有食欲的细胞:在单细胞水平上咀嚼

吞噬作用被定义为受体介导的大颗粒物质的摄取。这个过程在特殊的免疫细胞中特别有效,如巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞。这些细胞构成了抵御入侵微生物的第一道防线,这些微生物通过吞噬作用被内化,并被隔离在被称为吞噬体的液泡中,在那里它们被摧毁。此外,吞噬细胞能够通过向淋巴细胞呈递抗原连接先天免疫系统和适应性免疫系统。此外,吞噬作用对维持组织稳态至关重要。吞噬细胞支持每天数十亿细胞的周转,处理死细胞体,这一过程在伤口愈合和组织重塑中起着至关重要的作用。

从机制上讲,吞噬作用大致分为吞噬体形成和成熟两个主要阶段。吞噬体的形成需要对靶标进行识别和内化,随后是吞噬体的成熟,这一过程以连续的融合和裂变重塑事件为特征,为吞噬体提供适当处理被吞噬颗粒所需的降解特性。

由于这一生物过程的多面性和复杂性,依赖于大量细胞群体的传统生化方法不足以研究其详细的分子方面。与基于群体的分析不同,单细胞分析提供高空间和时间分辨率。复杂的分子生物学工具的产生使得活细胞的非侵入性和连续测量的发展成为可能。这些方法,加上专门的显微镜技术和图像分析软件,已经产生了强大的组合,在分子水平上研究吞噬作用。在这里,我们描述了量化吞噬反应的一些基本特征的方法。

只要有可能,最好研究原代细胞的吞噬作用;他们的反应是无与伦比的。诸如吞噬体酸化和活性氧的产生等反应是突出的,并且可以很容易地在初级吞噬细胞中测量。此外,抗体可用于免疫荧光检测特定成分。然而,当需要遗传编码工具和常规遗传操作时,建议使用细胞系-例如永生化巨噬细胞样细胞。使用这种细胞不需要分离(和分化)原代吞噬细胞,这是一个相当复杂的过程。

在本章中,我们描述了诱导和量化原代细胞和骨髓细胞系吞噬的一般方法。我们首先概述了原代人单核细胞的分离及其向巨噬细胞的分化。此外,当需要专门的分子生物学技术时,作为一种替代模型,我们详细介绍了RAW 264.7细胞的培养-一种从小鼠中分离出来的永生化巨噬细胞细胞系。然后,我们描述了吞噬靶标的制备,特别是免疫球蛋白G (IgG)包被(调理)的绵羊红细胞,以及使用不同的二抗区分结合靶标和内化靶标的详细方法。目标结合和内化的定量是通过荧光(最好是共聚焦)显微镜进行的,数据表示为吞噬效率或吞噬指数。

费尔南多Montaño、罗尼·列文-科尼斯伯格、塞尔吉奥·格林斯坦
细胞生物学计划,病童医院,多伦多,加拿大

出版

原代和培养巨噬细胞的定量吞噬实验。
Montaño F, Grinstein S, Levin R
方法:中华生物医学杂志。2018

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