases. Int J Mol Sci. 2018 Jun 19;19(6):1801.