活細(xì)胞成像用于細(xì)胞吞噬作用研究

引言：
    吞噬作用（cell phagocytosis）是一種細(xì)胞過程，用于攝取和消除直徑大于 0.5 μm 的顆粒，包括微生物、異物和凋亡細(xì)胞。吞噬作用存在于許多類型的細(xì)胞中，因此它是組織穩(wěn)態(tài)的重要過程。吞噬細(xì)胞可以是自由生活的單細(xì)胞生物，例如變形蟲，或一種體細(xì)胞，例如白細(xì)胞。在某些形式的動(dòng)物生命中，例如變形蟲和海綿，吞噬作用是一種進(jìn)食方式。在高等動(dòng)物中，吞噬作用主要是針對(duì)外來物質(zhì)（抗原）的感染和入侵的防御反應(yīng)。然而，只有被稱為專業(yè)吞噬細(xì)胞的特殊細(xì)胞才能高效地完成吞噬作用。巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和破骨細(xì)胞都屬于專業(yè)吞噬細(xì)胞^[1]。
    吞噬作用可分為四個(gè)主要步驟：（i）識(shí)別目標(biāo)顆粒，（ii）激活內(nèi)化機(jī)制的信號(hào)傳導(dǎo)，（iii）吞噬體形成，以及（iv）吞噬溶酶體成熟。近年來，分子生物學(xué)的發(fā)展以及顯微鏡新工具的使用為吞噬作用的細(xì)胞機(jī)制提供了新的見解^[2]。  
Celloger^®活細(xì)胞成像產(chǎn)品應(yīng)用：
    在人類和脊椎動(dòng)物體內(nèi)，最有效的吞噬細(xì)胞是兩種白細(xì)胞：巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中最大的吞噬細(xì)胞。同時(shí)有報(bào)道稱，LPS誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞活化可通過TLR4依賴性途徑增加吞噬作用^[3]。為了證實(shí)這一點(diǎn)，使用被巨噬細(xì)胞吞噬的熒光微球進(jìn)行熒光成像。2 μm大小的熒光微球漂浮在平板上易移動(dòng)，這不僅會(huì)降低微球被細(xì)胞吸收的效率，還會(huì)使成像過程變得困難。事實(shí)上，即使是市購的吞噬檢測(cè)試劑盒也只推薦在終點(diǎn)適當(dāng)清洗去除未被吞噬的熒光微球后，用熒光顯微鏡或流式細(xì)胞術(shù)計(jì)數(shù)吞噬熒光微球的細(xì)胞數(shù)。
    在以下實(shí)驗(yàn)中，Celloger^® Mini Plus（4×，GFP）的實(shí)時(shí)成像技術(shù)顯示了細(xì)胞吞噬熒光微球的整個(gè)過程，只有在LPS刺激下平鋪的活化細(xì)胞才會(huì)發(fā)生熒光微球吞噬（圖2A）。與分化前的圓形和立方體形狀相比，它們以紡錘形有效的向珠子移動(dòng)，發(fā)生定向遷移。細(xì)胞內(nèi)被吞噬的微球在有絲分裂過程中與細(xì)胞質(zhì)一起分裂成子細(xì)胞（圖2B）。間隔時(shí)間15分鐘，共拍攝65.5小時(shí)。  
    結(jié)果顯示，LPS刺激后活化的Raw264.7細(xì)胞吞噬了熒光微球，當(dāng)細(xì)胞吞噬熒光珠后，細(xì)胞分裂時(shí)熒光珠與細(xì)胞質(zhì)一起被分裂為子細(xì)胞。
 
結(jié)語：
    評(píng)價(jià)吞噬作用的常規(guī)方法通常為單點(diǎn)分析，需要細(xì)胞分離（使用流式細(xì)胞儀）或使用洗滌/淬滅的方法（例如熒光素標(biāo)記）。使用Celloge^®活細(xì)胞成像設(shè)備無需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定，可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的可視化以及進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)力學(xué)測(cè)定。利用延時(shí)成像技術(shù)，可以通過圖像和視頻驗(yàn)證吞噬作用的發(fā)生，豐富研究人員的數(shù)據(jù)以及確保數(shù)據(jù)的客觀準(zhǔn)確性。
 
參考文獻(xiàn)：
[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.