1. 대식세포 고갈 소개
대식세포는 표피, 각막, 무혈관 관절을 포함한 신체 모든 기관에서 발견되는 유일한 세포입니다. 생체 내에서 대식세포의 생물학적 역할을 연구하는 중요한 방법 중 하나는 대식세포 제거입니다. 대식세포를 제거함으로써 연구자들은 병리학적 조건에서 대식세포의 기능을 포괄적으로 이해할 수 있습니다.
현재 대식세포 고갈을 위한 주요 접근법은 대식세포 결핍 동물 모델을 제작하고 클로드로네이트 리포좀과 같은 화학 물질을 사용하는 것입니다. 그러나 대식세포 결핍 동물 모델을 만드는 것은 비용과 시간이 많이 소요됩니다. 클로드로네이트 리포좀(대식세포 고갈제)은 간, 비장, 폐, 혈액 등 다양한 조직과 장기에서 대식세포를 효과적으로 고갈시키는 가장 성숙되고 편리하며 비용 효율적인 도구입니다. 이는 현재까지 대식세포 고갈에 가장 널리 사용되는 방법입니다.
2. 대식세포 제거제의 원리
클로드로네이트는 인지질 이중층의 수용액 상에 캡슐화되어 클로드로네이트 리포좀을 형성합니다. 클로드로네이트는 인지질 이중층을 자유롭게 통과할 수 없습니다. 생체 내 주입 시, 클로드로네이트 리포좀은 대식세포에 의해 식세포작용을 받습니다. 대식세포의 리소좀 내에서 인산가수분해효소가 리포좀을 분해하여 클로드로네이트를 세포 내로 서서히 방출합니다. 클로드로네이트가 일정 농도까지 축적되면 비가역적인 손상이 발생하여 세포자멸사가 유발됩니다. 죽은 세포에서 방출된 클로드로네이트는 소변으로 배출됩니다.
3. 대식세포 제거제의 권장 투여 방법
최적의 복용량은 마우스의 종류에 따라 약간씩 다를 수 있습니다. 아래 표를 참고하여 복용량을 최적화할 수 있습니다.
표 1. C57 마우스에서의 대식세포 고갈 투여 방법
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관리 |
세부 |
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방법 |
복강내 주사, 정맥 주사, 비강내 주입 등 |
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복용량(C57 마우스) |
단회 투여: 150~200 μL/마우스(20~25 g); 반복 투여: 150~200 μL/마우스(20~25 g)씩 3~7일 간격으로 투여합니다. (참고: 투여량 및 투여 간격은 마우스 품종 및 표적 조직에 따라 다르며, 고정된 값이 아닙니다. 예비 실험 또는 관련 문헌에 따라 조정하십시오.) |
4. 대식세포 마커
대식세포는 다양한 아형으로 존재하며, 그에 따라 마커도 다양합니다(표 2 참조). 또한, 대식세포 마커는 조직과 기관마다 다릅니다(표 3 참조). 대식세포 제거 실험을 수행하기 전에, 문헌을 검토하여 표적 조직 내 대식세포의 표면 마커를 확인하고 유세포 분석에 가장 적합한 마커를 선택하는 것이 좋습니다.
표 2. 다양한 대식세포 아형의 마커
참고문헌: Klopfleisch R. 마우스 모델에서 생체재료에 대한 대식세포 반응 - 표현형, 기능 및 마커. Acta Biomater. 2016년 10월 1일;43:3-13. doi: 10.1016/j.actbio.2016.07.003. Epub 2016년 7월 6일. PMID: 27395828.
표 3. 다양한 조직의 대식세포 마커
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대식세포 유형 |
조직 |
마커 |
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지방 조직 대식세포 |
지방 조직 |
CD45+, F4/80+, PPARγ+ |
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쿠퍼 세포 |
간 |
B7-1/CD80^low/-, CD11b/인테그린 αM^low, CD68/SR-D1+, F4/80^high, 갈렉틴3/Mac-2+, PPARδ+, Siglec-1/CD169+ |
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폐포 대식세포 |
폐포 |
CD11b/인테그린 αM^low/-, CD11c^high, CD68/SR-D1+, CD200R1+, DEC205/CD205^int, 데틴1+, F4/80^low, 갈렉틴3/Mac-2+, MARCO+, MHC 클래스 II^low, MMR/CD206^high, PPARγ+, Siglec-F^high |
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간질성 폐 대식세포 |
폐 |
CD11b/인테그린 αM^int, CD11c-, CD68/SR-D1+, CD200R1^+/-, F4/80+, MHC 클래스 II^+/-, SiglecF- |
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골수 대식세포 |
골수 |
CD169+, ER-HR3+, F4/80+, TRAP-, VCAM1/CD106+ |
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장내 대식세포 |
위장관 |
CD11b/인테그린 αM+, CD11c^low/int, CX3CR1^high, F4/80+, FcγRI/CD64^+, MHC 클래스 II^high |
5. 대식세포 고갈에 대한 문헌적 예
연구 1
마우스 품종: C57BL/6J
투여경로 : 복강내 주사
샘플링 장소: 말초혈액
투여량: 200 μL/마우스
항체: F4/80
방법: 클로드로네이트 리포좀을 이용하여 대식세포 고갈 모델을 확립하였으며, 마우스 한 마리당 200 μL를 복강 내 투여하였다. 주사 24시간 후, 말초혈액 대식세포를 유세포분석법으로 정량화하였다.
결과:
그림 1. 복강내 주사 후 대식세포의 감소.
참고문헌: Xiong X, Chen S, Shen J 외. Cannabis suppresses antitumor immunity by inhibitoring JAK/STAT signaling in T cells through CNR2. Signal Transduct Target Ther . 2022;7(1):99. doi:10.1038/s41392-022-00918-y (IF: 18.187)
연구 2
마우스 품종: 암컷 C57BL/6J
투여경로 : 복강내 주사
샘플링 장소: 복막 세척액
복용량: 0일, 3일, 6일차에 15mg/kg
항체: CD11b, F4/80 이중 양성
방법: 클로드로네이트 리포좀(15 mg/kg) 또는 대조군 빈 리포좀(200 μL PBS)을 6주령 암컷 C57BL/6J 마우스에 0일, 3일, 6일에 복강내 주사하여 대식세포를 제거했습니다. 마지막 주사 후 3일 또는 6일에 1×10^6개의 BMDM을 100 μL PBS에 녹여 정맥내 주사하여 대식세포를 재구성했습니다. 복강세척액에서 대식세포 제거 및 재구성을 분석하기 위해 유세포분석기를 사용했습니다.
결과:
그림 2. 리포좀 주입 후 대식세포 고갈 및 재구성에 대한 유세포 분석.
참고문헌: Zhang Z, Chen C, Yang F 외. 이타코네이트는 항균 선천 면역을 촉진하는 리소좀 유도제이다. Mol Cell . 2022. doi:10.1016/j.molcel.2022.05.009 (IF: 17.970)
연구 3
마우스 품종: C57BL/6J
투여경로 : 정맥주사
샘플링 장소: 혈액, 유선
투여량: 200 μL/마우스
항체: F4/80
방법: 클로드로네이트 리포좀(0.15–0.2 mL/25 g)을 수유 중인 마우스 한 마리당 200 μL씩 정맥 투여하여 혈액과 유선 내 대식세포를 제거했습니다. 유선 대식세포를 정량하기 위해 주사 후 24시간, 48시간, 72시간에 유세포 분석을 수행했습니다.
결과
(a) 혈액 분석기로 검출한 혈액 내 단핵구 비율의 변화.
(b) 유세포분석법으로 검출된 유선 대식세포 비율의 변화.
참고문헌: Cai J, Peng J, Zang X 외. 유방 백혈구 보조 나노입자 수송은 표적 모유 미량 미네랄 전달을 향상시킨다. Adv Sci (Weinh) . 2022;9(26):e2200841. doi:10.1002/advs.202200841 (IF: 17.521)
연구 4
마우스 품종: C57BL/6
투여경로 : 복강내 주사
샘플링 장소: 말초혈액
투여량: 200 μL/마우스
항체: F4/80
방법: 3일차에 클로드로네이트 리포좀(200 μL)을 복강 내 주사하여 대식세포를 제거했습니다. 유세포분석을 통해 제거 여부를 확인했습니다.
결과:
그림 4. 면역 세포 고갈에 대한 유세포 분석.
참고문헌: Yu X, Long Y, Chen B 외. PD-L1/TLR7 이중 표적 나노바디-약물 접합체는 숙주 발현 PD-L1 편향 의존적 방식으로 종양 면역원성을 증가시켜 강력한 종양 퇴행을 매개한다. J Immunother Cancer . 2022;10(10):e004590. doi:10.1136/jitc-2022-004590 (IF: 12.469)
6. 대식세포 고갈의 일반적인 문제
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문제 |
해결책 |
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통제 그룹을 어떻게 설정하나요? |
빈 리포좀을 음성 대조군으로 사용합니다. |
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이 약제를 시험관 내 고갈에 사용할 수 있나요? |
네, 하지만 생체 내 사용에 더 적합합니다. 시험관 내에서는 방출된 클로드로네이트가 배양 배지에 남아 있는 반면, 생체 내에서는 반감기가 짧고 신장을 통해 배설됩니다. 시험관 내에서 축적된 유리 클로드로네이트는 세포 내로 천천히 유입될 수 있습니다. |
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정맥 주사 후 급사 원인은? |
(1) 실온에서 사용하십시오. (2) 사용 전 잘 섞어주세요. (3) 동물에게 오염이나 감염을 피하세요. |
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다양한 장기/조직에 대한 주사 부위, 용량, 시기, 빈도를 어떻게 결정하나요? |
구체적인 실험 설계를 바탕으로 문헌을 참조하거나 직접 계획을 설계하세요. |
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IV 주사 후 비장/간의 ED1+ 세포가 완전히 고갈되지 않는 이유는 무엇입니까? |
쥐의 성숙 대식세포는 ED1+/ED2+인 반면, 식세포 기능을 하지 않는 전구세포는 ED1+/ED2-입니다. 클로드로네이트 리포좀은 ED2+ 세포를 완전히 고갈시킬 수 있지만, ED1+ 세포는 부분적으로만 고갈시킵니다. 고갈 효율은 전구세포와 성숙 세포의 비율에 따라 달라집니다. |
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최적이 아닌 고갈의 이유는 무엇인가? |
(1) 각 배치에 대한 클로드로네이트 농도와 오염 물질의 부재를 확인하십시오. (2) 4~8°C에 보관하고 동결이나 30°C 이상 가열하지 마십시오. (3) 수령 후 3개월 이내에 사용하십시오. |
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IV 주사량을 늘릴 수 있나요? |
정맥 주사 용량 ≤0.1 mL/체중 10 g; 복강 주사 용량은 약간 더 높을 수 있음; 피하 주사 용량은 부위 용량에 따라 다름. |
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제품명 |
사양 |
카탈로그 번호 |
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5mL/10mL |
40337 ES08/10 |
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5mL/10mL |
40338ES 08/10 |