1.熒光標(biāo)記的抗體的濃度應(yīng)該合適,如果濃度過(guò)高,背景會(huì)因?yàn)榉翘禺愋缘南嗷プ饔玫脑黾佣黾印?/div>
2.在使用*抗體之前,將樣品與過(guò)量的蛋白一起培育,如小牛血清蛋白(BSA),脫脂干奶酪,或來(lái)自于同一寄主的正常血清來(lái)作為標(biāo)記的第二抗體。這個(gè)步驟通過(guò)阻斷*抗體和細(xì)胞表面或胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的非特異性的交互作用來(lái)降低背景。
3.在使用*抗體之后,將樣品與5%至10%的來(lái)自于同一寄主的正常血清和作為標(biāo)記的第二抗體一起培育。這個(gè)步驟會(huì)減少不必要的第二抗體與*抗體、細(xì)胞表面或胞內(nèi)結(jié)構(gòu)之間的交互作用。
通過(guò)用來(lái)自于同樣的樣品的血清稀釋標(biāo)記過(guò)的抗體可以略過(guò)此步驟。此步驟適用于很多方面,但有時(shí)候它也會(huì)導(dǎo)致已標(biāo)記的第二抗體和正常血清中的免疫球蛋白的免疫復(fù)合體的形成。這種復(fù)合體會(huì)優(yōu)先與一些細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合,或者它們zui終會(huì)導(dǎo)致期望得到的抗體活性的丟失。
4.使用F(ab’)2片段會(huì)使背景決定于*或第二抗體與FC受體的全分子結(jié)合。大多數(shù)的第二抗體的F(ab’)2片段容易利用。而*抗體的F(ab’)2片段一般是不能利用或很難制作。因此,在NaN3存在的條件下,將新鮮組織或細(xì)胞與正常血清一起培育應(yīng)選擇優(yōu)先加入*抗體。在此情況下,即使在隨后的步驟中用完所有的抗體分子,F(xiàn)C受體決定的背景影響已不再重要。
5.其它:已標(biāo)記的抗體和其他一些內(nèi)在的免疫球蛋白或加入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的其它物質(zhì)的交叉反應(yīng)也可能會(huì)有背景影響。為了降低背景,在多重標(biāo)記過(guò)程中,所有的已標(biāo)記的抗體應(yīng)被吸附,避免其他種類(lèi)蛋白的交叉反應(yīng)。
第二部分 細(xì)胞因子
細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子的流式細(xì)胞儀檢測(cè)
一、簡(jiǎn)介
隨著研究的進(jìn)展,僅僅對(duì)細(xì)胞進(jìn)行定量和活性的檢測(cè)已不能滿(mǎn)足需要。在單細(xì)胞水平研究細(xì)胞因子的表達(dá)能力對(duì)研究細(xì)胞因子在疾病中的作用越來(lái)越顯的重要無(wú)比。目前檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞特定細(xì)胞因子的表達(dá)手段包括:ELIspot、原位雜交、免疫細(xì)胞化學(xué)、限制性稀釋分析(limiting dilution analysis,LDA)和單細(xì)胞PCR,應(yīng)用原位雜交技術(shù)和免疫組化方法觀察細(xì)胞因子蛋白表達(dá)及mRNA表達(dá)可以識(shí)別Th1和Th2細(xì)胞,此方法可獲得較強(qiáng)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào),但此方法工作量大、主觀性強(qiáng),難以進(jìn)行大樣本檢測(cè),且人肉眼識(shí)別能力有很大的局限性,而ELISPOT及單細(xì)胞PCR技術(shù),技術(shù)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大,難以進(jìn)行廣泛推廣。隨著多標(biāo)記及胞內(nèi)細(xì)胞因子標(biāo)記流式細(xì)胞技術(shù)的出現(xiàn),使對(duì)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子的研究推向了一個(gè)新的階段。下面主要對(duì)胞內(nèi)細(xì)胞因子流式細(xì)胞技術(shù)作以介紹。
早期細(xì)胞因子表達(dá)與細(xì)胞功能相關(guān)性研究是基于特定克隆細(xì)胞的激活。盡管研究應(yīng)用T淋巴細(xì)胞克隆證明了不同細(xì)胞因子的合成,如TH1(IL-2,IFN-?)與TH2(IL-4,IL-5,IL-10),但這些研究很難外推,因?yàn)門(mén)細(xì)胞克隆與體內(nèi)T細(xì)胞功能相關(guān)性還未被揭示。
近來(lái),Jung與Picker采用了monensin、PMA等藥物預(yù)孵,用Brefeldin(BFA)、Monensin阻斷了胞內(nèi)高爾基體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)的方法使得細(xì)胞因子聚集,蓄積,增強(qiáng)細(xì)胞因子信號(hào)可被流式細(xì)胞儀檢測(cè)。因?yàn)樽匀粻顟B(tài)下,T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生少量的細(xì)胞因子,通常要對(duì)T淋巴細(xì)胞體外活化進(jìn)行研究。在體外刺激過(guò)程中,T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子已釋放出來(lái),胞內(nèi)細(xì)胞因子信號(hào)較弱,難以進(jìn)行檢測(cè)。這一方法可檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞內(nèi)多個(gè)細(xì)胞因子,并可區(qū)分表達(dá)特定細(xì)胞因子的細(xì)胞亞群。在細(xì)胞水平該方法證明了人與鼠的淋巴細(xì)胞都存在1型與2型分化,且這些分化在特定細(xì)胞因子增強(qiáng)時(shí)可被逆轉(zhuǎn)。且這些研究清楚地證明,只有激活的細(xì)胞亞群可以表達(dá)細(xì)胞因子,靜止的正常淋巴細(xì)胞(T、B、NK)不能分泌細(xì)胞因子。
胞內(nèi)流式分析法是用抗細(xì)胞因子抗體與細(xì)胞表面或胞內(nèi)特定亞群標(biāo)志組合,即可檢測(cè)不同細(xì)胞亞群細(xì)胞因子的分泌,同時(shí)采用特殊的化學(xué)與抗體選擇,確保靜止與無(wú)細(xì)胞因子分泌細(xì)胞的zui小熒光背景。具有其它方法*的優(yōu)點(diǎn):
Ø 快速:流式定量檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子可在一天內(nèi)完成,實(shí)驗(yàn)流程需6-8小時(shí),實(shí)際操作時(shí)間為1-2小時(shí),快速簡(jiǎn)便;
Ø 簡(jiǎn)便:無(wú)需組織培養(yǎng),可以全血分析,無(wú)需分離PBMCs;
Ø 靈敏度高:高度靈敏的熒光標(biāo)記與檢測(cè)系統(tǒng);
Ø :可以在同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)同時(shí)檢測(cè)兩種或更多種細(xì)胞因子,也可根據(jù)細(xì)胞免疫表型區(qū)分分泌細(xì)胞因子的細(xì)胞的亞型,進(jìn)行多參數(shù)相關(guān)分析;
Ø 安全:減少樣本處理與生物源性污染
Ø 接近生物體的分析條件:全血檢測(cè)保留細(xì)胞及生化微環(huán)境更準(zhǔn)確反映了體內(nèi)狀況。
二、所需儀器
1. 流式上樣管及細(xì)胞培養(yǎng)皿或板
2. 25%CO2,37℃孵箱
3. 混勻振蕩器
4. 離心機(jī)
5. 加樣器、Tips
6. 流式細(xì)胞儀
三、常用的標(biāo)本類(lèi)型和處理方法
全血:使用肝素鈉抗凝的真空采血管采血,不易采用肝素鋰、EDTA和ACD抗凝劑,血樣在8小時(shí)內(nèi)分析,超過(guò)8小時(shí)會(huì)導(dǎo)致活性的損失,一般細(xì)胞因子陽(yáng)性細(xì)胞會(huì)減少5%。如不能在8小時(shí)之內(nèi)檢測(cè),應(yīng)將真空采血管水平室溫放置。
自身血漿中外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMCs):使用肝素鈉抗凝的采血后,分離PBMCs,24小時(shí)內(nèi)分析。
組織培養(yǎng)基中的外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMCs):用Ficoll分離PBMCs,將細(xì)胞重懸于含10%熱滅活胎牛血清(FBS)的RPMI-1640培養(yǎng)基中,調(diào)節(jié)細(xì)胞濃度為2×106細(xì)胞/ml。
細(xì)胞系與T細(xì)胞克隆:調(diào)節(jié)細(xì)胞濃度2×106細(xì)胞/mL于新鮮培養(yǎng)基中。
冰凍全血與PBMCs:使用1×紅細(xì)胞裂解液處理活化的外周血或者PBMCs,用PBS漂洗,并用含1%的BSA及10%的DMSO的PBS重懸,-70℃凍存。溶化后細(xì)胞置于染色管中,加上2~3mL的洗液,離心5分鐘后,用破膜劑對(duì)細(xì)胞進(jìn)行破膜和染色。
四、所需試劑
1、細(xì)胞表面染色的熒光標(biāo)記的單抗試劑
依據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇特殊表面標(biāo)志
CD45圈定所有淋巴細(xì)胞
CD3 圈定T淋巴細(xì)胞
CD4 圈定T輔助淋巴細(xì)胞亞群
CD8 圈定T抑制淋巴細(xì)胞亞群
CD19/或CD20圈定B淋巴細(xì)胞
CD56圈定NK淋巴細(xì)胞
CD14圈定單核細(xì)胞
2、熒光標(biāo)記的細(xì)胞因子抗體:R&D提供FITC、PE和APC標(biāo)記的細(xì)胞因子抗體
3、溶血素:用外周全血檢測(cè)時(shí)需使用溶血素(R&D目錄號(hào)WL1000用于人或者WL2000用于小鼠;eBioscience目錄號(hào)00-4333)溶解紅細(xì)胞
4、激活劑
① Phorbol 12-Myristate 13 Acetate(PMA)(Alexis,目錄號(hào)ALX-445-004-M001)
A. DMSO中調(diào)節(jié)濃度0.1mg/mL
B. 分裝(20?L),-20℃儲(chǔ)存。勿反復(fù)凍融
C.每次實(shí)驗(yàn)用無(wú)菌無(wú)疊氮鈉PBS 1:100稀釋儲(chǔ)存液
D.PMA終濃度25ng/mL細(xì)胞懸液
② Ionomycin (Alexis,目錄號(hào)ALX-450-006-M001)
A. 于乙醇中配制成濃度0.5mg/mL
B. -20℃儲(chǔ)存
C. 每次實(shí)驗(yàn)用無(wú)菌無(wú)疊氮鈉PBS 1:10稀釋儲(chǔ)存液
D. Ionomycin終濃度1?g/mL細(xì)胞懸液
③ Staphylococcal enterotoxin B(SEB) (Sigma,Catalog No.S-4881)
A. 無(wú)菌無(wú)疊氮鈉PBS調(diào)節(jié)濃度0.5mg/mL
B. 4℃儲(chǔ)存
C. SEB終濃度10?g/mL細(xì)胞懸液
④ CD3:包被在培養(yǎng)板中,在蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)抑制劑存在下活化未稀釋的血液細(xì)胞
⑤ CD28:加速不同刺激劑(包括SEB、CD3等)的活化效應(yīng),濃度一般為10ug/ml
5、阻斷劑
阻斷高爾基體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)作用,使得刺激細(xì)胞表達(dá)的細(xì)胞因子聚集在胞漿內(nèi)
① Brefeldin-A(BFA) (eBioscience,目錄號(hào)00-4506)
A. 于DMSO中調(diào)節(jié)濃度5mg/mL
B. 分裝(20?L),-20℃儲(chǔ)存。勿反復(fù)凍融。
C. 每次實(shí)驗(yàn)用無(wú)菌無(wú)疊氮鈉PBS 1:10稀釋儲(chǔ)存液
D. 激活zui后4-5小時(shí)BFA終濃度10?g/mL細(xì)胞懸液。
注意:BFA過(guò)度孵育會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞活力下降
② Monensin (eBioscience,目錄號(hào)00-4505)
6、 不含谷氨酰胺的RPMI-1640
7、 固定劑:細(xì)胞在體外刺激后需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定。固定的目的在于通過(guò)蛋白的交聯(lián)和變性一方面使細(xì)胞因子固定在細(xì)胞內(nèi),另一方面避免細(xì)胞表面抗原丟失。含4%的多聚甲醛PBS溶液(eBioscience,目錄號(hào)00-8222)
8、 破膜劑:含1%皂甙、0.05%*的Hanks溶液(HBBS)(eBioscience,目錄號(hào)00-8333)
將細(xì)胞膜穿孔,已利于熒光標(biāo)記的細(xì)胞因子抗體進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),于相應(yīng)的細(xì)胞因子結(jié)合
9、其它試劑:無(wú)菌無(wú)疊氮鈉PBS,乙醇,含1%多聚甲醛的PBS,4℃儲(chǔ)存。
五、細(xì)胞培養(yǎng)和刺激的基本方法
細(xì)胞活化的zui終結(jié)果是產(chǎn)生細(xì)胞因子,根據(jù)檢測(cè)指標(biāo)和標(biāo)本的不同,研究人員需要選擇不同的刺激劑和刺激時(shí)間,以獲得*的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下表提供了檢測(cè)一些常用細(xì)胞因子的推薦的活化方法。
表1、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子流式檢測(cè)推薦的陽(yáng)性對(duì)照活化方法
檢測(cè)細(xì)胞因子 | 陽(yáng)性對(duì)照刺激方法 |
人IFN-g | 方法2 (4-24 小時(shí)) |
人TIMP-1 | 方法5 |
人TNF-? | 方法7 (6 小時(shí)) |
人IL-1a | 方法3 (6 小時(shí)) |
人IL-1? | 方法3 (24 小時(shí)) |
人IL-2 | 方法2 (4-24 小時(shí)) |
人IL-4 | 方法4 |
人IL-5 | 方法1 |
人IL-6 | 單核細(xì)胞:方法3 (6-12 小時(shí)) T細(xì)胞:方法6 |
人IL-10 | 方法1 |
人IL-12 | 方法8 |
人IL-15 | 方法3 |
人Fractalkine/CX3CL1 | 方法1 |
人IL-8/CXCL8 | 方法3 (24 小時(shí)) |
人MCP-1/CCL2 | 方法3 (24 小時(shí)) |
人MIP-1a/CCL3 | 方法3 (24 小時(shí)) |
人MIP-1b/CCL4 | 方法3 (24 小時(shí)) |
人RANTES/CCL5 | 方法1 |
小鼠IL-2 | 方法9 |
小鼠IL-4 | 方法10 |
小鼠IL-5 | 方法10 |
小鼠IL-6 | 方法11 |
小鼠IFN? | 方法9 or 方法12 |
小鼠TNF-? | 方法9 |
為防止細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子分泌到胞外,在培養(yǎng)的zui后4-6個(gè)小時(shí),需要使用蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)抑制劑 (如3uM monensin,10mg/ml的BFA)
方法1: 只使用轉(zhuǎn)染細(xì)胞檢測(cè)
方法2: 人的PBMCs使用PMA (10 ng/ml) 和Ionomycin (1 uM) 刺激4-24 小時(shí).
方法3: 人的PBMC 使用LPS (0.5 - 1 ug/ml) 刺激24 小時(shí).
方法4: 人的PBMCs或者純化的CD4+細(xì)胞在包被人CD3抗體的培養(yǎng)板中,使用含有重組人的IL-2(10 ng/ml,目錄號(hào)202-IL-010)和IL-4(10 ng/ml,目錄號(hào)204-IL-005)的培養(yǎng)基培養(yǎng)兩天;細(xì)胞洗滌后在含有重組人IL-2和IL-4的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)2天;zui后收獲細(xì)胞,使用PMA (10 ng/ml) 和Ionomycin (1 uM)刺激6小時(shí)
方法5: CD4+ T 細(xì)胞使用PHA (10 ng/ml) 刺激4 days
方法6: T 細(xì)胞使用抗CD3 的單抗、抗CD28的單抗和重組人的IL-1b (Lorre, et al., 1994, Clin Immuno Immunopath 70:1)
方法7: 使用PMA (50 ng/ml) 和Ionomycin (500 ng/ml)刺激
方法8: PBMCs細(xì)胞使用重組人IFN? (10 ng/ml,目錄號(hào)285-IF-100) 刺激2 小時(shí),然后使用IFN? (10 ng/ml) + LPS (1 ug/ml) 刺激22小時(shí)或者使用相同的方法刺激THP-1 細(xì)胞.
方法9: EL4 在包被抗小鼠CD3抗體(25 ug/ml) 的培養(yǎng)板中,使用抗CD28 抗體(2 ug/ml) + PMA (5 ng/ml) + Ionomycin (500 ng/ml) 刺激6小時(shí)
方法10: CD4+T細(xì)胞在包被小鼠CD3(25 ug/ ml)抗體的培養(yǎng)板中,使用含有抗小鼠的CD28(2 ug/ml)的抗體,重組小鼠的IL-2(10 ng/ml,目錄號(hào)402-ML-020)和IL-4(50 ng/ml,目錄號(hào)404-ML-005)的培養(yǎng)基培養(yǎng)兩天;然后在含有重組小鼠IL-2和IL-4的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)3天;zui后收獲細(xì)胞,使用PMA(5 ng/ml)、Ionomycin(500 ng/ml)和monensin刺激6小時(shí)。
方法11: 小鼠ip巨噬細(xì)胞使用Mouse ip 1 ug/ml LPS 刺激24小時(shí)
方法12: 小鼠脾細(xì)胞使用PMA (5 ng/ml)和Ionomycin (500 ng/ml)刺激6小時(shí)
六、流式檢測(cè)細(xì)胞染色基本過(guò)程(以全血為例)
1、 收獲細(xì)胞:肝素鈉抗凝的靜脈血,按1:1與培養(yǎng)基混勻,加刺激劑,同時(shí)加蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)抑制劑(參照說(shuō)明書(shū)), 混勻后,37℃,5%二氧化碳培養(yǎng)4-6小時(shí)
2、 阻斷Fc受體:用于消除非特異性的結(jié)合染色
① 在小鼠,可使用純化的FcII/III受體的抗體(CD16/32),按照1ug/106細(xì)胞的用量,在染色緩沖液中4℃孵育15分鐘,PBS清洗后,直接進(jìn)行下一步染色。
② 對(duì)于人和大鼠,可直接使用過(guò)量的與熒光抗體相同來(lái)源和亞型不相關(guān)的純化Ig或者血清進(jìn)行阻斷
3、細(xì)胞表面染色
① 加適當(dāng)?shù)募?xì)胞表面染色試劑20?L于Falcon管中,加入100?L激活后的全血 (細(xì)胞濃度維持在2×106/mL) 混勻,室溫暗處孵育15分鐘;
② 加入溶血素,室溫暗處孵育10分鐘。(注意:PMA激活的全血可能會(huì)溶血不*。)
③ 離心500g 5分鐘,棄上清
4、固定和破膜
① 加固定劑,室溫暗處孵育15分鐘,離心500g 5分鐘,棄上清;
② 加破膜劑溫暗處孵育10分鐘。(劑量參照說(shuō)明書(shū))
③ 加2?3mLPBS洗液,離心500g 5分鐘,棄上清。
5、細(xì)胞內(nèi)染色
① 加入熒光標(biāo)記的細(xì)胞因子抗體,混勻,室溫暗處孵育30分鐘。
② 加2?3mL洗液,離心500g 5分鐘,棄上清,加入500?LPBS上機(jī)或加入500?L 1% PFA固定后再上機(jī)
七、注意事項(xiàng)
1. 標(biāo)本處理:避免使用絡(luò)合鈣的抗凝劑,如ACD與EDTA,因?yàn)樗鼈儠?huì)限制鈣依賴(lài)性激活過(guò)程,推薦用肝素鈉。此外LPS,一種常見(jiàn)的生物試劑污染物,是強(qiáng)細(xì)胞激活劑,可能會(huì)混淆試驗(yàn)結(jié)果。血樣在8小時(shí)內(nèi)分析,超過(guò)8小時(shí)會(huì)導(dǎo)致活性的損失,一般細(xì)胞因子陽(yáng)性細(xì)胞會(huì)減少5%。如不能在8小時(shí)之內(nèi)檢測(cè),應(yīng)將真空采血管水平室溫放置。
2. 刺激激活:檢測(cè)不同的細(xì)胞因子根據(jù)情況選擇不同的刺激劑組合和刺激時(shí)間,以保證*的檢測(cè)效果。比如,要檢測(cè)IFN-γ則可選擇PMA和Ionomycin同時(shí)刺激;如果用CD4做表面標(biāo)記,由于多數(shù)病人的CD4抗原會(huì)因PMA的激活而有不同程度的下調(diào),所以培養(yǎng)時(shí)間不能太長(zhǎng),4-6小時(shí)為宜,否則CD4下調(diào)影響分析
3. 選擇合適的對(duì)照:為保證結(jié)合的真是和可靠性,至少熒光設(shè)置以下對(duì)照:
① 未刺激對(duì)照:激活時(shí)由于BFA的存在抑制了胞內(nèi)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn),因此在激活過(guò)程中產(chǎn)生 的抗原與細(xì)胞因子會(huì)滯留胞內(nèi),未刺激對(duì)照也應(yīng)包含BFA。
② 激活對(duì)照:激活對(duì)照使用細(xì)胞表面表達(dá)CD69來(lái)評(píng)價(jià)激活與否,如果未達(dá)到CD69期望的水平,則激活步驟出了問(wèn)題,某一試劑可能失活,過(guò)期,制備不當(dāng)或溶劑污染,需制備新鮮刺激劑重新實(shí)驗(yàn)。
③ 同型對(duì)照:使用與熒光標(biāo)記抗體相同來(lái)源、相同標(biāo)記、相同劑量和亞型的免疫球蛋白,用于消除由于抗體非特異性結(jié)合到細(xì)胞表面而產(chǎn)生的背景染色。
4. Fc受體阻斷:使用試劑阻斷Fc受體可以有效減少非特異熒光染色,在小鼠可以用純化的抗小鼠的CD16/32(eBioscience, 目錄號(hào)14-0161-81),在大鼠可以用純化的抗大鼠的CD32,在人可以用過(guò)量的同種無(wú)關(guān)純化Ig或血清。
5. 熒光素的選擇:檢測(cè)相對(duì)低表達(dá)細(xì)胞因子如IL-4時(shí),應(yīng)選用PE或APC標(biāo)記;單檢測(cè)某一細(xì)胞因子時(shí)也選用PE或APC標(biāo)記;同時(shí)檢測(cè)多種細(xì)胞因子時(shí),弱表達(dá)的應(yīng)選用PE或APC,F(xiàn)ITC標(biāo)記用于高表達(dá)細(xì)胞因子如IFN-γ
八、問(wèn)題與解答
問(wèn)題 | 原因 | 解決 | 注釋 |
無(wú)CD69胞內(nèi)染色 | 細(xì)胞未激活 | 激活劑制備不當(dāng),見(jiàn)激活劑制備儲(chǔ)存一節(jié)。 | PMA+Ionomycin激活4小時(shí)后CD3+T淋巴細(xì)胞CD69陽(yáng)性率應(yīng)>90% |
使用了錯(cuò)誤的抗凝劑 | 應(yīng)使用肝素鈉,不要使用肝素鋰,避免使用ACD與EDTA等絡(luò)合鈣的抗凝劑。 | 淋巴細(xì)胞激活需要Ca,絡(luò)合Ca的抗凝劑會(huì)影響激活。 |
細(xì)胞未通透 | 在使用通透液前先使用溶血素 | 溶血素輔助細(xì)胞通透 |
BFA失活或制備不當(dāng) | 詳見(jiàn)BFA制備BFA于-20℃儲(chǔ)存 | 詳見(jiàn)BFA制備 |
胞內(nèi)染色陽(yáng)性但很弱 | 抗細(xì)胞因子抗體濃度不對(duì) | 按R&D推薦量使用熒光抗體 | 正常的激活T淋巴細(xì)胞IL-4表達(dá)通常<2%,應(yīng)使用PE或APC標(biāo)記 |
通透后細(xì)胞在胞內(nèi)染色前未洗 | 按操作程序通透后洗細(xì)胞再胞內(nèi)染色 | |
背景染色太高 | 熒光單抗不純或熒光與抗體結(jié)合不牢導(dǎo)致解析出的熒光染料非特異結(jié)合 | 使用R&D 試劑 | 使用試劑阻斷Fc受體可以有效減少非特異熒光染色,詳見(jiàn)Fc段受體阻斷節(jié) |
抗體與固定后的胞內(nèi)抗原親和力低,需提高抗體濃度。 | 使用R&D試劑并按推薦劑量 | |
錯(cuò)誤的同型對(duì)照,對(duì)照Ig濃度過(guò)高 | 按R&D推薦量使用R&D匹配的同型對(duì)照試劑 | |
嚴(yán)重的細(xì)胞損失 | 洗滌離心步驟丟失細(xì)胞 | 固定通透的細(xì)胞離心500g | 固定后細(xì)胞密度低于活細(xì)胞,需用高轉(zhuǎn)速離心。 |
加樣步驟丟失細(xì)胞 | 棄上清帶走細(xì)胞 | 小心吸樣 |
溶血不* | PMA+Ionomycin激活 | 按操作步驟用FL3做閾值去除碎片和未溶細(xì)胞 | PMA可穩(wěn)定紅細(xì)胞膜,PMA+I激活全血較難溶 |
溶血未在室溫進(jìn)行 | 在室溫進(jìn)行溶血 | |
Th1/Th2細(xì)胞研究方法
盡管目前提出了較多的 Th1/Th2細(xì)胞表面標(biāo)志,但根據(jù)淋巴細(xì)胞因子譜的異同識(shí)別Th1和Th2細(xì)胞仍然是目前zui有效的手段,特別是細(xì)胞內(nèi)因子標(biāo)記的流式細(xì)胞技術(shù)。近來(lái)由于細(xì)胞因子ELISA試劑盒的不斷涌現(xiàn),為研究Th1/Th2細(xì)胞因子譜的變化提供了準(zhǔn)確、可靠、快速的測(cè)定方法。但研究CD4+淋巴細(xì)胞細(xì)胞因子譜變化時(shí)需要將T淋巴細(xì)胞特異克隆。zui近發(fā)現(xiàn),在外周血白細(xì)胞中,除CD4淋巴細(xì)胞外,CD8細(xì)胞也存在Th1和Th2樣細(xì)胞因子譜的變化,甚至酸性粒細(xì)胞也具有產(chǎn)生多種細(xì)胞因子的能力,如酸性粒細(xì)胞可分泌IL-4、IL-5、IL-1α、IL-6、IL-8、TNFα、TGF等。因此單純通過(guò)細(xì)胞因子譜的變化難以有效識(shí)別Th1和Th2細(xì)胞。
根據(jù)T輔助淋巴細(xì)胞(CD4)分泌的細(xì)胞因子譜(cytokine profiles)的不同,將CD4細(xì)胞分為T(mén)h1和Th2亞群。Th1細(xì)胞主要分泌γ-干擾素(IFN-γ)、白細(xì)胞介素-2(IL-2)和腫瘤壞死因子-β(TNF-β),介導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答;而Th2細(xì)胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10及IL-13等因子,促進(jìn)抗體的產(chǎn)生,介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)。在多數(shù)免疫反應(yīng)中,T輔助淋巴細(xì)胞并不產(chǎn)生典型的Th1或Th2細(xì)胞和相應(yīng)的細(xì)胞因子,而主要是由Th0細(xì)胞分泌的混合型的細(xì)胞因子。但在疾病的狀態(tài)下,Th0細(xì)胞受特異抗原的刺激時(shí),一方面向Th1方向發(fā)展,另一方面可能向Th2方向發(fā)展。如在結(jié)核感染轉(zhuǎn)狀態(tài)下可產(chǎn)生Th1和Th2雙向免疫反應(yīng),在I型超敏反應(yīng)疾病時(shí)主要產(chǎn)生以Th2為主的免疫反應(yīng)。近幾年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),Th1/Th2平衡失調(diào)參與多種疾病過(guò)程,如腫瘤免疫、移植免疫及變態(tài)反應(yīng)等,而用流式細(xì)胞儀進(jìn)行Th1/Th2的檢測(cè)克服了傳統(tǒng)方法所得結(jié)果為整個(gè)群體分泌數(shù)值不能區(qū)分單個(gè)細(xì)胞或亞群的反應(yīng)的不足,通過(guò)表面染色多參數(shù)分析可以區(qū)分表達(dá)特定細(xì)胞因子的細(xì)胞亞群。一般用CD3+/CD4+ 或CD3+/CD8-作表面標(biāo)記,選擇相應(yīng)的熒光標(biāo)的抗體,Th1和Th2細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的情況如下:
全血標(biāo)本經(jīng)過(guò)刺激培養(yǎng)、表面標(biāo)記、固定、破膜、胞內(nèi)染色(IQ,Cytodetect™kit(basic),CAT方法,IQP-367)后結(jié)果如下:
正常全血標(biāo)本用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞因子的參考值
一批健康志愿者的全血用PMA+Ionomycin刺激5小時(shí)后,按照操作程序測(cè)得參考值如下:
細(xì)胞因子 | 陽(yáng)性細(xì)胞(均數(shù)%) | 陽(yáng)性細(xì)胞(范圍 %) |
IL-2 | 35.5 | 25.0-41.5 |
IL-4 | 1.6 | 0.7-2.2 |
IFN-γ | 24.9 | 18.0-31.7 |
TNF-α | 23.3 | 13.6-35.9 |
第四部分 流式細(xì)胞術(shù)分析血小板
流式細(xì)胞術(shù)分析血小板
血栓性疾病、出血性疾病、心血管疾病以及自身免疫性血小板減少癥等疾病的病理生理過(guò)程與血小板相關(guān)。血小板功能檢測(cè)包括黏附、聚集和活化功能試驗(yàn)。使用流式細(xì)胞儀檢測(cè)全血中血小板表面相關(guān)標(biāo)志物是一種新技術(shù),它拓寬了血小板相關(guān)疾病的診斷與功能研究方法,豐富了血小板功能評(píng)估指標(biāo)。
一、流式細(xì)胞儀血小板分析應(yīng)用范圍
1. 通過(guò)分析信號(hào)傳遞、細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)、顆粒釋放、糖蛋白構(gòu)形、膜磷脂、與抗凝因子的結(jié)合和微粒形成,分析血小板活化,血小板對(duì)刺激物的反應(yīng)性。
2. 通過(guò)分析受激后表面結(jié)合蛋白觸發(fā)凝血鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和表面糖蛋白缺陷檢測(cè),分析血小板止血功能的獲得性和遺傳性缺陷。
3. 結(jié)合血小板大小,檢測(cè)血小板RNA含量,分析血小板成熟度,計(jì)數(shù)網(wǎng)織血小板。
4. 發(fā)現(xiàn)血小板抗體,做定性和定量分析。
二、血小板分析的臨床意義
1. 血栓性疾?。夯罨“宓臋z測(cè)能預(yù)測(cè)冠狀血管成形術(shù)后發(fā)生急性缺血事件的危險(xiǎn)性,非風(fēng)濕性心房纖顫患者栓塞和栓塞前期均有血小板活化,胰島素依賴(lài)性糖尿病,子癇前期,外周血管疾病等均可測(cè)出血小板活力增加和(或)循環(huán)中存在活化血小板,而早產(chǎn)兒的血小板對(duì)凝血酶、二磷酸腺苷(ADP)、TXA2的體外激活能力降低。
2. 血小板缺陷性疾?。喝魇郊?xì)胞術(shù)提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、迅速的方法來(lái)診斷血小板膜糖蛋白缺陷性疾病,如巨大血小板綜合征,血小板無(wú)力癥等。前者是由于GPIb-IX復(fù)合物先天缺陷所致的血小板形態(tài)巨大,功能異常的出血性疾病。后者由于GPⅡb/Ⅲa復(fù)合物先天缺陷,導(dǎo)致血小板聚集功能障礙
3. 貯存池疾?。涸l(fā)性貯存池疾?。?delta;-SPD)常規(guī)用血小板聚集法檢測(cè),但特異性和靈敏度均不理想。檢測(cè)血小板致密顆粒的阿的平熒光顯微鏡法,主觀性大,操作繁瑣,而且一次檢測(cè)的血小板數(shù)目有限。全血法流式細(xì)胞術(shù)為δ-SPD的診斷提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、迅速的方法,一次能定量檢測(cè)5 000個(gè)以上阿的平染色的血小板。與正常人相比,δ-SPD患者阿的平染色顯著下降(從49%降至15%)。常在骨髓增殖異常綜合征和晚期腎衰中出現(xiàn)的獲得性致密顆粒貯存池疾病,也能用全血法流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和診斷。
4. 血小板減少性疾?。浩茐倪^(guò)多或生成減少均能導(dǎo)致血小板減少。血小板相關(guān)抗體(PAIg)是反映血小板的破壞的指標(biāo),雖然其臨床意義仍有爭(zhēng)議。PAIg的檢測(cè)有多種方法,但流式細(xì)胞術(shù)法有其*性。流式細(xì)胞儀能測(cè)定單個(gè)血小板上的PAIg,只要測(cè)定104甚至103個(gè)血小板,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上就能地得出PAIg的平均水平,因而用血量少,只要1 ml血液制備的血小板就足夠。流式細(xì)胞術(shù)還能同時(shí)測(cè)定其他一些反映血小板破壞的指標(biāo),如PAIgG、PAIgM、C3等。血小板的生成與巨核細(xì)胞有關(guān),全血法流式細(xì)胞術(shù)能像檢測(cè)網(wǎng)織紅細(xì)胞那樣,檢測(cè)分泌到循環(huán)中的“網(wǎng)織”血小板,來(lái)判斷血小板的生成。“
5. 血小板儲(chǔ)存與輸注:用P-選擇素(CD62)、CD63、GPⅡb/Ⅲa作分子標(biāo)志物,發(fā)現(xiàn)血庫(kù)中儲(chǔ)存血小板有時(shí)間依賴(lài)性的活化現(xiàn)象。儲(chǔ)存5天以上,40%~60%血小板表達(dá)活化標(biāo)志CD62。雖然其形態(tài)改變、乳酸脫氫酶泄漏以及β-TG的釋放也能反映其活化,但用CD62作為儲(chǔ)存血小板的質(zhì)量控制指標(biāo)?;罨难“逶谘h(huán)中的存活時(shí)間很短。若血小板在儲(chǔ)存時(shí)活化了,即使輸注也不能很好地提高患者止血能力。
6. 抗血栓藥物的監(jiān)測(cè):活化血小板的檢測(cè)可以判斷患者是否需要抗血栓藥物治療,也可以監(jiān)測(cè)這些抗血栓藥物的作用,避免毒副反應(yīng)的發(fā)生。
7. 此外,全血法流式細(xì)胞術(shù)還可用于檢測(cè)血小板聚集,研究其免疫表型HPA-Ⅰa,測(cè)定嚴(yán)重血小板減少患者的血小板數(shù)目。
三、流式細(xì)胞儀分析全血中血小板的優(yōu)點(diǎn)
1. 全血中血小板更接近生理狀態(tài)。
2. 操作簡(jiǎn)便,減少由于操作造成的血小板狀態(tài)改變(如血小板活化試驗(yàn))。
3. 同時(shí)檢測(cè)血小板的多個(gè)標(biāo)志物,結(jié)合FSC和SSC,評(píng)估多個(gè)參數(shù),進(jìn)行定量分析。
4. 多采用血小板特異抗體CD41或CD61畫(huà)門(mén),找出血小板,避免雜質(zhì)碎片的干擾。
5. 檢測(cè)血小板亞群靈敏度高。
6. 用血量少。
7. 無(wú)放射性污染。
四、全血樣本的制備
1.抽取抗凝全血:檢測(cè)血小板功能時(shí),應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)化的抽血規(guī)程。做血小板活化試驗(yàn)時(shí),應(yīng)盡量減少人為造成的血小板活化。
2.Falcon管中加取全血和適量直標(biāo)熒光抗體,充分混勻,室溫避光處反應(yīng),通常放置15分鐘。
3.1%多聚甲醛固定樣本。
4.上機(jī)檢測(cè)
五、質(zhì)控標(biāo)本
1. 陰性對(duì)照(Isotype Control):非特異熒光的強(qiáng)弱取決于抗體濃度、單克隆熒光抗體特異性和純度,應(yīng)與試驗(yàn)管抗體相對(duì)應(yīng)。在多色分析時(shí),同型對(duì)照應(yīng)與其它抗體同時(shí)使用,以避免補(bǔ)償造成的誤差。
2. 血小板體外活化試驗(yàn):使用正常人活化標(biāo)本作為陽(yáng)性質(zhì)控。使用正常人未活化標(biāo)本作為陰性質(zhì)控。
3. 血小板自身抗體檢測(cè):使用含有已知血小板抗體的血清與血小板孵育,作為陽(yáng)性質(zhì)控。使用不含血小板抗體的血清與血小板孵育,作為陰性質(zhì)控。
4. 血小板表面抗原缺失:如巨血小板癥血小板表面CD42a/CD42b缺失,血小板無(wú)力癥血小板表面gpIIb/IIIa,即CD41/CD61缺失或異常。使用正常人標(biāo)本做陽(yáng)性對(duì)照,抗體的同型對(duì)照做陰性對(duì)照。
六、數(shù)據(jù)分析-設(shè)門(mén):
1. FSC-SSC點(diǎn)圖中找出血小板,缺點(diǎn)是血小板較小,不易通過(guò)大小將碎片或雜質(zhì)*分開(kāi)
2. 從CD41或CD61-SSC點(diǎn)圖中畫(huà)出血小板門(mén),由于特異性高,可以有效地去除碎片和雜質(zhì)的干擾。
流式細(xì)胞儀分析血小板的活化
血小板活化試驗(yàn),對(duì)于血小板功能、心血管疾病的研究,有重要意義。使用流式細(xì)胞儀進(jìn)行多參數(shù)分析,可以特異靈敏地檢測(cè)血小板表面標(biāo)記,了解血小板的活化狀態(tài)和反應(yīng)性,并同時(shí)獲得更多關(guān)于血小板的信息。在疾病監(jiān)測(cè)、抗血小板治療病人的篩選及治療監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)并發(fā)癥等方面有良好的應(yīng)用前景。
一、使用流式分析方法檢測(cè)血小板活化的優(yōu)點(diǎn)是:
1.檢測(cè)血小板的反應(yīng)性。
2.了解血小板活化進(jìn)程。血小板先發(fā)生膜糖蛋白變化,然后是胞漿內(nèi)顆釋放到血小板外。
3. 同時(shí)檢測(cè)多種血小板表面標(biāo)志。
4. 高度靈敏。
5. 直接檢測(cè)血小板的多種標(biāo)志。
6. 使用全血,標(biāo)本量少。
7. 操作簡(jiǎn)便快捷,將血小板人工激活減至zui低。
二、全血中活化血小板的檢測(cè)
1. 血小板特異性膜糖蛋白:血小板膜糖蛋白已被深入研究,下表顯示了血小板膜上主要的糖蛋白及其功能。在這些膜糖蛋白中,僅在血小板膜表面表達(dá)主要有GPⅠb,GPⅡb,GPⅢa等有限的幾種,根據(jù)這些特異性糖蛋白制備的熒光單抗,能在全血中特異性地識(shí)別血小板。
表1 血小板膜上主要的糖蛋白及其功能
膜糖蛋白 | 基因家族 | 配基 | 功能 |
GPⅠa/Ⅱa | 整合素(B1) | 膠原 | 粘附 |
GPⅠc/Ⅱa | 整合素(B1) | Fn | 粘附 |
GPⅠc/Ⅱa | 整合素(B1) | Laminin | 粘附 |
GPⅡb/Ⅲa | 整合素(B3) | Fb,vWF,Vn,Fn | 聚集 |
Vn受體 | 整合素(B3) | Vn,?vWF,?Fn | 粘附 |
GPⅠb/Ⅸ | LRG | vWF,凝血酶 | 粘附 |
GPV | LRG | ? | 凝血酶底物 |
GPIV | | Thrombospodin | 粘附 |
GP53 | | | 血小板-粒細(xì)胞 |
GMP140 | 選擇素 | | 相互作用 |
注:vWF血管性假血友病因子;Fb纖維蛋白原;Fn纖維粘連蛋白;
Vn體外粘連蛋;LRG富含亮氨酸家族
2. 活化血小板的標(biāo)志物:活化血小板與靜息血小板相比,其質(zhì)膜糖蛋白常發(fā)生顯著的變化,這些變化的糖蛋白便成為活化血小板的檢測(cè)標(biāo)志物,這些標(biāo)志物可分為三類(lèi):*類(lèi)是血小板顆粒膜上的糖蛋白。血小板被激活時(shí),其顆粒膜與質(zhì)膜發(fā)生融合,顆粒膜蛋白,如CD62、CD63,在質(zhì)膜上表達(dá),成為活化血小板的分子標(biāo)志。第二類(lèi)是血小板質(zhì)膜表面變化的糖蛋白表位。如GPⅡb/Ⅲa(CD41/61)的PAC1表位,它僅在血小板活化時(shí)才因構(gòu)象變化而顯露出來(lái)。因此,使用這個(gè)表位的熒光單抗,我們能更地在更早階段檢測(cè)到血小板的活化。另外,GPIV (CD36)雖然在靜息血小板上也表達(dá),但活化血小板上表達(dá)量更高;GPIb-IX-V復(fù)合物(CD42)則相反,與靜息血小板相比,活化血小板上表達(dá)量顯著降低。第三類(lèi)是出現(xiàn)在活化血小板上能與血小板表面受體相結(jié)合的一些抗原,包括纖維蛋白原,Xa因子和thrombospondin等。這些抗原在血小板表面的出現(xiàn)和消失在臨床檢測(cè)上也是有意義的。
3. 除檢測(cè)免疫性的分子標(biāo)志物外,流式細(xì)胞術(shù)還能檢測(cè)一些反映活化血小板功能的非免疫性指標(biāo)。如用Ca2+濃度敏感的熒光染料檢測(cè)胞內(nèi)Ca2+流,用能進(jìn)入血小板致密顆粒的熒光染料阿的平來(lái)檢測(cè)活化血小板的釋放功能等。
4. 單抗的選擇:與血小板有關(guān)的CD單抗有CD9,CD31,CD36,CD41a-b,CD42a-d,CD61(特異的泛血小板表面標(biāo)記,既與活化血小板結(jié)合,也與未活化血小板結(jié)合。CD61與CD41聯(lián)合,即為血小板表面gpⅡb/Ⅲa復(fù)合物),CD62,CD63 ,CD107a-b等,?;罨“宓臋z測(cè)需選擇針對(duì)活化血小板標(biāo)志物的CD單抗。表2列舉了活化血小板檢測(cè)的一些代表性單抗。
表2 活化血小板CD單抗簡(jiǎn)介
CD單抗 | 代表性單抗 | 識(shí)別的膜糖蛋白 |
CD36 | 5F1,CIMeg1,ESIVC7 | GPIV |
CD41 | PAC1,7E3,PBM6.4 | GPⅡb/Ⅲa和GPⅡb |
CD42a | FMC25,BL-H6,GR-P | GPⅠ |
CD42b | PHN89,AN51,GN287 | GPⅠ |
CD61 | Y215,CLB-thromb/1 | GPⅢa |
CD62 | CLB-thromb/6,RUU-SP1.18.1 | P-selectin或GMP140 |
CD63 | RUU-SP2.28,CLB-gran/12 | GP53 |
三、操作步驟
1. 標(biāo)本采集:
(1) 枸櫞酸鈉抗凝的真空采血管順序編號(hào)。
(2) 抽取靜脈血,采血管中注入2ml。
(3) 于10分鐘之內(nèi)完成血小板激活和染色步驟,操作時(shí)應(yīng)注意減少人工激活。
2. 血小板激活:
(1) 試管內(nèi)加入50mlADP(也可選用其他激活劑,如PMA、纖維蛋白、TRAP),450ml全血,輕輕搖勻。
(2) 室溫孵育5分鐘。
(3) 立即染色。
3. 熒光抗體染色:
(1) Falcon管編號(hào)。
(2) 在對(duì)照管中加入同型對(duì)照、CD61、PAC-1和RGDS(PAC-1的阻斷劑)。
(3) 在試驗(yàn)管中加入CD62P、CD61和PAC-1。
(4) 在對(duì)照管和試驗(yàn)管中各加入未激活或激活的血標(biāo)本5ml。
(5) 輕輕混勻,室溫暗處孵育15-20分鐘。
(6) 各管中加入1ml冷的固定液 (2-8°C),充分混勻, 2-8°C陰暗處放置30分鐘。
(7) 24小時(shí)內(nèi)上機(jī)分析。
4. 結(jié)果分析:
在CD61 vs SSC點(diǎn)圖中設(shè)門(mén)找血小板群。 CD61 vs SSC 點(diǎn)圖顯示有三群,
CD61陽(yáng)性/低SSC一群主要由單個(gè)血小板組成,CD61陽(yáng)性/高SSC一群主要由黏附血小板的血細(xì)胞組成, CD61陽(yáng)性/散射光更低的一群主要由血小板來(lái)源的
碎片組成。由于在生理和病理情況下,血小板群和紅細(xì)胞群的大小、顆粒度會(huì)有交叉,因此,不建議使用FSC-SSC圖設(shè)門(mén)。 在CD61 vs SSC點(diǎn)圖中找出CD61 陽(yáng)性的血小板群 (單個(gè)血小板和黏附在WBC上的血小板),設(shè)門(mén)。
四、注意事項(xiàng)
1. 采血時(shí)請(qǐng)用大號(hào)針管,抽出的前2ml血應(yīng)棄去不用。
2. 盡量避免標(biāo)本受到物理振動(dòng)。
3. 取血后10分鐘內(nèi)完成染色操作。
4. 在Falcon管中加血標(biāo)本5ml,管壁上不能有殘留血,未染色的部分會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。
5. 為了檢測(cè)和控制血小板體外激活,建議使用正常未受激活的血標(biāo)本平行做質(zhì)量控制。
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