细胞吞噬作用和胞葬作用

巨噬细胞等吞噬免疫细胞的关键功能是对患病或濒死细胞的吞噬作用。通过吞噬作用清除死亡细胞或凋亡细胞,称之为胞葬作用。胞葬作用对于解决炎症发作(例如去除炎症后持续存在的中性粒细胞)和预防慢性炎症或自身免疫性疾病(例如 COPD、哮喘、类风湿性关节炎、纤维化和动脉粥样硬化)至关重要。胞葬作用也是在抗癌药物治疗后有效去除凋亡肿瘤细胞的关键,可确保细胞内容物被包裹并避免不必要的炎症反应。

癌细胞不需要死亡就能被吞噬细胞清除。通过可与吞噬细胞结合的药物标记细胞的方法,药物可以靶向肿瘤细胞,促进吞噬细胞的摄取和清除。利妥昔单抗(一种靶向 B 细胞的抗 CD20 单克隆抗体)等抗体的添加可以触发抗体依赖性细胞吞噬作用 (ADCP)。另一种类似的策略是使用抗体来阻断“don’t eat me”(别吃我)信号(肿瘤细胞利用该机制逃避清除,例如 CD47)的表达。抗 CD47 抗体可阻断该信号,使吞噬细胞能够识别并清除癌细胞。

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应用指南

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应用

Incucyte® 细胞吞噬作用分析简介

Incucyte® 活细胞分析系统可在细胞培养箱内进行实时自动化的细胞吞噬作用和胞葬作用分析。

在整个分析过程中对细胞的吞噬作用进行自动定量分析。选择使用配备有效 pH 敏感性探针(用于细胞吞噬作用的 Incucyte® pHrodo® 红色细胞标记试剂)标记的靶细胞,实时测定细胞吞噬。使用 Incucyte® 高清相位对比图像确定吞噬信号,直接观察细胞吞噬情况。

非常适用于:

  • 筛选可抑制/活化胞葬作用的化合物
  • 定量分析抗体介导的细胞吞噬作用(例如,抗 CD47 抗体介导的吞噬作用或 ADCP)

视频:使用 Incucyte® 活细胞分析系统实时监测凋亡细胞的吞噬作用。采用 Incucyte® 系统获取的延时视频实时显示了 J774A.1 型小鼠巨噬细胞吞噬带有 Incucyte® pHrodo® 红色标记的凋亡 Jurkat T 淋巴细胞。凋亡 Jurkat 细胞在被吞噬并进入吞噬体的酸性环境中后,荧光增加。Incucyte® 集成图像分析工具能够在整个分析过程中分析和测定红色荧光信号。

检测原理

将巨噬细胞(例如 J774A.1 小鼠巨噬细胞)或其他吞噬细胞接种到 96 或 384 孔板中。

通过用于细胞吞噬作用的 Incucyte® pHrodo® 红色细胞标记试剂盒标记凋亡的靶细胞(例如中性粒细胞、Jurkats),然后将靶细胞添加至微孔板并实时测定吞噬细胞摄取靶细胞的情况

细胞荧光增加表明靶细胞已内化至吞噬体中。Incucyte® 自动图像分析可实现细胞吞噬作用随时间变化的定量分析。

关键优势

采用延时成像观察和定量吞噬作用

  • 直观的 Incucyte® 图像分析工具可实时观察和检测吞噬作用。利用图像和视频验证处理效果
  • pHrodo 荧光信号仅在靶细胞已内化时才会出现,消除了虚假信号的风险


图 1. 使用图像和视频观察并验证细胞的吞噬作用(胞葬作用)。  延时图像显示,J774A.1 小鼠巨噬细胞在 24 小时内吞噬了 Incucyte® pHrodo® 红色细胞标记试剂盒标记的凋亡 Jurkats 细胞。荧光信号与吞噬作用相关的表型变化建立了关联。我们使用 Incucyte® 图像分析工具定量分析胞葬作用,该软件方便易用,可针对被吞噬的凋亡细胞直接进行基于图像的检测(蓝色 mask)。

在整个时间进程中进行自动分析

在无需将细胞从培养箱的稳定环境中取出的前提下,确定处理效果如何及何时发生。


图 2.自动、非侵入性地定量处理效果。96/384 孔板中每个孔的自动成像和分析,提供胞葬作用随时间变化的微孔板读数(左图)。时间进程图显示处理效果呈浓度依赖性(中间图)。将数据转化为浓度响应曲线,比较药理学结果(右图)。

简单的 96/384 孔板方案,无需细胞清洗、固定和分离操作

查看 Incucyte® 吞噬作用分析方案


图 3. 快速指南。1) 在 96 孔板中接种吞噬细胞(例如 J774A.1,1-10 K/孔)。培养过夜(50 µL/孔)。2) 在吞噬作用前,用化合物处理效应细胞(0.5-24 小时预处理,25 µL/孔)。3) 将 Incucyte® pHrodo 标记的靶细胞加入预处理过的孔中(10 µL/孔,25 µL/孔)。4) 在 Incucyte® 系统中,每 10-20 分钟(20× 或 10×)采集图像,持续 2-18 小时。使用集成软件进行分析。

以灵活的检测方式进行相关测定

  • 使用选定的吞噬细胞和靶细胞检测对患病、死亡或濒死细胞的吞噬作用。研究抗体介导的细胞吞噬作用(例如,抗 CD47 抗体介导的吞噬作用/ADCP)或胞葬作用(对凋亡细胞的吞噬作用)。


图 2. 灵活选择靶细胞和效应细胞。使用 Incucyte® pHrodo® 红色细胞标记试剂盒标记活性 T 淋巴母细胞 CCRF-CEM,然后将其暴露于抗 CD47 单克隆抗体或 IgG 同型对照中。抗 CD47 抗体与 CCRF-CEM 细胞上的“don’t eat me”(别吃我)信号相结合,促进巨噬细胞介导的吞噬作用。在抗 CD47 抗体存在的情况下,靶细胞被来源于骨髓的巨噬细胞吞噬,使荧光信号增加并呈现出浓度依赖性效应。同型对照 IgG 在所有测试浓度下均对吞噬作用没有影响。

常见问题解答

细胞吞噬作用常见问题解答

比较不同巨噬细胞系的吞噬能力需要稳定和可重现的培养条件,和对吞噬活动的频繁监测。吞噬作用竞争实验可作为很好的起始方法,该实验使用经过 pH 敏感性染料处理的引诱物或靶细胞,定期比较包含荧光的吞噬体数量。活细胞分析平台可在不干扰培养系统的情况下进行定期成像,能为需要频繁监测和成像的分析带来优势。

了解有关分析巨噬细胞吞噬作用的详细信息

胞葬作用是描述死亡或凋亡细胞吞噬作用的术语,区别于活细胞、细胞碎片或其他碎片的吞噬作用。因此,吞噬作用分析可以检测中性粒细胞和任何其他吞噬细胞类型中的胞葬作用。

与任何基于活体生物的分析一样,我们无法控制每个影响因素,但通过在培养箱内的活细胞分析方法实现吞噬作用分析的标准化,可以帮助您消除差异的主要来源 - 节省微孔板在培养箱外成像的大量时间。活细胞分析可对巨噬细胞的吞噬作用进行定期和全面的分析,无需手动操作。

一般来说,吞噬作用的速度和效率与被吞噬目标的大小和形状相关,活动的吞噬细胞会试图吞噬途中的任何物质。除非靶细胞异常大或形状异常,否则在为吞噬作用分析选择靶细胞时,细胞的大小或形状没有实际限制。

如果吞噬作用分析完全建立在目视观察上,则该分析适用于溶酶体不足的巨噬细胞的吞噬作用研究。然而,由于大多数其他吞噬作用分析依赖于吞噬体与内体腔融合后发生 pH 变化导致的颜色变化,因此溶酶体不足的巨噬细胞可能无法提供有意义的数据。在这种情况下,应通过实验确定用于巨噬细胞吞噬作用的 pH 敏感性指示剂的值。

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用于吞噬作用的 Incucyte® pHrodo® 红色细胞标记试剂盒

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文献和文档

产品手册:用于免疫学研究的 Incucyte® 分析

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产品手册:Incucyte® 肿瘤免疫学分析

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应用指南

活细胞分析在实时吞噬作用中的应用

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方案:Incucyte® 吞噬作用分析

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CIMT 2016 海报

用于免疫疗法的活细胞成像定量分析:趋化性、免疫细胞杀伤和吞噬作用

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