대식세포

실시간 생세포 분석을 통한 대식세포 기능 이해

대식세포는 감염성 질환, 암, 신경학적 장애, 상처 치유 과정에서 면역 조절에 중요한 역할을 수행하며, 다양한 세포 신호에 반응하여 그들의 대응을 변화시킵니다. 신체의 모든 조직에 존재하는 대식세포는 쿠퍼 세포와 미세아교세포와 같은 조직 특이적 형태를 취하며, 미생물과 사멸 세포를 제거하고 포식하는 숙주 방어의 중심적 역할을 담당합니다.

Incucyte® 생세포 분석 시스템은 대식세포의 기능을 조사하는 데 사용되어, 세포 분화, 주화성, 식작용 및 사멸세포 제거를 연구하기 위해 형태와 표면 마커를 평가하며, 건강과 질병에서 대식세포의 기능을 더 잘 이해할 수 있게 해줍니다.

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분화 모니터링

불멸화된 THP-1 세포와 혈액 유래 일차 단핵구의 분화 과정 중 형태학적 변화 모니터링. THP-1 세포는 48시간 동안 5 ng/mL PMA에 노출시켜 M0 대식세포로 분화되었습니다. 일차 단핵구는 6일 동안 50 ng/mL GM-CSF에서 배양한 후 1일 더 1 ng/mL LPS + 20 ng/mL IFN-γ를 처리하여 M1 유사 표현형으로, 또는 6일 동안 50 ng/mL M-CSF에서 배양한 후 1일 더 20 ng/mL IL-4를 처리하여 M2 유사 표현형으로 분화되었습니다. 형태는 이전 연구 결과(Young 등, J Immunol, 1990)와 일치하며, M1 집단은 계란 프라이 모양을, M2는 계란 프라이 및 방추형 세포의 혼합 집단을 보입니다.

형태 이미지는 큰 소포를 포함하는 종말 분화된 인간 유도만능줄기세포 유래 대식세포를 생성하는 분화하는 인간 유도만능줄기세포 유래 단핵구의 형태학을 보여줍니다 (0-7일). 분화는 최소 7일 동안 유지 배지에 100 ng/mL M-CSF를 추가하여 달성되었습니다.

THP-1 단핵구는 (미분화) 배지, 비타민 D3 또는 PMA에 노출되었으며, Incucyte® Fabfluor-488 항체 복합체와 함께 CD11b, CD14 또는 CD40에 노출되었습니다. PMA는 배지 단독 또는 비타민 D3 처리된 세포와 비교하여 세포 형태에 현저한 변화(HD-위상차 대비 이미지)를 보였습니다. 동역학 그래프는 다양한 처리에 대한 차등적이고 시간 의존적인 표면 단백질 발현을 강조합니다.

주화성 정량화

THP-1 세포를 나이브 또는 PMA로 분화된 M0 상태로 피브로넥틴이 코팅된 ClearView 주화성 멤브레인에 시딩했습니다. 세포는 C5a 농도 구배에 노출되었으며, Incucyte 시스템을 사용하여 매시간 이미지를 획득했습니다. 약리학적 반응 분석은 t=30시간에 수행되었습니다. 분화된 대식세포 유사 THP-1 세포는 C5a에 대해 강한 농도 의존적 반응을 보였지만, 분화 이전의 THP-1 세포에서는 거의 또는 전혀 반응이 관찰되지 않았습니다.

원발 혈액 단핵구를 M2와 유사한 표현형으로 분화시킴; 6일 동안 50 ng/mL M-CSF, 이후 1일 더 20 ng/mL IL-4 처리. 대식세포를 마트리젤로 코팅된 ClearView 주화성 막에 파종하고, C5a 농도 구배에 노출시킨 후 Incucyte 시스템을 사용하여 2시간마다 이미지 획득. 하부면 위상 분석을 수행하고 4.5 및 11시간에 약리학적 반응 결정. 고농도에서 응답 지연으로 인한 상당한 시간 의존적 C5a 효능 변화 확인, 이는 호중구 사용 시 관찰되지 않은 특정 반응.

파골작용 정량화

iPSC 유래 대식세포(Axol Bioscience)가 시간과 세포 수에 따라 Incucyte® pHrodo® 녹색 대장균 바이오입자®를 섭취합니다. 100 ug/well의 pHrodo® 녹색 대장균 바이오입자® 존재 하에 iPSC 유래 대식세포의 위상차 및 형광 혼합 이미지는 바이오입자®의 섭취를 보여줍니다. 각 이미지 아래에는 파골작용 동역학을 완전히 정량화하기 위한 분할을 강조하는 마스크 이미지가 있습니다. 단일 pHrodo® 녹색 대장균 바이오입자 양(100 ug/well)을 사용한 iPSC 유래 대식세포의 파골작용 시간 경과는 세포 수 의존성을 보여줍니다.

CD47 항체(B6H12.2)의 농도를 점진적으로 증가시켜 처리된 CCRF-CEM 세포를 인간 골수 유래 대식세포(BMDM)에 추가한 결과 (값은 평균 ± 표준오차, n=4).

J774.A1 대식세포 내부의 포식된 Jurkat 세포는 세포 포식의 양에 비례하는 높은 형광 강도를 보입니다. 빠른 이미징과 2분 간격을 사용하여 개별 포식 사건을 보여주는 동영상을 만들 수 있습니다.

사멸세포 포식 정량화

THP-1 세포를 200 nM PMA에 24시간 노출하여 M0, M1 또는 M2 대식세포로 분화시켰으며, 각각 200 nM PMA 24시간, 200 nM PMA 24시간 + 20 ng/mL IFNγ + 1 µg/mL LPS, 또는 200 nM PMA 24시간 + 20 ng/mL IL-4 조건으로 처리했습니다. 세포들은 pHrodo 빨간색으로 표지된 사멸성 Jurkat 세포와 공동 배양되었으며, 분화된 대식세포의 탐식 능력은 섭취된 Jurkat 세포의 형광 신호로 평가되었습니다. 데이터는 M0와 M2로 분화된 THP-1 세포 모두 유의미하게 높은 탐식 능력을 가지고 있음을 보여주며, 이는 M2 대식세포의 항염증 기능과 일치합니다.

참고문헌

대식세포와 암

Wolf-Dennen K, Gordon N, Kleinerman ES. . 2020년 4월 12일; 9(1):1747677. doi: 10.1080/2162402X.2020.1747677. eCollection 2020

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식세포 작용의 조절

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Haney MS 등, 2018년 12월;50(12):1716-1727. doi: 10.1038/s41588-018-0254-1. Epub 2018년 11월 5일


대식세포와 감염성 질환

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튀켄메즈 H 등. 2019년 3월 26일; 511(1):117-121.


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