考慮到巨噬細胞亦正亦邪,在各種生物環境中發揮復雜的作用,研究人員一直在探索它們的豐度和功能。這份指南概括了巨噬細胞表達的基因,以及適用于檢測的免疫學工具。
巨噬細胞(Macrophage)是分布廣泛的白細胞,存在于人體的多種組織中。作為單核吞噬細胞系統中的一部分,巨噬細胞的作用是吞噬死細胞、細胞碎片、病原體及其他外來物。此外,它們還具有信號傳導和調節功能,參與了許多生物學過程,比如免疫、發育、修復、穩態和癌癥。
考慮到巨噬細胞亦正亦邪,在各種生物環境中發揮復雜的作用,研究人員一直在探索它們的豐度和功能。這份指南概括了巨噬細胞表達的基因,以及適用于檢測的免疫學工具。靶向這些蛋白質不僅可鑒定巨噬細胞的亞型,還有助于研究相關的通路或疾病狀態。
除了在各種組織中發揮特定作用,巨噬細胞還具有很高的可塑性,能夠響應環境信號而改變其表型。這使得巨噬細胞形成完全不同的亞群,每個亞群有不同的基因表達譜和細胞功能。為了更好地了解這些差異,我們在此對各種蛋白標志物進行分類。
單核細胞-巨噬細胞轉化中的標志物
巨噬細胞的來源是個復雜的問題。小鼠研究表明,巨噬細胞或源于胚胎前體細胞,或源于骨髓來源的單核細胞。在血液中循環的單核細胞遷移到組織,形成組織駐留巨噬細胞(TRM)。這種密切相關的細胞類型有效地補充了組織中的巨噬細胞。為了區分巨噬細胞及其前體,人們通常檢測一組細胞表面標志物及其差異表達水平。
檢測單核細胞譜系標志物的抗體包括:Ly6c1抗體、F4/80抗體、ITGAM/CD11b抗體、CD68抗體、FCGR3A/CD16抗體、CD14抗體
圖1. 巨噬細胞發育的示意圖(圖片來自Biocompare)
組織駐留巨噬細胞的標志物
巨噬細胞駐留在不同組織中,從而產生了執行不同功能的細胞群體。小鼠的研究表明,巨噬細胞的表型和功能是由它們在組織微環境中收到的信號所決定的。除了作為抵御病原體入侵的第一道防線之外,駐留的巨噬細胞在維持組織完整性和組織穩態方面也發揮著重要作用。
例如,人們發現在中樞神經系統中發育的巨噬細胞(小膠質細胞)有多種功能,包括清除碎片、重塑突觸連接以及免疫監視。在脂肪組織中,與脂肪相關的巨噬細胞參與信號傳導,調節胰島素敏感性。肺泡巨噬細胞攻擊吸入的異物,并通過吞噬作用清除過量的肺表面活性物質。肝臟中的巨噬細胞(即Kupffer細胞)可清除血液中的微生物、紅細胞及其他細胞碎片。骨髓巨噬細胞可促進紅細胞的造血作用。脾臟中的巨噬細胞參與免疫監視、鐵代謝和細胞清除等活動。
M1和M2極化的標志物
在適當的刺激下,巨噬細胞被激活成不同的炎癥狀態,包括M1(經典激活)和M2(選擇性激活)兩類。M1巨噬細胞具有促炎作用,與細菌及細胞內病原體的免疫反應相關。相反,M2具有抗炎作用,在血管生成和傷口愈合中發揮功能。M2也與輔助性T細胞2(Th2)反應相關,如抗蠕蟲免疫力、哮喘和過敏。
M1型巨噬細胞的激活是通過IFNG、TNF和Toll樣受體(TLR)的信號傳導而發生的。與M1極化相關的遺傳標志物包括IL1a、IL1b、IL6、NOS2、TLR2、TLR4、CD80和CD86。對于M2型巨噬細胞,激活是通過IL4、IL10和IL13等細胞因子。M2標志物包括CD115、CD206、PPARG、ARG1、CD163、CD301、Dectin-1、PDL2和Fizz1。值得注意的是,M1和M2表型是連續的,因此處于中間范圍的巨噬細胞可以同時表達一些標志物。
檢測M1標志物的抗體包括:IL1B抗體、NOS2抗體、TLR2抗體、CD86抗體;檢測M2標志物的抗體包括:CSF1R/CD115抗體、MRC1/CD206抗體、ARG1抗體、CD163抗體
腫瘤相關巨噬細胞的標志物
人們發現,癌細胞也可以利用巨噬細胞來促進癌癥發展。對于多種類型的癌癥,腫瘤部位巨噬細胞的密度增加與患者存活率低存在關聯。小鼠研究也發現,腫瘤相關巨噬細胞(TAM)可刺激腫瘤血管生成,協助腫瘤細胞遷移和侵襲,并抑制腫瘤免疫力。
這些結果的出現可歸因于癌細胞信號傳導影響了巨噬細胞功能,以及TAM自身產生的蛋白質促進腫瘤生長。癌癥生物學本身就很復雜,同樣,TAM也可以采用不同的基因表達譜。文獻中提到的一些TAM標志物包括CCR2、CSF1R、MARCO、PDL2、CD40、CCL2、CSF1、CD16和PDGF beta。巨噬細胞之間的相互關系仍然是癌癥研究和藥物開發中的活躍領域。
檢測TAM標志物的抗體:CCR2抗體、PDL2抗體、CD40抗體、CCL2抗體、PDGFB抗體
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