Elabscience 巨噬细胞代谢攻略：解锁 M1/M2 极化的能量密码

巨噬细胞极化是免疫反应调节的关键环节，而代谢过程在其极化及功能发挥中占据核心地位。这一领域的研究不仅有助于揭示免疫细胞功能调控的核心机制，更有望成为攻克肿瘤、代谢病及感染性疾病的新前沿治疗手段，因此成为当前研究热点。

巨噬细胞极化后，自身能量代谢变化显著。促炎性巨噬细胞（M1型）表现出糖酵解代谢、磷酸戊糖途径（PPP）、脂肪酸合成（FAS）增强，TCA循环和线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）受损。同时，M1巨噬细胞在TCA循环中有两个偏离点：一个发生在异柠檬酸脱氢酶，另一个发生在琥珀酸生成后，这两个偏离点可导致柠檬酸盐和琥珀酸盐浓度增加。抗炎性巨噬细胞（M2型）的代谢特征是OXPHOS、FAS和谷氨酰胺代谢增强，PPP降低。

精氨酸代谢同样与巨噬细胞极化密切相关。M1型巨噬细胞主要通过诱导一氧化氮合酶（iNOS）将精氨酸转化为一氧化氮（NO），发挥杀菌和促炎作用；而M2型巨噬细胞则通过精氨酸酶将精氨酸转化为鸟氨酸，参与组织修复和胶原蛋白合成等过程。

巨噬细胞极化中的代谢变化

图1. 巨噬细胞极化中的代谢变化[1]

Elabscience®一站式研究巨噬细胞代谢解决方案：从极化诱导到多维度代谢检测

为了助力巨噬细胞代谢检测，我们对多种巨噬细胞进行了一系列实验。首先培养诱导巨噬细胞极化，再通过代谢试剂盒检测能量代谢和精氨酸代谢关键指标的变化。

实验结果

巨噬细胞能量代谢检测结果

图2. RAW264.7巨噬细胞诱导M1型极化后检测ECAR（E-BC-F069）和OCR（E-BC-F068）。结果显示，反应糖酵解速率的ECAR增加，反应OXPHOS的OCR减少，说明巨噬细胞M1极化过程中的能量依赖于糖酵解代谢增加。

图3. RAW264.7巨噬细胞诱导M1型极化后检测丙酮酸激酶（E-BC-K611-M）和谷氨酰胺（E-BC-K853-M），结果显示，M1型极化后，丙酮酸激酶活性增加，细胞内的谷氨酰胺减少。

图4. BMDM巨噬细胞诱导M1和M2型极化后，检测细胞内ATP（E-BC-F002）和琥珀酸（E-BC-K902-M）含量。结果显示诱导极化后ATP的含量增加，M1型的琥珀酸含量显著增加，M2型无变化。

巨噬细胞精氨酸代谢检测结果

BMDM巨噬细胞诱导M1和M2型极化后，检测细胞内精氨酸酶活性

图5. BMDM巨噬细胞诱导M1和M2型极化后，检测细胞内精氨酸酶活性（E-BC-K848-M）。结果显示，M2型的精氨酸酶活性显著增加，M1型无变化。

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参考文献：

[1]Viola A, Munari F, Sánchez-Rodríguez R et al. The Metabolic Signature of Macrophage Responses. Frontiers in Immunology. 2019. DOI: 10.3389/fimmu.2019.01462