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巨噬细胞极化实验又双叒失败了?别急,可能只是检测时间选错了!

2025-12-01 14:42:38

来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台

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为大家详细分享巨噬细胞极化实验结果,同时为广大科研工作者开展线上的理论培训与线下实操,可承接流式等实验外包服务

做免疫实验的小伙伴,谁还没“养”过巨噬细胞?

作为我们固有免疫和适应性免疫中的关键角色,巨噬细胞简直是免疫界的“变形金刚”。它们的可塑性极强,能根据周围环境信号,极化成不同的功能亚型。

最经典的分型,莫过于M1(经典活化)和M2(替代活化)了。

  • M1型: 促炎“战斗机”,负责抗肿瘤、杀病菌。
  • M2型: 抗炎“维修工”,负责组织修复、伤口愈合。

为了研究它们,大家通常会从健康人外周血中分离纯化出单核细胞,用M-CSF诱导7天,获得人单核细胞衍生的巨噬细胞(MDMs)。

然后,用不同的“鸡尾酒”去刺激它们,使其极化成不同的亚型:


听起来很简单?但魔鬼藏在细节中。

一个灵魂拷问:你一般在刺激后第几小时去收样检测?

是6小时?24小时?还是48小时?

我们经常发现,文献A说24小时能看到某标志物高表达,文献B说48小时才行,而你自己的实验结果却是阴性……

为什么?

因为目前为止,对于这些标志物检测的“最佳时间点”,业内根本没有统一标准!

巨噬细胞的极化是一个高度动态的过程,不同标志物的表达模式(mRNA和蛋白)随时间变化极大。如果你在“次优”时间点检测,很可能得到“假阴性”结果,这不仅浪费时间,更可能让你与真相失之交臂。

为了解决这个大难题,土耳其Duygu Unuvar Purcu等人做了一件“功德无量”的事:他们把M1、M2a、M2c的所有常用标志物,在4h, 8h, 12h, 24h, 48h, 72h 这一系列时间点上,从mRNA到蛋白水平(流式、ELISA)全都测了一遍!

今天,我们就来“抄一下作业”。

M1型 (促炎“战斗机”):手快有,手慢无!

用  刺激后,M1的反应非常迅速,但也非常“精分”。

1、mRNA 水平 (qPCR)

  • “急性子” (4小时达峰): CXCL9, CXCL10, TNF 这三个M1关键基因的mRNA水平,在4小时就飙到了顶峰!随后开始逐渐下降。
    • 划重点: 如果你习惯性地等到24小时或48小时才去收RNA,你看到的只是“峰后残影”,甚至可能错过整个表达高峰。
  • “稳定型” (4小时后稳定): IL-1β 在4小时显著上调后,能在后续时间点(直至72小时)都保持稳定高表达。
  • “晚熟型” (48小时后起飞): IDO1 是个例外,它的表达随时间持续增加,在48-72小时才达到最高值。
  • “最奇怪的” (先降后升): IL-12 的基因表达在4小时反而下降了,直到48小时才开始显著飙升。

2、蛋白水平 (流式细胞术 & ELISA)

  • 流式(表面标志物):
    • CD86 和 HLA-DR 是“短时高峰”,在12小时达到最强,24小时后反而会回落(可能是因为细胞因子IL-10的负反馈调节)。
    • CD64 是最可靠的“晚期”M1表面标志物,从8小时开始上调,24-72小时持续走高。
  • ELISA(分泌蛋白):
    • TNF(肿瘤坏死因子)在4-12小时分泌量最高。
    • IL-1β 在8-24小时这个时间窗口检测最佳。
    • IL-12p70 在4小时很低,但在8-72小时都能稳定检测到高水平。

M1小结:M1的反应风风火火。想看基因?4-8小时是黄金时间。想看流式表面蛋白?12小时看CD86/HLA-DR,24小时后看CD64。想看分泌的细胞因子?8-24小时是检测M1“三巨头”(TNF, IL-1β, IL-12)的最佳窗口。

M2a型 (修复“医疗兵”):耐心,是最大的美德

用  刺激诱导的M2a型,整体反应偏“慢”,需要你耐心等待。

1、mRNA 水平 (qPCR)

  • “稳步增长型”: MRC1 (CD206) 和 TGM2 在4小时就被诱导,稳步增长,直到72小时才达到最高峰。
  • “持续高能型”: CCL17 在所有时间点都保持非常高的表达量。
  • “逐渐上量型”: CCL22 从4小时到48小时逐渐增加。
  • “惊天逆转”: 实验发现,在  刺激下,IL-10的mRNA水平居然是逐渐下降的!
    • 划重点: 这和很多使用THP-1细胞系(24小时IL-10上调)的报道完全相反!这再次证明了原代细胞和细胞系之间存在巨大差异,做原代细胞不能照搬细胞系的经验!

2、蛋白水平 (流式细胞术 & ELISA)

  • 流式(表面标志物):
    • CD200R 和 CD206 (MRC1) 这两个M2a的“金标准”标志物,都是晚期标志物。它们从8小时开始缓慢上调,在48-72小时达到最高水平。
    • 划重点: 如果你只刺激了24小时就去看CD206,很可能因为表达量不够高而“假阴性”。
  • ELISA(分泌蛋白):
    • 虽然mRNA在M2a中没有上调,但 IL-10 蛋白 确实分泌了!不过非常晚,在48-72小时才能检测到显著水平。

M2a小结:研究M2a表型,“耐心” 是关键词。无论是看流式(CD206/CD200R)还是ELISA(IL-10),都请至少等到48小时,最好是72小时。

M2c型 (抗炎“清道夫”):mRNA和蛋白的“时差”

用  刺激诱导的M2c型,展现了mRNA和蛋白表达之间巨大的“时间差”。

1、mRNA 水平 (qPCR)

  • “早高峰”: IL-10 的mRNA水平在4小时就达到了顶峰。
  • “稳定型”: CD163 的mRNA在4小时到72小时都维持稳定表达。
  • “人间蒸发”: 在所有检测时间点,均未检测到TGFβ的基因表达!

2、蛋白水平 (流式细胞术 & ELISA)

  • 流式(表面标志物):
    • CD163 蛋白的表达在24-72小时开始增加(尽管存在较大的供体差异)。这与4小时mRNA就稳定的情况形成了“时差”。
  • ELISA(分泌蛋白):
    • 最大的“时差”来了: 尽管没有检测到TGFβ的mRNA,但在72小时,检测到了非常显著的TGFβ蛋白分泌!
    • 划重点: 这说明细胞可能早已转录好mRNA,或者现有的mRNA已足够维持蛋白合成,也可能蛋白是合成后积累在胞内,到晚期才集中释放。千万不要因为qPCR测不到mRNA,就断言没有蛋白功能!

M2c小结:M2c充分展示了科研的复杂性。看mRNA(IL-10)要趁早(4h),看蛋白(CD163/TGFβ)要趁晚(24-72h)。

终极“抄作业”指南:黄金时间表(建议收藏)

说了这么多,一张图(表)总结所有知识点。下次做实验,请直接对照这张表来安排时间!

表1:人单核细胞衍生巨噬细胞中M1, M2a, M2c极化标志物的建议检测时间注:nd (no significant upregulation was detected),未检测到明显上调。

总结:

  1. 没有“一刀切”的时间点: M1标志物(特别是mRNA)反应快,M2标志物(特别是蛋白)反应慢。
  2. 原代细胞 ≠ 细胞系: M2a中IL-10 mRNA的下降,警示我们不能盲目套用THP-1等细胞系的数据。
  3. mRNA ≠ 蛋白: M2c中TGFβ的表达差异,提醒我们mRNA和蛋白的检测结果必须结合分析,不能相互推断。

有了这份指南,你就可以根据自己想检测的特定标志物,精确安排实验时间,告别“假阴性”,提高实验的重复性和可比性!

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