 巨噬细胞，是一种位于组织内的白血球，源自单核细胞，而单核细胞又来源于骨髓中的前体细胞。它们的主要功能是以固定细胞或游离细胞的形式对细胞残片及病原体进行噬菌作用，并激活淋巴球或其他免疫细胞，令其对病原体作出反应。巨噬细胞属免疫细胞，有多种功能，是研究细胞吞噬、细胞免疫和分子免疫学的重要对象。 细胞培养对从癌症到干细胞研究的生物学研究进展产生了巨大影响。在免疫学方面，它促进了疫苗的开发，单克隆抗体和细胞疗法的产生，并且对于许多基本发现至关重要。然而，对于原发性巨噬细胞，只有少数培养系统可用，这些巨噬细胞都涉及异质性细胞群。因此，所有常见的巨噬细胞培养方案都有一个缺点，即仅产生有限数量的异质细胞，并且仅在短期内可用。
来自德国德累斯顿工业大学的科研团队在Nature immunology子刊中名为Long-term culture-expanded alveolar macrophages restore their full epigenetic identity after transfer in vivo的论文研究了肺泡巨噬细胞（AM），并比较了小鼠AM在重新移植到肺生态位环境之前和之后的长期培养物中的转录和表观遗传，结果显示AM通过长时间的培养对关键的体内环境线索保持敏感性，可以在离体实验操作和体内验证之间穿梭，且巨噬细胞离体扩增可以为细胞治疗应用提供大规模的制剂。
首先，培养来自支气管肺泡灌洗 （BAL） 的小鼠 AM并在含粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子 （GM-CSF） 的培养基中扩增，观察到这些细胞，以下简称为exAM。exAM可以在连续培养物中保持至少10个月，导致33个理论群体倍增和10个扩增因子。与新鲜BAL相比，这与培养4个月的exAM细胞周期S期细胞百分比高出三到四倍相关。此外，exAM培养物也可以在不影响生长能力的情况下通过冻融循环进行。这表明exAM具有巨大的，潜在的无限扩展潜力。
接下来，为了确定对培养环境的转录适应是稳定的还是可逆的，研究使用气管内移植来确定一旦在体内再次提供肺泡生态位的微环境，AM的原始转录特性是否可以恢复。以前曾使用过几种方案将巨噬细胞转移到肺的肺泡空间，通常涉及将其移植到一个空的生态位中，从该生态位中，常驻的AM已通过遗传、化学或辐照消耗掉。研究将体外扩增2个月的（texAMs）和BAL中的新鲜AMs（tAMs）移植到非条件野生型小鼠中，以控制移植程序的效果。结果检测到，在至少4个月的时间里，移植细胞对AM的是稳定的，TAM和texAMs非常相似，为5–15%。这些观察结果表明，尽管在培养中传代时间延长，但检测获得了稳定的AM表型，并在体内长期保持。
为了测试exAM是否可以重建一个空的AM利基，研究用来自不同来源的单核细胞或巨噬细胞重组，转移了4个月培养的细胞培养到新生儿小鼠鼻内。8个月后，在BAL中产生约60万个细胞，类似于同龄的野生型小鼠。在移植后3个月，还观察到exAM对AM生态位的类似完全重建，这证明了exAM在体内的强大扩张和自我更新潜力，以重新填充空的肺泡龛位并长期保持稳态数量。
这项研究已经证明小鼠AM可以通过长期培养来维持，并且可以在不丧失巨噬细胞特性的情况下大量扩增。虽然发生了大量的表观遗传学和转录培养适应，但在移植到体内自然的肺泡生态位后，它们是完全可逆的，这表明一个强大的细胞内源性表观遗传学，许多细胞分裂是稳定的，并提供了灵活性，以适应不同的环境，也不失去特征。 总而言之，研究结果对潜在的巨噬细胞细胞治疗具有非常有希望的意义。迄今为止，巨噬细胞细胞疗法的使用受到了限制，因为难以在培养物中培养大量巨噬细胞。这项研究结果表明，在不损害体内移植的巨噬细胞的特性的情况下，巨噬细胞的体外大规模和长期扩增是可能的，这一特性对疗效和安全性都至关重要。除癌症外，通过培养获得的巨噬细胞特性的鲁棒性可能应用于传染病和再生医学的细胞治疗。此外，它可能有助于研究呼吸系统疾病，包括COVID-19，其中巨噬细胞在疾病发展中起重要作用。 |
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