干货 | 骨髓来源巨噬细胞分化与表型调控：核心细胞因子的作用解析
20062
2026-01-20
巨噬细胞
巨噬细胞的来源
主要来源是骨髓造血干细胞，经单核细胞分化后迁移至组织，成熟为巨噬细胞。
部分胚胎起源的巨噬细胞（如小胶质细胞），胚胎期定居组织后，通过局部增殖自我更新。
骨髓来源：从骨髓中分离造血干细胞/单核细胞，体外诱导分化为骨髓来源巨噬细胞（Bone Marrow-Derived Macrophage，BMDM），是研究巨噬细胞的经典模型。
PBMC中的单核细胞：体外培养时，PBMC分离出的单核细胞在M-CSF/GM-CSF诱导下，可分化为巨噬细胞，是实验室常用的获取方式。
巨噬细胞功能表型分类
-
M1型巨噬细胞（促炎型）：受IFN-γ、LPS等诱导激活，主要分泌TNF-α、IL-6等促炎因子，负责吞噬清除病原体，参与免疫防御和炎症启动。
-
M2型巨噬细胞（抗炎/修复型）：受IL-4、IL-13、IL-10等诱导，分为M2a、M2b、M2c等亚型，核心功能是抑制过度炎症、促进组织修复和血管再生，维持组织稳态。
图1.巨噬细胞的分类
巨噬细胞功能
巨噬细胞是多功能、多面手的免疫细胞，其功能从维持日常稳态到应对紧急感染，从促进修复到调节免疫平衡，贯穿于生命活动的方方面面。其功能的正确发挥对健康至关重要，功能失调则与感染、自身免疫病、癌症、代谢性疾病等多种疾病密切相关。
|
核心功能 |
具体作用 |
|
免疫防御 |
吞噬杀伤病原体、启动适应性免疫、招募免疫细胞 |
|
组织稳态 |
清除凋亡细胞、促进组织修复、代谢调节 |
|
免疫调节 |
启动炎症反应、终止炎症、免疫抑制 |
|
特化功能 |
骨吸收（破骨）、神经修剪（小胶质）、血液过滤（库普弗） |
骨髓来源巨噬细胞
骨髓来源巨噬细胞是指通过体外实验技术，将从小鼠（最常用）或其它动物骨髓中提取的造血前体细胞，在特定的细胞因子（主要是巨噬细胞集落刺激因子M-CSF）诱导下，经过约7天时间分化而成的巨噬细胞。
之所以选择骨髓来源巨噬细胞，是因为存在以下优势：
|
研究需求 |
骨髓来源巨噬细胞的优势 |
|
获取大量细胞 |
可从少量小鼠获得大量、增殖能力强的细胞 |
|
保证实验纯度 |
细胞群体均一，纯度高达95%以上 |
|
实现可重复性 |
培养条件可控，批次间差异小 |
|
进行机制探索 |
易于进行基因操作和精确的时空刺激 |
|
模拟疾病状态 |
可被诱导为M1、M2、TAMs等多种疾病相关表型 |
骨髓来源巨噬细胞培养
图2. Scheme for the isolation, formation and stimulation of mouse BMDMs[1]
小鼠骨髓细胞提取
诱导骨髓来源巨噬细胞形成
骨髓来源巨噬细胞的极化诱导
在培养的第7天，更换为新鲜的刺激培养基。
使用含有10% FBS和100 ng/mlL LPS（脂多糖）的IMDM培养基，或100 ng/mL LPS和50 ng/mL IFN-γ（干扰素-γ）的IMDM培养基。
使用含有10% FBS和10ng/mL IL-4（白细胞介素-4）或10 ng/mL IL-13（白细胞介素-13）的IMDM培养基。
巨噬细胞鉴定
采用标准流式细胞术染色流程，在不同时间点使用抗体检测细胞表面抗原的表达。
M1型巨噬细胞特征标志物：CD11c、CD80、CD86。
M2型巨噬细胞特征标志物：CD206。
使用qRT-PCR检测M1型和M2型巨噬细胞活化特征基因的表达。
M1活化特征基因：IL-1β，TNF-α，IL-6。
M2活化特征基因：IL-10，IL-13，精氨酸酶1，PPARγ。
使用Western Blot分析参与M1或M2巨噬细胞活化的细胞信号通路的激活情况。
核心细胞因子作用解析
骨髓来源巨噬细胞培养中细胞因子的核心作用是驱动分化、调控表型，M-CSF/GM-CSF主导分化成熟，IFN-γ、IL-4等调控功能极化，共同决定BMDM的功能特性。
主导分化的核心细胞因子（体外培养必需）
核心作用：BMDM分化的“金标准”因子，特异性驱动骨髓造血干细胞/单核细胞向成熟巨噬细胞定向分化。
关键效应：促进细胞增殖、抑制凋亡，诱导巨噬细胞核心功能（吞噬、细胞因子分泌）的成熟，分化后的BMDM表型均一、功能稳定，是基础研究的首选诱导因子。
核心作用：替代M-CSF的分化诱导因子，兼具驱动巨噬细胞分化和粒细胞分化的潜能。
关键效应：分化后的BMDM更偏向“炎性巨噬细胞”表型，抗原提呈能力更强，常用于需要强化免疫应答相关的研究（如抗感染、肿瘤免疫）。
调控表型极化的关键细胞因子（分化后活化）
核心组合：脂多糖（LPS）+干扰素-γ（IFN-γ）
作用机制：LPS激活TLR4信号通路启动炎症应答，IFN-γ放大促炎效应，共同诱导BMDM向M1型极化。
关键效应：高表达CD80、CD86、CD11c等标志物，大量分泌IL-1β、TNF-α、IL-6等促炎细胞因子，强化病原体清除和免疫防御功能。
核心因子：白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-13（IL-13）
作用机制：通过激活JAK-STAT6信号通路，诱导BMDM向M2型极化，可单独使用或联合使用。
关键效应：高表达CD206等标志物，分泌IL-10、IL-13等抗炎因子，激活精氨酸酶1（Arginase 1），抑制过度炎症、促进组织修复和代谢稳态。
辅助调控因子（优化表型或强化效应）
核心作用：M1型极化的“启动剂”，常与IFN-γ联合使用增强促炎效果。
关键效应：直接激活巨噬细胞的固有免疫信号，快速诱导促炎因子分泌，模拟体内感染或炎症微环境。
核心作用：M2型极化的“强化因子”，抑制M1型表型、促进M2型稳定。
关键效应：下调促炎因子表达，上调抗炎基因（如IL-10自身、Arginase 1），维持巨噬细胞的抗炎状态，避免组织损伤。
翌圣HiActi®细胞因子
重组蛋白已广泛应用于干细胞与类器官培养、重组蛋白药物、CAR-T细胞治疗及抗体药物等核心领域。伴随生物药行业高速发展，重组蛋白市场增长迅猛，高端原料需求逐年攀升。为精准匹配科研与工业场景下持续升级的应用需求，针对重组蛋白活性偏低、批次稳定性不足等关键痛点，翌圣生物依托多年研发生产经验与技术积累，构建了创新型重组蛋白表达及纯化平台，聚焦提供高活性重组蛋白产品。依托于自身蛋白表达与纯化平台，翌圣生物开发了M-CSF，GM-CSF，IFN-γ等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，助您拿到理想的实验结果。
产品数据
Bioactivity of Mouse M-CSF
图3.Measured in a cell proliferation assay using M‑NFS‑60 mouse myelogenous leukemia lymphoblast cells. The EC50 for this effect is 0.2‑1.5 ng/mL.
Bioactivity of Mouse IFN-γ
图4.Measured in an anti-viral assay using L-929 mouse fibroblast cells infected with encephalomyocarditis (EMC) virus. The EC50 for this effect is 0.03-0.1 ng/mL.
Bioactivity of Mouse IL-4
图5.Measured in a cell proliferation assay using HT-2 mouse T cells. The EC50 for this effect is 0.2-1.0 ng/mL.
相关产品信息
参考文献
1. Zhou B, Safe SH, Bazer FW, Cheruku PS, Ying W. Investigation of Macrophage Polarization Using Bone Marrow Derived Macrophages. Journal of Visualized Experiments 2013; (76).
