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　　巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的重要組成細(xì)胞之一，正如《工作細(xì)胞》中演示的女仆裝妹子，強(qiáng)大也溫柔。作為“清道夫”，巨噬細(xì)胞可通過吞噬細(xì)胞殘片、細(xì)胞代謝物，消化病原體，清除有害物質(zhì);作為“哨兵”，巨噬細(xì)胞可通過細(xì)胞因子等信號(hào)彈提醒其它免疫細(xì)胞“有敵入侵，準(zhǔn)備戰(zhàn)斗”;作為“一線的戰(zhàn)士”，巨噬細(xì)胞可以感受微環(huán)境的變化，響應(yīng)器官需求，維持體內(nèi)平衡。

圖1 《工作細(xì)胞》中的巨噬細(xì)胞(引自https://clickme.net/43968)

　　正因?yàn)榫奘杉?xì)胞參與機(jī)體的眾多調(diào)控環(huán)節(jié)，普遍存在于機(jī)體的所有組織中，當(dāng)其出現(xiàn)異常時(shí)，將引起眾多疾病的發(fā)生發(fā)展，例如在腫瘤發(fā)生時(shí)，腫瘤組織中的巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophage，TAM)由免疫活化狀態(tài)轉(zhuǎn)向免疫抑制狀態(tài)，變相促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。

　　如何逆轉(zhuǎn)巨噬細(xì)胞的失調(diào)，讓它為疾病的治療服務(wù)，是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的重要課題。搞清巨噬細(xì)胞的起源跟分類，進(jìn)而利用不同巨噬細(xì)胞的特有標(biāo)志基因(marker gene)構(gòu)建相應(yīng)的工具小鼠，可以大大方便我們的研究。

　　巨噬細(xì)胞的起源和分類

　　根據(jù)目前的研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞主要起源于至少4個(gè)不同的組織。單核吞噬系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞，起源于骨髓干細(xì)胞，經(jīng)歷粒-單核祖細(xì)胞、前單核細(xì)胞和成熟單核細(xì)胞，進(jìn)入組織中分化為巨噬細(xì)胞，這類巨噬細(xì)胞表達(dá)F4/80.在成熟階段發(fā)育為L(zhǎng)y6C+單核細(xì)胞。第二類巨噬細(xì)胞來自卵黃囊時(shí)期，主要存在于肝、脾、肺、腦、胰腺和腎等組織。第三類巨噬細(xì)胞來源于胎肝，如朗格漢斯細(xì)胞。第四類巨噬細(xì)胞可能來源于髓外造血，尤其是脾臟。

　　根據(jù)巨噬細(xì)胞定居的組織不同，可將其分為肝臟中的Kupffer細(xì)胞、腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞、骨組織中的破骨細(xì)胞等，不同組織的巨噬細(xì)胞具有不同的marker 基因，因此需要選擇不同的工具鼠。例如肝臟Kupffer細(xì)胞特異性cre小鼠通常選擇Clec4f-Cre，而破骨細(xì)胞特異性cre小鼠通常選擇Ctsk-cre。

圖2 巨噬細(xì)胞的起源和分類(引自Targeting macrophages in cancer immunotherapy)

　　此外，根據(jù)巨噬細(xì)胞在炎癥反應(yīng)中的功能和活化程度可分為兩個(gè)亞型：促炎的M1巨噬細(xì)胞和抗炎的M2巨噬細(xì)胞。通過不同的細(xì)胞因子組合可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型或者向M2型轉(zhuǎn)化。正如前文所說，TAM多維持免疫抑制的狀態(tài)，具有M2型巨噬細(xì)胞的表型和功能。然而也有證據(jù)表明TAM具有可塑性，可以在IFNγ等因子的作用下誘導(dǎo)TAM的M1極化，促進(jìn)抗腫瘤發(fā)生。目前，巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制仍不清晰，通過在巨噬細(xì)胞中進(jìn)行相關(guān)機(jī)制的探索，將有助于腫瘤等疾病的治療。

圖3 腫瘤微環(huán)境中的巨噬細(xì)胞具有可塑性[1]

　　巨噬細(xì)胞工具小鼠

　　巨噬細(xì)胞工具鼠主要分為3類：Cre工具鼠，熒光報(bào)告工具鼠和DTR工具鼠。這三類鼠廣泛應(yīng)用在探索巨噬細(xì)胞起源，極化和細(xì)胞互作等方面，均大大促進(jìn)了巨噬細(xì)胞生物學(xué)研究進(jìn)程。

　　Cre工具鼠

　　Cre工具鼠是通過在小鼠marker基因位點(diǎn)敲入Cre/CreERT2或者Dre/DreERT2元件構(gòu)建而成。

　　Cre工具鼠跟特定的flox小鼠交配，可以實(shí)現(xiàn)在巨噬細(xì)胞中敲除或者敲入目的基因，完成對(duì)基因在巨噬細(xì)胞中的功能研究。例如最近中山大學(xué)宋爾衛(wèi)/蘇士成組就通過使用Csf1r-cre鼠與IRENA-CKO鼠交配，獲得在巨噬細(xì)胞中敲除IRENA lncRNA 的敲除小鼠，驗(yàn)證了IRENA在腫瘤巨噬細(xì)胞促腫瘤過程中的作用，提供了一個(gè)潛在治療靶點(diǎn)。

圖4 巨噬細(xì)胞中特異敲除IRENA后增加了腫瘤組織的化療敏感性[2]

　　此外，Cre工具鼠也可以通過與熒光報(bào)告工具鼠交配，實(shí)現(xiàn)譜系示蹤的目的。例如Christian Schulz等利用組成性表達(dá)Cre的Csf1r-cre鼠及誘導(dǎo)性表達(dá)Cre的Csf1r-MeriCreMer與Rosa26-LSL-YFP小鼠交配，獲得在Csf1r基因表達(dá)的細(xì)胞中表達(dá)YFP熒光蛋白的小鼠，從而對(duì)Csf1r+細(xì)胞進(jìn)行追蹤，發(fā)現(xiàn)組織定居巨噬細(xì)胞起源于卵黃囊來源的Csf1r+細(xì)胞。

圖5 組織定居巨噬細(xì)胞起源于卵黃囊來源的Csf1r+細(xì)胞[3]

　　南模生物可提供巨噬細(xì)胞相關(guān)的各類cre工具鼠模型供研究者使用，如表1所示。

　　熒光報(bào)告工具鼠

　　熒光報(bào)告工具鼠是通過在小鼠marker基因處敲入報(bào)告基因構(gòu)建而成，可以達(dá)到在體內(nèi)標(biāo)記巨噬細(xì)胞的目的。

　　例如，Juan G等通過使用Lyz2-EGFP小鼠，區(qū)分中樞神經(jīng)系統(tǒng)的小膠質(zhì)細(xì)胞和外周血來源的浸潤(rùn)巨噬細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)缺血性腦卒中后小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在TNF-α，Arg-1和IL-1β等蛋白表達(dá)水平上均有較大差異，而兩類細(xì)胞共同促進(jìn)了腦部形態(tài)修復(fù)和再生。

圖6 CD11b+LysM-EGFP+巨噬細(xì)胞(箭頭)和P2ry12+CD11b+ 小膠質(zhì)細(xì)胞(楔形符號(hào))[4]

　　南模生物可提供巨噬細(xì)胞相關(guān)熒光報(bào)告工具鼠模型供研究者使用，如表2所示。

　　DTR工具鼠

　　DTR工具鼠則是在小鼠marker基因位點(diǎn)敲入DTR( diphtheria toxin receptor，白喉毒素受體)。

　　當(dāng)巨噬細(xì)胞表達(dá)DTR時(shí)，白喉毒素的注射將使細(xì)胞死亡，從而達(dá)到剔除巨噬細(xì)胞的目的。因此，DTR工具鼠可以用來研究巨噬細(xì)胞在免疫系統(tǒng)中的作用。Borthwick等通過構(gòu)建CD11b-DTR和CD11c-DTR鼠，證明了在受感染的組織內(nèi)，是巨噬細(xì)胞的剔除造成了2型炎癥反應(yīng)的減弱，而不是樹突細(xì)胞，究其機(jī)制，是因?yàn)榫奘杉?xì)胞剔除后損傷了 CD4+ T 輔助型 2類 (Th2) 細(xì)胞歸巢和活化。

圖7 白喉毒素處理后，CD11b+ F4/80+巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著減少[5]

　　南模生物可提供巨噬細(xì)胞相關(guān)DTR工具鼠模型供研究者使用，如表3所示。

　　南模生物深耕基因編輯領(lǐng)域，提供全方位模式生物服務(wù)，包括基因修飾成品模型供應(yīng)、個(gè)性化模型定制、飼養(yǎng)繁育、表型分析、藥效評(píng)價(jià)等，滿足不同實(shí)驗(yàn)室需求。

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