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从“悬浮”到“贴壁”:THP-1巨噬细胞诱导的完整操作指南
01

THP-1细胞简介

THP-1细胞是一种起源于人急性单核细胞白血病患者的外周血细胞系。自1980年建立以来,它已成为免疫学、炎症研究和癌症研究领域最常用、最重要的体外模型细胞之一,尤其在巨噬细胞相关研究中不可或缺。

THP-1细胞基本信息

全称:Tohoku Hospital Pediatrics-1

来源:从一名患有急性单核细胞白血病的1岁小男孩的外周血中分离得到。

细胞类型:悬浮生长的圆形或椭圆形细胞。

细胞属性:未分化状态下为单核细胞表型,具有无限增殖能力(体外培养可长期传代),且保留了单核细胞向巨噬细胞分化的潜能,是研究单核-巨噬细胞谱系的理想模型。

THP-1细胞的形态

未分化状态下,THP-1细胞呈悬浮生长,形态为圆形或椭圆形,直径约10-15μm,细胞核大且呈不规则形,胞质少、嗜碱性;当经诱导剂处理分化为巨噬细胞后,细胞会逐渐贴壁生长,形态变为梭形、多角形或不规则扁平状,胞质增多并出现大量颗粒(如溶酶体),细胞核缩小且染色质浓缩,整体呈现典型的成熟巨噬细胞形态。

THP-1细胞的培养

THP-1细胞的培养需严格控制环境与营养条件,以维持其活性与未分化状态,核心操作要点如下:

02

THP-1细胞诱导分化为巨噬细胞

THP-1细胞是研究巨噬细胞功能的经典模型,其未分化状态为悬浮生长的单核细胞,经诱导后可分化为贴壁生长、具有巨噬细胞表型与功能的细胞。本文基于常用的PMA(佛波酯)诱导法,结合关键细节与可视化标注,提供可直接落地的完整操作流程。

实验原理

THP-1细胞在正常情况下呈圆形,以悬浮形式生长。当使用PMA刺激时,PMA会激活蛋白激酶C(PKC)信号通路,进而引发一系列细胞反应:细胞周期停滞,细胞粘附分子表达上调,细胞形态发生改变(从圆形变为不规则、具有伪足的贴壁细胞),并开始表达巨噬细胞的特异性表面标志物(如CD16,CD64,CD68)。在PMA仍然存在的情况下,巨噬细胞可进一步诱导分化为M1型和M2型巨噬细胞。

图1.THP-1巨噬细胞诱导图

实验试剂与材料

实验步骤

(1)THP-1细胞预处理(确保细胞状态)

①从培养箱取出对数生长期的THP-1细胞,轻轻吹打均匀(避免用力过猛损伤细胞);

②取10μL细胞悬液与10μL台盼蓝混合,计数板计数,将细胞密度调整至1×10⁶ - 2×10⁶ cells/mL;

③将细胞悬液接种至培养板/皿中,调整密度至1×10⁶ cells/mL。

(2)PMA诱导处理(分化启动关键)

①取出PMA储存液,室温融化后涡旋混匀;

②根据预设的PMA工作浓度,计算所需储存液体积(通常使用50-100 ng/mL的终浓度),接种细胞的培养基中加入PMA工作液,并轻轻晃动培养板使其混匀。

③将细胞放入37℃、5% CO₂的培养箱中培养24小时,显微镜下观察巨噬细胞是否构建成功(成功标志:贴壁生长、形态不规则、胞体增大、有伪足伸出)。

④诱导后处理与静息:培养24小时后,小心地吸弃含有PMA的培养基;加入预热的PBS缓冲液,轻轻润洗细胞表面1-2次,以彻底去除残留的PMA;更换为新鲜的、不含PMA的完全培养基,继续培养24小时。此“静息”步骤可使细胞从PMA的刺激中恢复,稳定其M0巨噬细胞状态,从而对后续的极化刺激(如LPS/IFN-γ或IL-4/IL-13)做出更准确的反应。

(3)极化诱导(进一步诱导为M1和M2型巨噬细胞)

巨噬细胞进一步诱导成M1经典激活型巨噬细胞

图2.M1巨噬细胞诱导图

巨噬细胞进一步诱导成M2替代激活型巨噬细胞

图3.M2巨噬细胞诱导图

(4)表型验证(质量控制)

成功的分化需要通过以下方式进行验证:

①形态学差异(显微镜)

M1型巨噬细胞:促炎环境(如LPS、IFN-γ刺激)下,M1的核心功能是“杀菌、促炎”——紧凑的细胞体积、密集的小溶酶体可最大化“降解效率”,短丝状伪足则便于快速识别病原体,减少不必要的能量消耗在“运动/修复”上。

M2型巨噬细胞:抗炎环境(如IL-4、IL-13刺激)下,M2的核心功能是“清除碎片、促进修复”——更大的细胞体积、发达的板状伪足可扩大“吞噬范围”(包裹组织碎片),丰富的内质网/高尔基体(胞质透明的原因)则支持其合成分泌抗炎因子(如IL-10)和修复相关蛋白(如胶原),助力组织再生。

②细胞标志物(免疫组织化学染色和流式细胞仪)

表1.M1和M2型巨噬细胞分泌的标志物

通过形态学特征可以初步区分M1/M2型巨噬细胞,使用免疫组织化学染色或流式细胞仪分析其表达的标志物(如M1的CD86,M2的CD206),可更准确判断巨噬细胞的表型及功能状态。

(5)常见问题与解决方案(避坑指南)

常见问题

可能原因

解决方案

诱导24h后贴壁率<50%

PMA浓度过低;细胞活力差

提高PMA浓度(不超过100 ng/mL更换对数期细胞

细胞贴壁但形态无明显变化

培养时间不足;PMA失效

延长培养至48h重新配制PMA储存液

分化后细胞大量死亡

PMA浓度过高;培养基污染

降低PMA浓度;检测培养基是否浑浊,更换新培养基

遵循本指南,您将能够稳定、高效地获得THP-1来源的巨噬细胞,为您的科学研究提供可靠的细胞模型。

03

HiActi细胞因子

翌圣生物开发了一系列专为细胞培养而设计的HiActi®细胞因子,经过严格的质量控制及细胞功能的验证,确保产品具有高活性、高纯度、高稳定性、低内毒素水平。THP-1诱导分化为巨噬细胞后,可进一步诱导分化为M1和M2型巨噬细胞,其中细胞因子IFN-γ,IL-4和IL-13在这个过程中发挥了重要的作用。翌圣细胞因子可精准助力巨噬细胞的分化,助你拿到理想的实验结果。

产品数据

Bioactivity of human IFN-γ

图4.The ED50 as measured in anti-viral assays using human HeLa cells infected with encephalomyocarditis (EMC) virus is  0.15-0.80 ng/mL. Fully biologically active when compared to standard.

Bioactivity of human IL-4

图5.The ED50 as determined by a cell proliferation assay using human TF-1 cells is less than 0.2 ng/mL, corresponding to a specific activity of > 5.0 × 106 IU/mg. Fully biologically active when compared to standard.

Bioactivity of human IL-13

图6.The ED50 as determined by a cell proliferation assay using human TF-1 cells is less than 1 ng/mL, corresponding to a specific activity of > 1.0 × 106 IU/mg. Fully biologically active when compared to standard.

04

相关产品信息

产品名称

货号

规格

Recombinant Human IFN-γ Protein

重组人干扰素

91207ES

20μg/50μg/100μg/500μg

Recombinant Human IL-4 Protein

重组人白介素-4

90105ES

5μg/20μg/50μg/100μg/500μg

Recombinant Human IL-13 Protein

重组人白介素-13

90112ES

2μg/10μg/50μg/100μg/500μg

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