Hedrick CC, Malanchi I. Neutrophils in cancer: heterogeneous and multifaceted. Nat Rev Immunol. 2022;22(3):173-187.
中性粒细胞是固有免疫系统中的一个特殊细胞群，其增殖活性具有高度的阶段性，并与细胞的成熟状态密切相关。
中性粒细胞的增殖特点
- 中性粒细胞的祖细胞，包括粒系祖细胞（GMPs, Granulocyte-Macrophage Progenitors）和髓系前体细胞（如Promyelocytes、Myelocytes），在骨髓中具有较强的增殖能力。
- 这一阶段细胞增殖是为了维持中性粒细胞的数量并补充外周循环中的成熟中性粒细胞。
- 随着中性粒细胞分化接近成熟（Metamyelocytes 和 Band cells 阶段），细胞停止增殖，转向功能成熟化（如生成颗粒内容物和趋化因子受体）。
- 成熟的中性粒细胞（segmented neutrophils）不再具有增殖能力。
- 一旦释放到外周血和组织，成熟的中性粒细胞主要功能是执行固有免疫功能（如趋化、吞噬、氧化爆发等）。它们被认为是终末分化细胞，无法再次进入细胞周期。
成熟度与增殖活性的关系
- 增殖活性逐渐降低：随着分化程度的增加，增殖活性下降，细胞进入功能成熟阶段。
- 增殖活性消失：成熟中性粒细胞不再增殖，功能转为免疫防御和应激响应。
因此，研究中性粒细胞的成熟除了从核形态、功能、表面标记物（流式）来评估以外，增殖也是一个重要的角度。
EdU, BrdU, 和 CFSE 的比较
EdU
BrdU
CFSE可以看到在flowjo中，前者增殖活性与荧光强度成正比，而CFSE荧光强度随着细胞分裂而减弱，所以增殖活性与荧光强度几乎成反比。
EdU (5-Ethynyl-2'-deoxyuridine)、BrdU (Bromodeoxyuridine) 和 CFSE (Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester) 是三种常用的细胞增殖分析工具。它们在标记原理、应用场景、操作方法等方面各有特点。
基本原理
| 特性 | EdU | BrdU | CFSE |
|---|
| 标记机制 | 被整合入新合成的 DNA | 被整合入新合成的 DNA | 荧光染料与胞内蛋白质不可逆结合 |
| 检测方法 | 点击化学法标记荧光 | 抗体结合检测 | 荧光信号随细胞分裂减弱 |
| 适用细胞 | 增殖细胞（S 期） | 增殖细胞（S 期） | 所有分裂细胞 |
操作和检测
| 特性 | EdU | BrdU | CFSE |
|---|
| 细胞处理 | 需固定和通透化 | 需固定和通透化，且需 DNA 解链（如使用 HCl） | 活细胞标记，无需固定 |
| 荧光信号稳定性 | DNA 中荧光标记长期稳定 | 抗体结合荧光稳定 | 随分裂代数增加，荧光逐代减弱 |
| 对细胞影响 | 低毒性 | 高浓度可能抑制 DNA 合成 | 高浓度时可能对细胞有轻微毒性 |
| 检测灵活性 | 快速检测，不受 DNA 解链效率影响 | 需要高效的 DNA 解链步骤 | 可用于动态分析，适合长期追踪 |
适用场景
| 特性 | EdU | BrdU | CFSE |
|---|
| 短期增殖分析 | 精确检测 S 期细胞，实验简便 | 精确检测 S 期细胞，实验稍复杂 | 不适合短期增殖分析 |
| 长期增殖分析 | 不适合 | 不适合 | 适合分析多代分裂 |
| 应用领域 | 组织增殖检测，适合多色流式分析 | 组织增殖检测，适合同时标记多种抗原 | 动态追踪 T/B 细胞增殖，免疫学研究 |
优缺点总结
| 特性 | 优点 | 缺点 |
|---|
| EdU | 标记简单、灵敏度高，无需 DNA 解链 | 仅适合短期实验，不适合长期增殖追踪 |
| BrdU | 标记特异性高，可结合其他 DNA 合成研究 | 检测步骤复杂，需高效 DNA 解链，耗时较长 |
| CFSE | 可追踪多代细胞分裂，操作简单，适合活细胞检测 | 随时间荧光减弱，信号可能重叠影响分析 |
