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特定的生长因子和细胞因子调控单核细胞(先天免疫系统细胞)向促炎性的M1型或抗炎性的M2型巨噬细胞分化。
为了研究单核细胞分化,将外周血单个核细胞接种于含有适宜培养基的塑料多孔板中。孵育以使单核细胞贴附至板表面,而非贴壁的单个核细胞则保持悬浮状态。移除非贴壁细胞。
向一组孔中加入含有生长因子粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)的培养基,向另一组孔中加入含有巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)的培养基。
GM-CSF 与其在单核细胞表面的异源二聚体受体结合,导致单核细胞扩增并分化为类似 M1 的巨噬细胞,同时伴随促炎性细胞因子的释放。
M-CSF 与其在单核细胞表面的同源二聚体受体结合,触发单核细胞增殖、分化为类似 M2 型的巨噬细胞,并释放抗炎性细胞因子。
将类M1型巨噬细胞与脂多糖(LPS)及细胞因子干扰素-γ(IFN-γ)共同孵育。
LPS 和 IFN-γ 处理可诱导生成完全极化且成熟的促炎性 M1 巨噬细胞,其促炎性细胞因子和活性氧物质的释放显著增强。
相反,用白细胞介素-4孵育可促进M2样巨噬细胞向抗炎性M2表型的成熟与极化,并增强抗炎细胞因子的产生。
在光学显微镜下观察巨噬细胞。M1 巨噬细胞呈细长且伸展状,而 M2 巨噬细胞则呈现圆形形态。
为启动巨噬细胞分化,将细胞稀释至每毫升无血清培养基中含 5 × 106 个细胞的浓度,并将 2 毫升细胞接种至 6 孔板的各个孔中。将该板置于细胞培养孵育箱中孵育 2 至 3 小时,以使细胞贴附于孔底。
孵育结束后,用无血清培养基洗涤各孔三次,每次1毫升;然后向每孔贴壁细胞中加入2毫升完全RPMI培养基,并分别补充50纳克/毫升GM-CSF或50纳克/毫升M-CSF,用于M1或M2型分化。
极化启动后第3天,小心地将每孔中的1毫升上清液替换为1毫升新鲜的完全培养基,培养基中需添加适当的生长因子。
在培养的第6天,向经GM-CSF处理的孔中加入50纳克/毫升的干扰素-γ和10纳克/毫升的LPS,向经M-CSF处理的孔中加入20纳克/毫升的IL4。
定期通过光学显微镜检查单核细胞来源的细胞培养物的形态,以确保较小的单核细胞正在分化为较大的类似巨噬细胞的细胞。