巨噬細(xì)胞無論是在維持機(jī)體的生理穩(wěn)態(tài)還是斡旋組織的病理炎性,都發(fā)揮重要的作用。此外,巨噬細(xì)胞也促進(jìn)多種疾病的病理生理學(xué),如包括癌癥和各種炎癥性紊亂。巨噬細(xì)胞功能的多樣性也正如它起源的復(fù)雜性(當(dāng)然爭(zhēng)議性更大),形態(tài)的異質(zhì)性,表型的可塑性。因此,巨噬細(xì)胞作為一種具有可塑性,多能性和異質(zhì)性的細(xì)胞群體,在體內(nèi)和體外不同的微環(huán)境影響下,表現(xiàn)出獨(dú)特的表型和功能,體現(xiàn)的是一個(gè)在時(shí)間和空間上受一系列機(jī)體免疫學(xué)網(wǎng)絡(luò)所調(diào)控的復(fù)雜動(dòng)態(tài)連續(xù)性生物學(xué)過程。
為了更好的研究巨噬細(xì)胞功能,設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)時(shí),要在時(shí)間上(疾病的發(fā)生和發(fā)展)和空間上(病灶的原位,組織,器官)考慮到巨噬細(xì)胞的起源,更新,補(bǔ)充,形態(tài),表型和功能的連續(xù)性,動(dòng)態(tài)性和網(wǎng)絡(luò)性。
Q1.為什么Clodronate Liposomes(氯膦酸二鈉脂質(zhì)體)是研究巨噬細(xì)胞功能的利器?
A1:巨噬細(xì)胞在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。它們主要通過可溶性分子,如細(xì)胞因子和趨化因子的介導(dǎo)來調(diào)節(jié)許多非吞噬細(xì)胞的功能。巨噬細(xì)胞還通過攝取和消化微生物或非自身顆粒和大分子參與身體的“穩(wěn)態(tài)”。內(nèi)吞物的消化是由其溶酶體酶介導(dǎo)的。
脂質(zhì)體是人工制備的脂質(zhì)囊泡,由夾帶水性隔室的同心磷脂雙層組成。它們可用于包封溶解在水溶液中的強(qiáng)親水性分子,例如氯膦酸鹽,一種為人類應(yīng)用開發(fā)的無毒二膦酸鹽。
注射后,氯膦酸鹽脂質(zhì)體起到特洛伊木馬的作用。巨噬細(xì)胞攝取氯膦酸鹽脂質(zhì)體并消化脂質(zhì)體膜。氯膦酸鹽不會(huì)被消化,并會(huì)留在巨噬細(xì)胞內(nèi)。更多氯膦酸鹽將在巨噬細(xì)胞中積聚,因?yàn)樗鼤?huì)攝取和消化更多的氯膦酸鹽脂質(zhì)體。當(dāng)氯膦酸鹽在細(xì)胞內(nèi)聚集到一定的濃度后,氯膦酸鹽會(huì)通過啟動(dòng)其程序性細(xì)胞死亡即細(xì)胞凋亡來清除巨噬細(xì)胞[1]。
通過選擇氯膦酸鹽脂質(zhì)體的正確給藥途徑,給藥時(shí)間點(diǎn),給藥頻率和給藥部位,可以清除特定器官或組織中的巨噬細(xì)胞。因此,氯膦酸鹽脂質(zhì)體是研究巨噬細(xì)胞功能的極好工具[2]。
Q2.Clodronate Liposomes(氯膦酸二鈉脂質(zhì)體)和Clodronate(氯膦酸二鈉)的半衰期是多少?
A2:死亡巨噬細(xì)胞釋放的氯膦酸鹽的半衰期(t1 / 2)為數(shù)分鐘[3],因?yàn)橛坞x氯膦酸鹽通過腎臟系統(tǒng)迅速?gòu)难h(huán)中被清除。 由于難以通過細(xì)胞膜,游離氯膦酸鹽分子不易進(jìn)入細(xì)胞,包括脂質(zhì)體磷脂雙分子層。 然而,如果它們留在周圍的介質(zhì)中,它們可能會(huì)慢慢積聚到細(xì)胞中[4]。
氯膦酸鹽脂質(zhì)體的半衰期很難確定。 脂質(zhì)體難以從血液中分離,并且它們?cè)趧?dòng)物中的分布不均勻。 此外,氯膦酸鹽脂質(zhì)體的半衰期取決于巨噬細(xì)胞攝取和消化所需的時(shí)間,這由許多因素決定,例如:動(dòng)物疾病模型的免疫全能性,給藥途徑,給藥劑量。
Q3.實(shí)驗(yàn)清除巨噬細(xì)胞不成功,可能的原因有哪些?
A3:氯膦酸鹽脂質(zhì)體活性的失敗可能是由于各種原因:
1)有效期已過:超過有效期后無法確?;钚?
2)在極端溫度下儲(chǔ)存:氯膦酸鹽脂質(zhì)體應(yīng)儲(chǔ)存在4到8攝氏度之間。冷凍脂質(zhì)體或溫度高于30攝氏度會(huì)影響膜的穩(wěn)定性并降低氯膦酸鹽脂質(zhì)體活性;
3)脂質(zhì)體懸浮液的稀釋:這會(huì)影響懸浮液中的滲透壓,這可能導(dǎo)致脂質(zhì)體膜的不穩(wěn)定;
4)給藥方案不合理:給藥方案應(yīng)仔細(xì)選擇并考慮多種因素,例如:
a.打算消耗的巨噬細(xì)胞的類型(例如庫(kù)普弗細(xì)胞,小膠質(zhì)細(xì)胞,肺泡巨噬細(xì)胞,破骨細(xì)胞)。例如,可以通過氣管內(nèi)給藥靶向肺泡巨噬細(xì)胞,而內(nèi)皮/上皮屏障另一側(cè)的間質(zhì)巨噬細(xì)胞不會(huì)被該給藥途徑靶向;
b.是否打算短期或長(zhǎng)期消耗它們;
c.動(dòng)物的體重:較大的動(dòng)物需要更多的氯膦酸鹽脂質(zhì)體才能達(dá)到清除閾值。
5)脂質(zhì)體懸浮液在使用前未重新懸?。褐|(zhì)體在儲(chǔ)存期間傾向于沉淀,確保在使用前輕輕搖動(dòng)重懸,以防止僅注射不含脂質(zhì)體的PBS溶液;
6)注射時(shí)出錯(cuò):確保注射是否成功非常重要。例如,如果您在尾靜脈注射期間看到鼓包形成,則可能是您注射到皮膚組織了,沒有注射到靜脈里。當(dāng)腹膜內(nèi)注射時(shí),確保將脂質(zhì)體懸浮液注射到腹腔內(nèi)(而不是在腸內(nèi))。為了驗(yàn)證脂質(zhì)體是否已到達(dá)您想要的位置,可以使用熒光Dil脂質(zhì)體;
7)檢驗(yàn)清除的手段是否正確:需要選擇正確的標(biāo)記來確定清除是否成功。此外,您需要考慮到每種給藥方案和(動(dòng)物)模型的巨噬細(xì)胞的消耗和再增殖動(dòng)力學(xué)不同。
Q4.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在注射后立即死亡,可能的原因有哪些?
A4:這很可能是由于注射了非均質(zhì)的沉淀脂質(zhì)體。 沉淀的脂質(zhì)體可引起栓塞,從而部分或完全阻斷動(dòng)脈或靜脈中的血流。 由于脂質(zhì)體在儲(chǔ)存期間容易沉淀,因此請(qǐng)確保在使用前顛倒混勻。
另一個(gè)原因可能是脂質(zhì)體懸浮液的溫度。 脂質(zhì)體應(yīng)儲(chǔ)存在4到8攝氏度之間,但應(yīng)平衡到室溫后給藥。
注意:如果注射需要較長(zhǎng),脂質(zhì)體可能在注射器中沉淀,當(dāng)使用相同的注射器注射多只動(dòng)物時(shí),這可能導(dǎo)致差異劑量。
Q5.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在注射后數(shù)小時(shí)或者數(shù)天死亡,可能的原因是什么?
A5:這很可能是由注射前或注射過程中的微生物污染引起的。當(dāng)注射氯膦酸鹽脂質(zhì)體時(shí),巨噬細(xì)胞的清除可使動(dòng)物更容易受到感染,尤其是免疫缺陷動(dòng)物。
Q6.如何存儲(chǔ)脂質(zhì)體懸液?
A6:儲(chǔ)存在4-8oC(或39-47oF)之間。 脂質(zhì)體懸浮液不應(yīng)該冷凍,也不應(yīng)暴露在極端高溫下。
Q7.氯膦酸二鈉脂質(zhì)體懸液的濃度是多少?
A7:平均而言,整個(gè)脂質(zhì)體懸浮液的濃度為5mg氯膦酸鹽/ mL。 氯膦酸鹽以CH2Na2Cl2O6P2·5H2O的形式包封在脂質(zhì)體囊泡中。
Q8.脂質(zhì)體的粒徑和電荷是多少?
A8:所有的脂質(zhì)體(即氯膦酸鹽,PBS和熒光Dil脂質(zhì)體)都帶有輕微帶負(fù)電,因此不會(huì)聚集在一起。 懸浮液中的脂質(zhì)體沒有按特定的粒徑截留,脂質(zhì)體的大小不等(最大3微米)。 平均而言,脂質(zhì)體的大小為1.7微米。
Q9.溶解脂質(zhì)體的緩沖液是什么?
A9:所有的脂質(zhì)體制劑(即氯膦酸鹽脂質(zhì)體,對(duì)照脂質(zhì)體和熒光Dil脂質(zhì)體)懸浮于無菌磷酸鹽緩沖鹽溶液(PBS):10mM Na2HPO4,10mM NaH2PO4,>140mM NaCl中。
Q10.如何檢測(cè)熒光Dil脂質(zhì)體?
A10:用熒光染料DiI標(biāo)記的脂質(zhì)體,作為對(duì)照,可用于研究脂質(zhì)體是否已通過所選的給藥方案達(dá)到靶向的巨噬細(xì)胞群。 熒光標(biāo)記將顯示脂質(zhì)體在組織內(nèi)的分布模式及其對(duì)巨噬細(xì)胞的攝取。 Dil標(biāo)記的脂質(zhì)體可以通過流式細(xì)胞術(shù)和熒光顯微鏡檢測(cè)。 DiI分子的激發(fā)和發(fā)射分別為549和565nm。
Q11.發(fā)表研究成果時(shí),如何引用LIPOSOMA的產(chǎn)品?
A11:當(dāng)用LIPOSOMA的脂質(zhì)體制劑用于實(shí)驗(yàn)并打算發(fā)表研究成果時(shí),引用格式:“LIPOSOMA,the Netherlands(clodronateliposomes.com)”。
參考文獻(xiàn):
1. Van Rooijen, N., & Hendrikx, E. (2010). Liposomes for specific depletion of macrophages from organs and tissues. In Liposomes (pp. 189-203). Humana Press.
2. Van Rooijen, N., Sanders, A., & van den Berg, T. K. (1996). Apoptosis of macrophages induced by liposome-mediated intracellular delivery of clodronate and propamidine. Journal of immunological methods, 193(1), 93-99.
3. Fleisch, H. (2000). Bisphosphonates in bone disease: from the laboratory to the patient. Elsevier.
4.Claassen, I., Van Rooijen, N., & Claassen, E. (1990). A new method for removal of mononuclear phagocytes from heterogeneous cell populations in vitro, using the liposome-mediated macrophage ‘suicide’ technique. Journal of immunological methods, 134(2), 153-161.