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发布人：普健生物（武汉）科技有限公司
发布日期:2026/2/11 10:34:05
在人体免疫系统的“防御军团”中，巨噬细胞是兼具“作战”与“修复”能力的核心成员。巨噬细胞广泛分布于全身组织，既能在病原体入侵时奋勇清除“外敌”，又能在组织损伤后参与修复重建。而赋予其双重能力的关键，正是“极化”这一独特的功能转换机制。巨噬细胞可随微环境信号“切换”表型，形成促炎、抗炎等不同功能亚型，调控免疫平衡。
巨噬细胞最显著的生物学特征是功能可塑性，即在外源性信号（如细胞因子、病原体相关分子模式等）刺激下，分化为具有特定表型和功能的亚型，这一过程被称为巨噬细胞极化。
图1. 巨噬细胞的极化（DOI:10.3389/fimmu.2021.803037）
极化是巨噬细胞适应微环境变化的关键方式：在感染、炎症等病理状态下，巨噬细胞可向促炎表型转化，清除病原体并启动免疫应答；而在组织损伤修复、免疫稳态维持过程中，则偏向抗炎表型，抑制过度炎症反应并促进组织愈合。值得注意的是，巨噬细胞极化并非不可逆的单向过程，其表型可随微环境信号改变而动态转换，体现了免疫调节的灵活性。
基于功能表型和诱导信号的差异，巨噬细胞极化的经典分类为M1型（经典激活型）和M2型（替代激活型），该二分法虽简化了体内复杂的表型谱，但为实验研究提供了清晰的功能划分框架。
图2. M1和M2巨噬细胞（DOI:10.3389/fimmu.2022.880286）
M1型巨噬细胞主要由干扰素-γ（IFNγ）单独或联合脂多糖（LPS）、肿瘤坏死因子（TNF）等信号诱导激活。其核心功能是启动和放大炎症反应，通过分泌大量促炎因子和抗菌分子，发挥抗微生物、抗肿瘤作用。
关键标志物包括：
mRNA水平：趋化因子（CXCL9、CXCL10）、细胞因子（TNF、IL-1β、IL-12）、酶类（IDO1，色氨酸分解代谢酶）；
表面蛋白：MHCⅡ类分子（如人类HLA-DR）、共刺激分子（CD86）、Fc受体（CD64）；
分泌型细胞因子：TNF、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-23等。
需注意人与小鼠M1标志物的物种差异：小鼠M1巨噬细胞高表达诱导型一氧化氮合酶（iNOS），而人类M1巨噬细胞中无此标志物，这也是临床转化研究中需重点关注的问题。
M2型巨噬细胞是功能异质性极强的群体，根据诱导信号和功能差异可进一步分为M2a、M2b、M2c、M2d四个亚型，其核心功能为抗炎、免疫调节、组织修复及血管生成。各亚型关键特征如下：
与M1类似，M2亚型也存在物种特异性：小鼠M2a巨噬细胞高表达Arg1、Ym1、Fizz1等基因，但这些基因在人类中无同源物，因此在选择检测标志物时需严格区分物种来源。
极化实验是巨噬细胞研究的“核心工具”，其价值本质是通过“人为调控表型”，破解巨噬细胞在生理病理中的作用，具体可分为三大场景：
机制解析：比如肿瘤微环境中，M2型巨噬细胞如何促进癌细胞转移？通过体外极化获取纯M2表型细胞，即可深入研究其分泌因子、信号通路的作用；
药物研发：某款免疫治疗药物能否“逆转”肿瘤相关巨噬细胞的M2表型？实验中加入药物后，观察M1标志物是否上调即可快速验证；
功能验证：极化后的巨噬细胞是否具备预期功能？比如M1型是否能高效吞噬细菌，M2型是否能促进成纤维细胞增殖，均需通过极化实验获取细胞后验证。
明确实验目的，才能精准选择细胞模型和检测方法——比如研究人类疾病，优先选THP-1（人源）；研究小鼠体内机制，BMDM（原代细胞）更贴近生理状态。
科研中常用THP-1（人源细胞系）、RAW264.7（小鼠细胞系）、BMDM（小鼠原代巨噬细胞）开展极化实验，三者因来源和特性不同，极化方案存在显著差异，具体参数如下表：
实验成功的关键在“细节质控”，以下从细胞、试剂、操作三个维度梳理关键要点，覆盖新手易犯错误：
状态优先：仅用“对数生长期”细胞——THP-1呈悬浮球状、无聚集；RAW264.7形态饱满、贴壁均匀；BMDM呈梭形或多角形，活力需≥95%（台盼蓝染色验证），衰老或凋亡细胞会“抵抗”极化信号；
密度精准：THP-1分化前接种密度5×10⁵ cells/mL，RAW264.7和BMDM极化接种密度6×10⁵ cells/mL，密度过高易缺氧、过低极化信号不足，均会导致结果偏差；
原代细胞特殊护理：BMDM培养过程中避免频繁换液，M-CSF诱导第4天补加半量培养基，保持细胞因子浓度稳定。
刺激剂质控：LPS、细胞因子（IFNγ/IL-4等）需分装成10μL小份，-80℃冻存，避免反复冻融（≤3次），使用前室温平衡30分钟；浓度需严格校准，比如LPS浓度偏差10ng/mL就会导致M1极化效率波动20%以上；
培养基适配：THP-1用RPMI 1640培养基，RAW264.7和BMDM用DMEM培养基，均需添加10%胎牛血清（选低内毒素批次，避免干扰LPS刺激）和1%双抗；
标志物试剂匹配：检测时需区分物种——人源THP-1用抗人CD86/CD206抗体，小鼠细胞用抗小鼠对应抗体，交叉使用会导致假阴性。
分组规范：必设“空白对照组（M0，不加刺激剂）”和“阳性对照组”，每组至少3个复孔，减少操作误差；药物干预实验需额外设“药物溶剂对照组”（如DMSO对照组），排除溶剂对极化的影响；
污染防控：全程无菌操作，加样枪头、培养板均用无菌耗材，一旦发现培养基浑浊或细胞出现异常颗粒，立即丢弃，污染会彻底破坏巨噬细胞表型；
时间统一：同一批实验的刺激、收集、检测时间需严格同步，比如所有孔均刺激24h后同时收集样本，避免因时间差导致的标志物表达差异。
以上注意事项需结合细胞特性灵活调整，比如THP-1预分化后需用PBS洗2次去除残留PMA，而RAW264.7直接换液即可，后续检测需匹配各细胞的特异性标志物，确保结果可靠。
（M-CSF）（GM-CSF）（TNF‐α）（IL-4）（IL-6）（IL‐10）（IL-13）
（CD11b）（CD11c）（CD14）（CD15）（CD16）（CD80）（CD86）（CD163）（CD204）（CD206）（CD209）（CD274）（F4/80）（HLA-DR）（Ly6G）（MHC-Ⅱ）（IFN-γ）（IL-1）（IL-6）（IL-12）（TNF-α）（TGF-β）（Arg-1）（iNOS）
标志物
反应性
名称
应用
货号
IL-1
Human, Cercocebus atys, Macaca fascicularis, etc
Anti-IL1B/IL1F2 Polyclonal Antibody
ELISA, IHC, WB
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