巨噬细胞研究前沿：从微环境调控到疾病治疗新策略

免疫系统的“多面手”不仅吞噬入侵者，更是组织平衡的调解员。巨噬细胞作为先天免疫系统的核心组成部分，长期以来一直被视为简单的“清道夫”细胞。然而，近年来研究发现，巨噬细胞具有惊人的可塑性和多样性，几乎参与所有生理和病理过程。它们不仅能够吞噬病原体和细胞碎片，还在组织发育、稳态维持、修复和免疫调节中发挥关键作用。随着新技术的发展，巨噬细胞研究正进入一个全新的阶段，揭示了这些细胞前所未有的复杂性。

一、微环境与巨噬细胞异质性

巨噬细胞的功能高度依赖于其所处的微环境。不同组织中的巨噬细胞表现出不同的表面抗原和受体特征，甚至在同一组织的不同区域，巨噬细胞也显示出明显的表型差异。研究表明，经腹腔注射LPS的小鼠腹腔巨噬细胞与体外LPS处理的同类细胞在形态及吞噬杀菌能力上存在明显差异，这直接证实了微环境对巨噬细胞表型的深远影响。

最近的一项突破性研究发现了一类特异性富集于肝脏汇管区的巨噬细胞新亚群（LPAM），它们通过抑制中性粒细胞浸润延缓非酒精性脂肪性肝炎的进展，并参与维持交感神经结构的完整性。这一发现凸显了巨噬细胞的空间定位与其特殊功能之间的密切联系。

二、巨噬细胞研究的新技术方法

1、基于原子力显微镜与深度学习的机械表型解码

中国科学院深圳先进技术研究院开发了一种结合原子力显微镜（AFM）与深度学习的新方法，用于无标记、非侵入性地解析人类巨噬细胞的力学表型。该技术能在单细胞水平上捕捉巨噬细胞在不同激活状态下的形态和纳米力学特征，如杨氏模量、粘附力和球形度，并通过深度神经网络实现对巨噬细胞M0、M1和M2功能表型的动态分类。这种方法突破了传统免疫表型识别手段的技术瓶颈，为免疫监测和炎症疾病诊断提供了新工具。

2、三维介观成像与单细胞测序的结合

整合全肝叶成像与单细胞RNA测序分析，研究人员能够精确定位特定巨噬细胞亚群在组织中的空间分布并分析其功能特性。这种多维分析方法为了解具有特定空间定位的免疫细胞的功能提供了强大工具，极大地促进了我们对巨噬细胞异质性的理解。

表：巨噬细胞研究中的新技术比较

三、巨噬细胞的代谢适应性研究

一项由法国国家科学研究中心和科罗拉多大学合作进行的研究发现了巨噬细胞令人惊讶的代谢能力：它们可以将被吞噬的细菌直接转化为自身代谢所需的营养来源。更值得注意的是，巨噬细胞从死亡细菌中提取营养的效率高于活菌。这种差异可能与巨噬细胞内部的一种调控机制有关，当吞噬活菌时，该机制会限制巨噬细胞从活菌中获取营养，这可能是一种保护机制，防止潜在危险成分的摄入或过度炎症反应。

这项发现不仅揭示了巨噬细胞在感染环境中的生存策略，也为应对抗生素耐药性及研发新型疫苗或抗生素开拓了新思路。

四、巨噬细胞与其他免疫细胞的相互作用

1、巨噬细胞与肥大细胞的跨细胞调控

最新研究发现，肥大细胞通过分泌颗粒被巨噬细胞吞噬后，可显著提升巨噬细胞多功能活性，并诱导兼具经典激活（M1）与替代激活（M2）特征的非典型极化状态。

这种通过颗粒介导的“细胞间包裹体传递”机制，赋予巨噬细胞更强的环境适应能力和多功能性。在银屑病皮损中观察到的相同现象，为开发靶向MC-Mph轴的治疗策略提供了转化医学依据。

2、hiPS来源巨噬细胞在抗肿瘤免疫中的应用

浙江理工大学的研究团队开发了通过人诱导性多能干细胞（hiPS）分化为巨噬细胞（hiPS-Mφ）的方法，解决了传统巨噬细胞来源限制的问题。

研究发现，hiPS-Mφ与肺癌细胞共培养后，能显著降低肺癌细胞活力并诱导肿瘤细胞凋亡。随着hiPS-Mφ比例的增加，对肺癌细胞的抑制效果更为显著，同时改变了肿瘤微环境，使其从免疫抑制状态转变为炎性环境。这一研究为巨噬细胞应用于肺癌及其他癌症治疗策略提供了新的思路。

表：hiPS-Mφ与肺癌细胞共培养的效果（参考）

图 巨噬细胞的双重角色：兼具抗肿瘤与促肿瘤效应[1]

五、巨噬细胞研究的未来方向

随着研究技术的不断进步，巨噬细胞研究正朝着更加精细化、动态化和个体化的方向发展。未来研究重点可能包括：

巨噬细胞能量代谢与免疫功能的关联：深入了解巨噬细胞如何根据不同环境调节代谢途径，以及代谢重编程如何影响其免疫功能；

巨噬细胞异质性的临床意义：探索不同巨噬细胞亚群在特定疾病中的具体作用，以及它们作为诊断标志物或治疗靶点的潜力；

巨噬细胞工程化治疗策略：利用基因编辑技术和细胞重编程技术，开发基于巨噬细胞的细胞治疗方法，用于癌症、自身免疫性疾病和感染性疾病的治疗；

神经-免疫相互作用：深入研究巨噬细胞与神经系统的双向沟通机制，特别是在炎症性和神经退行性疾病中的意义。

巨噬细胞研究已经远远超越了传统的“清道夫”概念，这些细胞实际上是高度专业化、适应性强且功能多样的免疫调节者。随着新技术的涌现，我们对巨噬细胞复杂性的理解正在不断加深，为多种疾病的治疗开辟了新的途径。对研究人员而言，现在是一个探索巨噬细胞生物学的黄金时代，每一个新发现都可能成为解开人类疾病机制的关键。

巨噬细胞研究的未来在于理解它们如何与环境对话。正如最新研究发现的那样，肝脏汇管区的巨噬细胞新亚群不仅调控炎症，还与神经结构保护密切相关，这种跨系统的相互作用正在重新定义我们对免疫系统的认知。

 参考文献：

[1] Macrophage Polarity and Disease Control. DOI: 10.3390/ijms23010144

相关产品推荐

好消息！Absin文献奖励重磅升级！

Absin产品线：

爆款产品：十大试剂盒(mIHC、IHC、凋亡、ELISA、ChIP、Co-IP、TR-FRET、生化检测、残留检测、多因子检测)；细胞培养(类器官试剂盒+基质胶，胎牛血清+培养添加剂+细胞因子)、分化试剂盒；分子(mRNA合成服务+提取试剂盒)；化合物大包装；辅助试剂、耗材/仪器、定制服务(抗体/多肽/蛋白/标记/检测)...

特色产品：鸡胚提取物CEE、B27、N2、霍乱毒素B亚单位CTB、牛脑垂体提取物BPE、百日咳毒素PTX、重组人胰岛素Insulin、人源低密度脂蛋白LDL...

爱必信(上海)生物科技有限公司 联系邮箱：lanwu@univ-bio.com 微信公众号：爱必信生物