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　　巨噬細胞是免疫系統的重要組成細胞之一，正如《工作細胞》中演示的女仆裝妹子，強大也溫柔。作為“清道夫”，巨噬細胞可通過吞噬細胞殘片、細胞代謝物，消化病原體，清除有害物質;作為“哨兵”，巨噬細胞可通過細胞因子等信號彈提醒其它免疫細胞“有敵入侵，準備戰斗”;作為“一線的戰士”，巨噬細胞可以感受微環境的變化，響應器官需求，維持體內平衡。

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

　　正因為巨噬細胞參與機體的眾多調控環節，普遍存在于機體的所有組織中，當其出現異常時，將引起眾多疾病的發生發展，例如在腫瘤發生時，腫瘤組織中的巨噬細胞(tumor-associated macrophage，TAM)由免疫活化狀態轉向免疫抑制狀態，變相促進腫瘤生長。

　　如何逆轉巨噬細胞的失調，讓它為疾病的治療服務，是轉化醫學的重要課題。搞清巨噬細胞的起源跟分類，進而利用不同巨噬細胞的特有標志基因(marker gene)構建相應的工具小鼠，可以大大方便我們的研究。

　　巨噬細胞的起源和分類

　　根據目前的研究發現，巨噬細胞主要起源于至少4個不同的組織。單核吞噬系統的巨噬細胞，起源于骨髓干細胞，經歷粒-單核祖細胞、前單核細胞和成熟單核細胞，進入組織中分化為巨噬細胞，這類巨噬細胞表達F4/80.在成熟階段發育為Ly6C+單核細胞。第二類巨噬細胞來自卵黃囊時期，主要存在于肝、脾、肺、腦、胰腺和腎等組織。第三類巨噬細胞來源于胎肝，如朗格漢斯細胞。第四類巨噬細胞可能來源于髓外造血，尤其是脾臟。

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

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

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

圖3 腫瘤微環境中的巨噬細胞具有可塑性[1]

　　巨噬細胞工具小鼠

　　巨噬細胞工具鼠主要分為3類：Cre工具鼠，熒光報告工具鼠和DTR工具鼠。這三類鼠廣泛應用在探索巨噬細胞起源，極化和細胞互作等方面，均大大促進了巨噬細胞生物學研究進程。

　　Cre工具鼠

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

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

圖4 巨噬細胞中特異敲除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告工具鼠交配，實現譜系示蹤的目的。例如Christian Schulz等利用組成性表達Cre的Csf1r-cre鼠及誘導性表達Cre的Csf1r-MeriCreMer與Rosa26-LSL-YFP小鼠交配，獲得在Csf1r基因表達的細胞中表達YFP熒光蛋白的小鼠，從而對Csf1r+細胞進行追蹤，發現組織定居巨噬細胞起源于卵黃囊來源的Csf1r+細胞。

圖5 組織定居巨噬細胞起源于卵黃囊來源的Csf1r+細胞[3]

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

　　熒光報告工具鼠

　　熒光報告工具鼠是通過在小鼠marker基因處敲入報告基因構建而成，可以達到在體內標記巨噬細胞的目的。

　　例如，Juan G等通過使用Lyz2-EGFP小鼠，區分中樞神經系統的小膠質細胞和外周血來源的浸潤巨噬細胞，發現缺血性腦卒中后小膠質細胞和巨噬細胞在TNF-α，Arg-1和IL-1β等蛋白表達水平上均有較大差異，而兩類細胞共同促進了腦部形態修復和再生。

圖6 CD11b+LysM-EGFP+巨噬細胞(箭頭)和P2ry12+CD11b+ 小膠質細胞(楔形符號)[4]

　　南模生物可提供巨噬細胞相關熒光報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基因位點敲入DTR( diphtheria toxin receptor，白喉毒素受體)。

　　當巨噬細胞表達DTR時，白喉毒素的注射將使細胞死亡，從而達到剔除巨噬細胞的目的。因此，DTR工具鼠可以用來研究巨噬細胞在免疫系統中的作用。Borthwick等通過構建CD11b-DTR和CD11c-DTR鼠，證明了在受感染的組織內，是巨噬細胞的剔除造成了2型炎癥反應的減弱，而不是樹突細胞，究其機制，是因為巨噬細胞剔除后損傷了 CD4+ T 輔助型 2類 (Th2) 細胞歸巢和活化。

圖7 白喉毒素處理后，CD11b+ F4/80+巨噬細胞數量顯著減少[5]

　　南模生物可提供巨噬細胞相關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域，提供全方位模式生物服務，包括基因修飾成品模型供應、個性化模型定制、飼養繁育、表型分析、藥效評價等，滿足不同實驗室需求。

　　Reference:

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