巨噬细胞功能与检测技术丨巨噬细胞的分类、功能与检测方法研究概述

一、巨噬细胞简介

巨噬细胞（Macrophages）作为先天免疫系统的核心组分，起源于骨髓造血干细胞，经单核细胞阶段后定居于各组织器官，分化为具有特定功能的组织驻留巨噬细胞，例如肝脏中的库普弗细胞、脑部的小胶质细胞以及骨组织中的破骨细胞。其在机体防御、炎症调节、组织稳态维持及疾病进程中的关键作用已得到广泛证实。

近年来，巨噬细胞的研究逐渐成为免疫学和生物医学领域的热点。从基础免疫学到临床研究，巨噬细胞在感染、肿瘤、免疫调节以及慢性病等方面的作用受到了广泛关注。根据PubMed上的文献数据，巨噬细胞相关研究的数量逐年增加。2025年，相关文献发布已超过22,000篇。随着对巨噬细胞功能认识的不断深化，越来越多的研究聚焦于其在不同病理条件下的作用及其潜在的治疗应用。

图1. 巨噬细胞相关文献数量（数据来源：PubMed）

 

二、巨噬细胞分类

巨噬细胞的分类至今仍是免疫学中极具争议的课题。其表型与功能受多种因素调控，包括细胞因子、趋化因子、转录因子、表观遗传修饰、代谢重编程以及微环境信号等。

目前最广泛接受的分类方法的根据激活状态，将其分为两大类：经典激活的巨噬细胞（M1型）和非经典激活的巨噬细胞（M2型）。

M1型巨噬细胞主要由干扰素-γ（IFN-γ）、脂多糖（LPS）和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）等诱导，高表达促炎因子如TNF-α、IL-6、IL-12，并产生诱导型一氧化氮合酶（iNOS），具有很强的杀菌和抗肿瘤能力，但也可能引起组织损伤。

M2型巨噬细胞则更倾向于发挥免疫抑制作用，并参与组织修复和肿瘤发展等过程。M2型巨噬细胞可进一步分为多个亚型（M2a, M2b, M2c, M2d），分别由IL-4/IL-13、免疫复合物、IL-10/糖皮质激素等诱导，高表达CD206、CD163、Arg-1、IL-10等分子。

需要注意的是，尽管M1和M2表型在一些实验中得到广泛应用，但它们并不是互相排斥的，它们在不同微环境中可相互转化，形成连续的功能谱系，反映了巨噬细胞的高度可塑性。

图2. CSF-1激活单核细胞分化为巨噬细胞（DOI: 10.1038/s41392-025-02124-y）

 

表1. 不同巨噬细胞的表型（DOI: 10.1002/JLB.3RU1018-378RR）

Phenotypes	Stimuli	Markers	Functions
Human monocytes/macrophages
M1	IFN‐γ, LPS, GM‐CSF, TNF‐α	CXCL9, IL‐12high/IL‐10low, iNOS, IL‐6, CD80, CD86, TNF‐α	Pro‐inflammation, microbicidal effect, tumor resistance
M2a	IL‐4, IL‐13	CCL17, IL‐1R, CD206, Dectin‐1, IL‐10, DC‐SIGN	Anti‐inflammatory, wound healing
M2b	LPS+IC, IL‐1β+IC	CCL1, IL‐10high/IL‐12low, TNF‐α, CD86, IL‐6	Immunoregulation, promoting infection, tumor progression
M2c	IL‐10, Glucocorticoids	CXCL13, CD206, CD163, IL‐10, TGF‐β, MerTK	Immunosuppression, phagocytosis, tissue remodeling
M2d	LPS+A2R ligands, IL‐6	VEGF, IL‐10, TGF‐β	Tumor progression, angiogenesis
Mouse monocytes/macrophages
M1	IFN‐γ, LPS, GM‐CSF, TNF‐α	CXCL9, IL‐12high/IL‐10low, iNOS, IL‐6, CD80, CD86, TNF‐α	Pro‐inflammation, microbicidal effect, tumor resistance
M2a	IL‐4, IL‐13	CCL17, IL‐1R, Dectin‐1, IL‐10, Arg‐1, Chil3, FIZZ1	Anti‐inflammatory, wound healing
M2b	LPS+IC, IL‐1β+IC	CCL1, IL‐10high/IL‐12low, TNF‐α, CD86, IL‐6, LIGHT	Immunoregulation, promoting infection, tumor progression
M2c	IL‐10, Glucocorticoids	CXCL13, CD206, CD163, IL‐10, TGF‐β, MerTK, Arg‐1	Immunosuppression, phagocytosis, tissue remodeling
M2d	LPS+A2R ligands, IL‐6	VEGF, IL‐10, TGF‐β, iNOS	Tumor progression, angiogenesis

三、巨噬细胞的功能

巨噬细胞在免疫系统中具有多重功能，它们不仅参与免疫防御，还在组织修复、慢性炎症、肿瘤免疫等方面发挥着重要作用。

免疫防御： 巨噬细胞通过吞噬病原体、死细胞以及其他外源性物质，有效清除体内的有害物质，保护机体免受感染。

免疫调节： 巨噬细胞能够分泌免疫抑制性细胞因子（如IL-10、TGF-β），抑制过度的免疫反应，从而防止自身免疫疾病的发生。

组织修复： 在创伤或炎症过程中，巨噬细胞通过分泌促修复因子，参与组织的修复和再生，尤其是M2型巨噬细胞在这一过程中发挥着重要作用。

肿瘤免疫： 在肿瘤微环境中，巨噬细胞的功能复杂且多样。某些肿瘤细胞通过诱导巨噬细胞向M2型转化，抑制免疫反应，促进肿瘤生长和转移。

图3. 巨噬细胞与肿瘤免疫（DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-20-2990）

 

四、巨噬细胞的检测方法

巨噬细胞的检测是研究其功能、表型及其在不同免疫反应中的作用的基础。常用的巨噬细胞检测方法包括：

1. 基因表达分析： 通过实时定量PCR（qPCR）技术，可以检测M1和M2型相关基因的表达水平，如TNF-α、IL-10、Arg-1、iNOS等。

图4. 用于实时荧光定量PCR的引物序列

 

2. 蛋白质水平检测： Western Blot可以用于检测特定蛋白的表达，如iNOS、Arg-1和CD206等。ELISA和液相芯片技术则可定量细胞上清液或血清中的细胞因子水平（如IL-6、IL-10、TNF-α等）。

图5. WB/ELISA检测巨噬相关指标（DOI: 10.3389/fimmu.2017.01097）

 

3. 免疫组织化学/免疫荧光： 用于组织中巨噬细胞的定位与表型鉴定。

图6. IHC/IF检测巨噬细胞（DOI: 10.1038/s41420-022-00894-w）

 

4. 流式细胞术： 流式细胞术结合多种表面标志物（如CD80、CD86、CD206、CD163等）与细胞内染色（如iNOS、Arg-1）能够对巨噬细胞进行多参数表型分析与分型，广泛应用于巨噬细胞的功能研究和疾病诊断。

图7. 小鼠巨噬细胞流式检测结果（DOI: 10.3389/fimmu.2017.01097）

 

五、abinScience巨噬细胞检测相关产品

1. 流式抗体

(CD11b) 、(CD11c) 、(CD14) 、(CD15) 、(CD16) 、(CD80) 、(CD86) 、(CD163) 、(CD204) 、(CD206) 、(CD209) 、(CD274) 、(F4/80) 、(HLA-DR) 、(Ly6G) 、(MHC-Ⅱ) 、(IFN-γ) 、(IL-1) 、(IL-6) 、(IL-12) 、(TNF-α) 、(TGF-β) 、(Arg-1) 、(iNOS)                              

 

2. 重组蛋白

(M-CSF) 、(GM-CSF) 、(TNF‐α) 、(IL-4) 、(IL-6) 、(IL‐10) 、(IL-13) 

 

3. 其他相关抗体