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巨噬細(xì)胞（Macrophages）是存在于我們身體各個(gè)器官中的免疫細(xì)胞。它們充當(dāng)組織守護(hù)者，滋養(yǎng)其他細(xì)胞并清除有害物質(zhì)，例如細(xì)菌、細(xì)胞碎片，以及腫瘤細(xì)胞。因此，巨噬細(xì)胞已成為科學(xué)家們關(guān)注的潛在新型活性藥物，可以用于治療受損器官、抗感染和抗癌。

然而，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，細(xì)胞必須在體外培養(yǎng)條件下大量生長(zhǎng)且不會(huì)失去其特殊功能。但到目前為止，這一點(diǎn)對(duì)巨噬細(xì)胞來(lái)說(shuō)是困難的。科學(xué)家們也嚴(yán)重懷疑實(shí)驗(yàn)室條件可能會(huì)使巨噬細(xì)胞失去特殊能力。

近日，德國(guó)德累斯頓工業(yè)大學(xué)的研究人員在 Nature 子刊 Nature Immunology 期刊發(fā)表了題為：Long-term culture-expanded alveolar macrophages restore their full epigenetic identity after transfer in vivo 的研究論文。

該研究顯示，在實(shí)驗(yàn)室條件下長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)生長(zhǎng)的巨噬細(xì)胞，在轉(zhuǎn)移回體內(nèi)后可以正常發(fā)揮作用，并且與從未離開組織的巨噬細(xì)胞無(wú)法區(qū)分，這一發(fā)現(xiàn)為基于巨噬細(xì)胞的新型細(xì)胞療法鋪平了道路。

在實(shí)驗(yàn)室中增殖細(xì)胞，即所謂的細(xì)胞培養(yǎng)，是多年來(lái)在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)方面取得巨大進(jìn)步的一種常用技術(shù)。然而，在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)的細(xì)胞與其在體內(nèi)的正常環(huán)境明顯不同，細(xì)胞在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)并浸泡在人工營(yíng)養(yǎng)液中，它們需要適應(yīng)這種新的培養(yǎng)環(huán)境。我們需要確切地知道這些細(xì)胞在長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)過程中發(fā)生的變化，以及這些變化是否是永久的。

研究團(tuán)隊(duì)小鼠肺泡巨噬細(xì)胞（Alveolar macrophages，AM）進(jìn)行了深入研究，這是天然存在于肺泡中的免疫細(xì)胞。研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中將這些肺泡巨噬細(xì)胞培養(yǎng)了幾個(gè)月并大量繁殖。雖然它們的外觀和一般特征沒有受到影響，但當(dāng)更仔細(xì)地檢查時(shí)，很明顯這些細(xì)胞實(shí)際上已經(jīng)產(chǎn)生了了許多適應(yīng)新環(huán)境的變化。

眾所周知，我們體內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞都有著相同的基因組，但各個(gè)細(xì)胞的不同之處在于不同的基因被打開和關(guān)閉，也就是基因的選擇性表達(dá)。我們可以將其視為細(xì)胞的分子指紋，通過確定開啟表達(dá)的基因的組合，我們可以將肺泡巨噬細(xì)胞和腸巨噬細(xì)胞、腦細(xì)胞等等區(qū)分開來(lái)。

然而，研究團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)室中長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)的小鼠肺泡巨噬細(xì)胞與小鼠體內(nèi)的肺泡巨噬細(xì)胞基因表達(dá)模式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)二者之間存在顯著的實(shí)質(zhì)性差異，二者之間的差異表達(dá)基因多達(dá)3000多個(gè)。

接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)室中長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)的肺泡巨噬細(xì)胞移植回小鼠肺部。詳細(xì)比較表明，這些在實(shí)驗(yàn)室中長(zhǎng)期生長(zhǎng)的肺泡巨噬細(xì)胞在移植后，與從未離開肺的巨噬細(xì)胞沒有區(qū)別。這表明巨噬細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下出現(xiàn)的實(shí)質(zhì)性適應(yīng)和基因表達(dá)情況的改變被證明是完全可逆的。實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞在移植回肺部后，很快“忘記”了它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中經(jīng)歷和變化，完全恢復(fù)了成了它們的正常功能和狀態(tài)。