流式课堂 | 巨噬细胞简介及指标选择

巨噬细胞（Macrophage, M）是天然免疫系统特化的、存活时间长、具有吞噬作用的细胞。
 

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巨噬细胞参与细胞碎片和病原体的识别、吞噬和降解。巨噬细胞还在向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，从而启动适应性免疫反应。
 

骨髓中巨噬/树突状细胞前体可分化为Ly6C⁺CX₃CR1^loCCR2⁺CD62L⁺和Ly6C^loCX₃CR1^hiCCR2⁻CD62L⁻两类单核细胞，其中Ly6C⁺CX₃CR1^loCCR2⁺CD62L⁺可进入各种组织中，变成各种类型的巨噬细胞，如图所示：

 

                                                           ▲小鼠巨噬细胞分化模型

Chávez-Galán Leslie,Olleros Maria L,Vesin Dominique et al. Much More than M1 and M2 Macrophages, There are also CD169(+) and TCR(+) Macrophages.[J] .Front Immunol, 2015, 6: 263.

虽然目前发现五种活化的巨噬细胞表型，包括M1型巨噬细胞、M2型巨噬细胞、CD169＋巨噬细胞、TCR＋巨噬细胞和肿瘤相关巨噬细胞（TAM），但大家平时科研中做得最多的还是M1型和M2型。M1型和M2型巨噬细胞是根据功能及炎症因子分泌水平分进行区分的。

M1巨噬细胞

M1巨噬细胞是可以产生促炎细胞因子的巨噬细胞，又被称为经典型巨噬细胞(Classical activated macrophages, M1)。它们表达高水平的主要组织相容性复合物MHC-II和共刺激分子CD80、CD86。
 

在 IFN-γ、LPS等的刺激下，休眠状态的巨噬细胞（M0型）可诱导极化为 M1 型巨噬细胞，分泌大量促炎因子，包括 IL-1、IL-6、TNF-α、iNOS、高水平的IL-12及较低水平的IL-10，主要起到促进炎症发生发展、杀菌及吞噬等作用。同时，能产生趋化因子，通过趋化性吸引Th1细胞，促进强烈的Th1免疫反应。并且，M1巨噬细胞可通过增加细胞表面MHC-II和共刺激分子CD80和CD86标记，提升抗原的提呈能力。

M2巨噬细胞

M2巨噬细胞又称替代性活化巨噬细胞(Alternatively activated macrophages, M2)，主要由IL-4炎症因子激活，主要通过分泌IL10等抗炎细胞因子抑制M1巨噬细胞，在对寄生虫、组织修复、血管生成、伤口愈合和过敏性疾病的反应中起着核心作用。
 

M2巨噬细胞可大量释放VEGF、Arg-1、PDGF、TGF-β和IL-10等细胞因子，同时，可分泌CCL17、CCL18、CCL22、CCL24 等趋化因子，吸引Th2细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞，产生各种基质金属蛋白酶（如MMP-2、MMP-7、MMP-9、CCL18、CCL22等），促进癌细胞的转移。

下图总结了这两种经典的巨噬细胞活化表型及其诱导条件、功能：
 

                                                                                  ▲活化巨噬细胞的主要巨噬细胞极化状态

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

巨噬细胞检测指标选择
 

检测巨噬细胞，应该如何进行指标选择和圈门分析呢？以人巨噬细胞为例，我们可以参考以下文献，通过FSC/SSC和CD68圈出巨噬细胞后，根据CD80和CD206，分出CD80+CD206-的M1和CD80+CD206+的M2，如图所示：

Raggi F, Pelassa S, Pierobon D et al. Regulation of Human Macrophage M1–M2 Polarization Balance by Hypoxia and the Triggering Receptor Expressed on Myeloid Cells-1. Front Immunol. 2017; 8: 1097.

小鼠的巨噬细胞检测，也可以参考此方法，加上F4/80和CD11b作为上级门，圈出总的巨噬细胞。