不同来源巨噬细胞体外扩增后维持核心内在特征的研究及其生理病理意义

研究人员针对组织巨噬细胞起源异质性与功能差异的科学问题，通过建立骨髓(BM)、胎肝(FL)和卵黄囊(YS)来源的M-CSF依赖性巨噬细胞长期培养模型，发现YS来源巨噬细胞增殖能力最强且抗凋亡特性显著，移植后能恢复部分表型标记。该研究为解析发育起源不同的巨噬细胞在稳态维持和疾病中的作用提供了重要工具，发表于《iScience》。

　　

巨噬细胞作为先天免疫系统的关键调控者，长期以来被认为主要通过骨髓(BM)来源的单细胞分化来维持。然而近年研究颠覆了这一认知：卵黄囊(YS)和胎肝(FL)来源的胚胎巨噬细胞能在成体组织中长期存活，这与其强大的自我更新能力密切相关。但不同起源巨噬细胞的分子特征差异、体外扩增后的生物学特性变化，以及它们在生理病理过程中的独特作用仍亟待阐明。日本熊本大学感染与造血研究部门的Sara A.Habash、Naofumi Takahashi等研究者通过建立BM、FL和YS来源的巨噬细胞长期培养体系，首次系统比较了三者在表型、功能和表观遗传特征上的异同，相关成果发表在《iScience》杂志。

研究团队采用M-CSF(巨噬细胞集落刺激因子)长期培养技术，从BM、E14.5 FL和E9.5 YS中成功建立稳定增殖的巨噬细胞系。通过RNA-seq和ATAC-seq分析表观遗传特征，结合流式细胞术检测表面标志物，并利用移植实验评估体内行为特征。

结果部分
表型与功能重叠但不完全相同
三种来源的巨噬细胞均表达CD11b、M-CSFR和F4/80等标志物，但FL系对LPS刺激反应最强，而BM系对IFN-γ响应更显著。YS系的吞噬活性与其余两组无显著差异，但分泌M-CSF(CSF1)的水平最高。

表观遗传特征的保守性
RNA-seq主成分分析显示FL与YS系基因表达谱最接近，与BM系差异最大。ATAC-seq揭示YS系在TIMD4、LYVE1和FOLR2等胚胎巨噬细胞核心标记基因的染色质开放区域与BM系显著不同。特别值得注意的是，YS系中与发育过程相关的基因簇显著富集。

增殖优势的分子基础
在100 ng/mL M-CSF条件下，YS系倍增时间最短(1.97±0.73天)，且能在低浓度M-CSF(10-70 ng/mL)中维持增殖。这种优势与M-CSFR酪氨酸809位点(pTyr⁸⁰⁹)磷酸化程度无关，而是由于YS系中Myc靶基因、E2F靶基因等增殖相关通路的特异性激活。

抗凋亡机制解析
M-CSF撤除后，BM系6小时内即出现caspase-3和PARP剪切，而YS系能抵抗36小时以上。这种差异在staurosporine和nutlin-3诱导的凋亡实验中得到验证。ATAC-seq显示BM系在稳态培养时即具有凋亡信号通路的染色质开放特征。

移植后的表型可塑性
ZsGreen标记的YS系移植6周后，能在腹膜腔增殖并重新表达TIMD4等胚胎标志物，但未能完全恢复内源性F4/80^high巨噬细胞的表型特征。

这项研究首次证明不同发育起源的巨噬细胞在长期体外扩增后仍能保留核心内在特征：YS系具有最强的增殖能力和抗凋亡特性，FL系表现出独特的炎症反应模式，而BM系则保持对IFN-γ的高敏感性。这些发现为理解组织驻留巨噬细胞的异质性提供了重要线索——胚胎来源巨噬细胞的持久存在不仅依赖增殖优势，还与其固有的生存能力密切相关。研究者建立的三种细胞系将成为探究巨噬细胞在发育、稳态维持和疾病中功能差异的理想模型，也为CAR(嵌合抗原受体)巨噬细胞治疗等应用研究提供了新的工具。值得注意的是，YS系在移植后部分恢复胚胎标志物的能力，暗示培养环境诱导的表型变化具有一定可逆性，这为体外模拟组织微环境的研究提供了新思路。