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M1 型巨噬细胞特异性的一种荧光探针

发布时间:2022-10-30   点击次数:347次

Nature Communications 上的一篇文章,题为Visualizing inflammation with an M1 macrophage selective probe via GLUT1 as the gating target开发了一种能对 M1 型巨噬细胞的选择性较高的荧光探针其吸引人的特点是能够用于在体的成像。文章的通讯作者是来自于韩国浦项科技大学的 Young-Tae Chang 实验室。


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英文摘要:Macrophages play crucial roles in protecting our bodies from infection and cancers. As macrophages are multi-functional immune cells, they have diverse plastic subsets, such as M1 and M2, derived from naïve M0 cells. Subset-specific macrophage probes are essential for deciphering and monitoring the various activation of macrophages, but developing such probes has been challenging. Here we report a fluorescent probe, CDr17, which is selective for M1 macrophages over M2 or M0. The selective staining mechanism of CDr17 is explicated as Gating-Oriented Live-cell Distinction (GOLD) through overexpressed GLUT1 in M1 macrophages. Finally, we demonstrate the suitability of CDr17 to track M1 macrophages in vivo in a rheumatoid arthritis animal model.
巨噬细胞在动物体内扮演者重要的角色,它保护着我们免于感染和癌症。巨噬细胞是一种多功能的免疫细胞,它能够响应环境中的刺激,从原始的 M0 细胞分化成 M1 或者 M2 型巨噬细胞。因此,开发一种能够对不同的亚型的巨噬细胞具有高特异性的探针对于理解和监测巨噬细胞是必需的。


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这篇文章就报道了一种新的荧光探针,CDr17,它对于 M1 型巨噬细胞的选择性要高于 M2 或者 M0 型。为了能够设计出对 M1 型巨噬细胞特异的的探针,作者就想到了可以从 M1 和 M2 型巨噬细胞它们代谢上的差别入手。之前的研究表明,M1 型巨噬细胞依赖于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白 GLUTs 来加速细胞对外界碳水化合物的摄取,从而供给其细胞内旺盛的有氧糖酵解,而 M2 型巨噬细胞的代谢特点是它们更喜欢摄取脂肪酸来供给到线粒体,完成三羧酸循环和氧化磷酸化。


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为了设计出基于碳水化合物的荧光探针,作者就将四种常见的碳水化合物(比如葡萄糖)和 20 种荧光发色团偶联在一起,一共组成了 80 个化合物的库,然后比较哪一种探针对于 M1 型巨噬细胞的选择性远高于 M2 和 M0 型,作者发现 Compound Designation red 17,也就是红色的第 17 个荧光探针,CDr17,脱颖而出。有趣的是,作者们还发现,M1 型巨噬细胞似乎更喜欢以 Cyanine 这种荧光发色图,对葡萄糖的衍生探针的喜爱程度也远高于半乳糖和甘露糖。随后,作者证明了该探针对 M1 型巨噬细胞具有良好的特异性主要是依赖于 GLUT1 转运蛋白,并通过定量 PCR 技术检测了 12 个 Gluts 基因在三种亚型的巨噬细胞中的表达情况,发现 Glut1 基因在 M1 型中的表达最特异,并通过 CRISPR 技术和 GLUT1 小分子抑制剂进行了双重验证。
最后,作者考虑到类风湿性关节炎中存在着大量的 M1 型巨噬细胞,作者建立了小鼠模型,在活体上证明了该探针能够指征 M1 型巨噬细胞的确聚集在了模型小鼠的关节处,该探针对于未来诊断类风湿性关节炎或许能够提供新的思路。


单核巨噬细胞清除是研究巨噬细胞功能的常见工具,Cell,Nature和Science文献频频报道用LIPOSOMA的氯膦酸二钠脂质体ClodronateLiposomes(货号:CP-005-005)清除巨噬细胞,靶点科技的技术支持提供免费方案咨询。

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