活细胞成像用于细胞吞噬作用研究
2024-03-12 来源:本站 点击次数:2167
引言：
吞噬作用（cell phagocytosis）是一种细胞过程，用于摄取和消除直径大于 0.5 μm 的颗粒，包括微生物、异物和凋亡细胞。吞噬作用存在于许多类型的细胞中，因此它是组织稳态的重要过程。吞噬细胞可以是自由生活的单细胞生物，例如变形虫，或一种体细胞，例如白细胞。在某些形式的动物生命中，例如变形虫和海绵，吞噬作用是一种进食方式。在高等动物中，吞噬作用主要是针对外来物质（抗原）的感染和入侵的防御反应。然而，只有被称为专业吞噬细胞的特殊细胞才能高效地完成吞噬作用。巨噬细胞、中性粒细胞、单核细胞、树突状细胞和破骨细胞都属于专业吞噬细胞[1]。
吞噬作用可分为四个主要步骤：（i）识别目标颗粒，（ii）激活内化机制的信号传导，（iii）吞噬体形成，以及（iv）吞噬溶酶体成熟。近年来，分子生物学的发展以及显微镜新工具的使用为吞噬作用的细胞机制提供了新的见解[2]。
Celloger®活细胞成像产品应用：
在人类和脊椎动物体内，最有效的吞噬细胞是两种白细胞：巨噬细胞和中性粒细胞。巨噬细胞是免疫系统中最大的吞噬细胞。同时有报道称，LPS诱导的巨噬细胞活化可通过TLR4依赖性途径增加吞噬作用[3]。为了证实这一点，使用被巨噬细胞吞噬的荧光微球进行荧光成像。2 μm大小的荧光微球漂浮在平板上易移动，这不仅会降低微球被细胞吸收的效率，还会使成像过程变得困难。事实上，即使是市购的吞噬检测试剂盒也只推荐在终点适当清洗去除未被吞噬的荧光微球后，用荧光显微镜或流式细胞术计数吞噬荧光微球的细胞数。
在以下实验中，Celloger® Mini Plus（4×，GFP）的实时成像技术显示了细胞吞噬荧光微球的整个过程，只有在LPS刺激下平铺的活化细胞才会发生荧光微球吞噬（图2A）。与分化前的圆形和立方体形状相比，它们以纺锤形有效的向珠子移动，发生定向迁移。细胞内被吞噬的微球在有丝分裂过程中与细胞质一起分裂成子细胞（图2B）。间隔时间15分钟，共拍摄65.5小时。
图2 用Celloger® Mini Plus观察LPS刺激Raw264.7细胞的吞噬作用
结果显示，LPS刺激后活化的Raw264.7细胞吞噬了荧光微球，当细胞吞噬荧光珠后，细胞分裂时荧光珠与细胞质一起被分裂为子细胞。
结语：
评价吞噬作用的常规方法通常为单点分析，需要细胞分离（使用流式细胞仪）或使用洗涤/淬灭的方法（例如荧光素标记）。使用Celloge®活细胞成像设备无需对细胞进行固定，可实现对细胞的可视化以及进行长期动力学测定。利用延时成像技术，可以通过图像和视频验证吞噬作用的发生，丰富研究人员的数据以及确保数据的客观准确性。
参考文献：
[1] Uribe-Querol E, Rosales C. Phagocytosis: Our Current Understanding of a Universal Biological Process. Front Immunol. 2020 Jun 2;11:1066.
[2] Rosales C, Uribe-Querol E. Phagocytosis: A Fundamental Process in Immunity. Biomed Res Int. 2017;2017:9042851.
[3] Geng J, Shi Y, Zhang J, Yang B, Wang P, Yuan W, Zhao H, Li J, Qin F, Hong L, Xie C, Deng X, Sun Y, Wu C, Chen L, Zhou D. TLR4 signalling via Piezo1 engages and enhances the macrophage mediated host response during bacterial infection. Nat Commun. 2021 Jun 10;12(1):3519.
吞噬作用（cell phagocytosis）是一种细胞过程，用于摄取和消除直径大于 0.5 μm 的颗粒，包括微生物、异物和凋亡细胞。吞噬作用存在于许多类型的细胞中，因此它是组织稳态的重要过程。吞噬细胞可以是自由生活的单细胞生物，例如变形虫，或一种体细胞，例如白细胞。在某些形式的动物生命中，例如变形虫和海绵，吞噬作用是一种进食方式。在高等动物中，吞噬作用主要是针对外来物质（抗原）的感染和入侵的防御反应。然而，只有被称为专业吞噬细胞的特殊细胞才能高效地完成吞噬作用。巨噬细胞、中性粒细胞、单核细胞、树突状细胞和破骨细胞都属于专业吞噬细胞[1]。
吞噬作用可分为四个主要步骤：（i）识别目标颗粒，（ii）激活内化机制的信号传导，（iii）吞噬体形成，以及（iv）吞噬溶酶体成熟。近年来，分子生物学的发展以及显微镜新工具的使用为吞噬作用的细胞机制提供了新的见解[2]。
Celloger®活细胞成像产品应用：
在人类和脊椎动物体内，最有效的吞噬细胞是两种白细胞：巨噬细胞和中性粒细胞。巨噬细胞是免疫系统中最大的吞噬细胞。同时有报道称，LPS诱导的巨噬细胞活化可通过TLR4依赖性途径增加吞噬作用[3]。为了证实这一点，使用被巨噬细胞吞噬的荧光微球进行荧光成像。2 μm大小的荧光微球漂浮在平板上易移动，这不仅会降低微球被细胞吸收的效率，还会使成像过程变得困难。事实上，即使是市购的吞噬检测试剂盒也只推荐在终点适当清洗去除未被吞噬的荧光微球后，用荧光显微镜或流式细胞术计数吞噬荧光微球的细胞数。
在以下实验中，Celloger® Mini Plus（4×，GFP）的实时成像技术显示了细胞吞噬荧光微球的整个过程，只有在LPS刺激下平铺的活化细胞才会发生荧光微球吞噬（图2A）。与分化前的圆形和立方体形状相比，它们以纺锤形有效的向珠子移动，发生定向迁移。细胞内被吞噬的微球在有丝分裂过程中与细胞质一起分裂成子细胞（图2B）。间隔时间15分钟，共拍摄65.5小时。
图2 用Celloger® Mini Plus观察LPS刺激Raw264.7细胞的吞噬作用
结果显示，LPS刺激后活化的Raw264.7细胞吞噬了荧光微球，当细胞吞噬荧光珠后，细胞分裂时荧光珠与细胞质一起被分裂为子细胞。
结语：
评价吞噬作用的常规方法通常为单点分析，需要细胞分离（使用流式细胞仪）或使用洗涤/淬灭的方法（例如荧光素标记）。使用Celloge®活细胞成像设备无需对细胞进行固定，可实现对细胞的可视化以及进行长期动力学测定。利用延时成像技术，可以通过图像和视频验证吞噬作用的发生，丰富研究人员的数据以及确保数据的客观准确性。
参考文献：
[1] Uribe-Querol E, Rosales C. Phagocytosis: Our Current Understanding of a Universal Biological Process. Front Immunol. 2020 Jun 2;11:1066.
[2] Rosales C, Uribe-Querol E. Phagocytosis: A Fundamental Process in Immunity. Biomed Res Int. 2017;2017:9042851.
[3] Geng J, Shi Y, Zhang J, Yang B, Wang P, Yuan W, Zhao H, Li J, Qin F, Hong L, Xie C, Deng X, Sun Y, Wu C, Chen L, Zhou D. TLR4 signalling via Piezo1 engages and enhances the macrophage mediated host response during bacterial infection. Nat Commun. 2021 Jun 10;12(1):3519.
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