“Immunity”一詞,源自于羅馬時(shí)代的拉丁詞“immunitas”,原意為免除個(gè)人勞役或?qū)伊x務(wù),后引申為對疾病的抵抗力,即免疫力。 免疫力源自免疫系統(tǒng),對外抵抗病原體入侵,對內(nèi)清除受損和變異細(xì)胞,起防御、監(jiān)視和保護(hù)作用。 對免疫系統(tǒng)的破譯,疾病相關(guān)免疫機(jī)制的研究,疫苗、抗體藥物及免疫療法的開發(fā),都是免疫學(xué)研究進(jìn)展和應(yīng)用價(jià)值的體現(xiàn)。 其中,流式細(xì)胞術(shù)的出現(xiàn),極大地促進(jìn)了免疫學(xué)的發(fā)展。 流式細(xì)胞術(shù)發(fā)展概要 1934年Andrew Moldavan試圖用光電探測器分析流過一根毛細(xì)管的單個(gè)細(xì)胞,提出被廣泛認(rèn)為是流式細(xì)胞儀最早原型的設(shè)計(jì)觀念,此后流式細(xì)胞術(shù)經(jīng)過早期演變,在20世紀(jì)60年代后期和70年代快速發(fā)展了起來。 1975年,George Kohler和Cesar Milstein提出了單克隆抗體技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,生物學(xué)研究人員開始制造針對白細(xì)胞的單克隆抗體,獲得了一系列能產(chǎn)生靶向白細(xì)胞表面分化抗原的單克隆抗體的克隆,并用熒光染料標(biāo)記抗體,為流式細(xì)胞研究中大量特異性的免疫試劑的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 這其中的許多克隆被沿用至今,由它們產(chǎn)生的高質(zhì)量流式抗體被廣泛用于生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究,以及一些疾病的臨床診斷,尤其是白血病的診斷和分型。 有意思的是,早期單克隆抗體的出現(xiàn)促進(jìn)了流式在免疫學(xué)中的應(yīng)用,而近年來,流式又被越來越多地應(yīng)用于單克隆抗體的研發(fā)和生產(chǎn)中。 流式具有快速、高通量的特點(diǎn),相比于WB能在更短的時(shí)間分析出同一樣品中的多個(gè)靶點(diǎn)表達(dá)情況,結(jié)合細(xì)胞表型標(biāo)記物可以對特定的細(xì)胞群和亞群進(jìn)行分析。因此在免疫學(xué)研究中具有不可比擬的優(yōu)勢。 免疫細(xì)胞及常用標(biāo)記物 固有免疫細(xì)胞包括巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、NK細(xì)胞、NKT細(xì)胞、固有淋巴樣細(xì)胞、粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等。 適應(yīng)性免疫應(yīng)答參與的細(xì)胞主要?jiǎng)t是表達(dá)特異性抗原識(shí)別受體(TCR/BCR)的T和B細(xì)胞。 常見免疫細(xì)胞流式檢測常用標(biāo)記物 01 Leukocyte common antigen CD45也被稱為白細(xì)胞共同抗原(leukocyte common antigen, LCA),表達(dá)于除紅細(xì)胞和血小板以外的所有造血細(xì)胞及其各分化亞群上,是常用的造血細(xì)胞標(biāo)志物。 Tips:人CD45存在由編碼胞外域的第4、5、6號(hào)外顯子選擇性剪切而產(chǎn)生的多種異構(gòu)體,不同異構(gòu)體的表達(dá)具有細(xì)胞類型的特異性,并取決于細(xì)胞活化和分化的狀態(tài),例如CD45RA在幼稚T細(xì)胞上表達(dá),活化和記憶T細(xì)胞表達(dá)CD45RO。CD45的抗體包括名稱分別為CD45、CD45RA、CD45RB、CD45RO、CD45R的不同抗體。 Tips:小鼠CD45的等位變異CD45.1和CD45.2分別表達(dá)于不同的小鼠譜系,多數(shù)小鼠譜系表達(dá)CD45.2(如BALB/c、C57BL小鼠),而CD45.1只在少數(shù)小鼠譜系(如SJL/J)中表達(dá)。CD45.1和CD45.2常被用于追蹤骨髓移植后小鼠造血細(xì)胞的來源。 02 Haematopoietic stem cells 造血干細(xì)胞是具有高度自我更新能力和多能分化潛能的造血前體細(xì)胞,血細(xì)胞均由造血干細(xì)胞分化而來。 人造血干細(xì)胞的主要表面標(biāo)志物為CD34、CD90、CD117,不表達(dá)CD38、CD45RA及各種成熟血細(xì)胞譜系相關(guān)的表面標(biāo)志。 小鼠造血干細(xì)胞的主要表面標(biāo)志物包括Sca-1、CD117。 Tips:由造血干細(xì)胞分化成的血液細(xì)胞,除去紅細(xì)胞和血小板外的細(xì)胞為白細(xì)胞,淋巴細(xì)胞包括T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞,粒細(xì)胞包括中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞,外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC,或無顆粒白細(xì)胞)不包含粒細(xì)胞。如果流式實(shí)驗(yàn)的研究對象是白細(xì)胞,通常采取用紅細(xì)胞裂解液裂解血液中的紅細(xì)胞;如果研究對象是PBMC,常用Ficoll密度梯度離心分離PBMC。 B cells B細(xì)胞和T細(xì)胞是適應(yīng)性免疫的組成部分,表達(dá)特異性抗原識(shí)別受體(BCR/TCR),分別發(fā)揮細(xì)胞免疫和體液免疫效應(yīng)。B細(xì)胞也是重要的抗原提呈細(xì)胞,并參與免疫調(diào)節(jié)。CD19和CD20是常用的pan-B細(xì)胞標(biāo)記物。CD45R(B220)在小鼠B譜系細(xì)胞上表達(dá)(漿細(xì)胞除外),通常用做小鼠pan-B細(xì)胞標(biāo)記物。 T cells T細(xì)胞來源于造血干細(xì)胞,在胸腺中發(fā)育成熟,介導(dǎo)適應(yīng)性免疫中的細(xì)胞免疫應(yīng)答。CD3是常用的pan-T細(xì)胞標(biāo)記物。 T細(xì)胞根據(jù)功能特性可以主要分為輔助性T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞;根據(jù)TCR的類型可分為αβT細(xì)胞和γδT細(xì)胞;根據(jù)CD4和CD8的表達(dá)可分為CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞,它們又可以分為不同的亞群;根據(jù)所處的活化階段可以分為初始T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞和記憶性T細(xì)胞,CD45RA和CD45RO分別是人初始T細(xì)胞和記憶性T細(xì)胞的重要表型。 Tips:CD3是檢測T細(xì)胞最常用的標(biāo)記物。CD3最早出現(xiàn)在前胸腺細(xì)胞的胞漿中,隨著T細(xì)胞的成熟,胞漿CD3逐漸喪失,而出現(xiàn)在細(xì)胞膜上。某些克隆(如OKT3、HIT3a、UCHT1、145-2C11)的CD3抗體可以用于活化T細(xì)胞。 CD4和CD8分別是輔助T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞標(biāo)記物,但除T細(xì)胞和胸腺細(xì)胞外,CD4和CD8也表達(dá)于其他免疫細(xì)胞類型,CD4可表達(dá)于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞,CD8可表達(dá)于NK細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞。 03 Dendritic cells 樹突狀細(xì)胞是一類成熟時(shí)具有許多樹突樣突起的專職抗原提呈細(xì)胞,能識(shí)別、攝取和加工抗原并將抗原肽提呈給T細(xì)胞。樹突狀細(xì)胞不僅參與固有免疫,也是連接固有免疫是適應(yīng)性免疫的橋梁。樹突狀細(xì)胞主要分為經(jīng)典樹突狀細(xì)胞(cDC)和漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞(pDC)。 目前缺乏樹突狀細(xì)胞特異性標(biāo)記物,可以使用多種標(biāo)記物存在與否的組合來鑒定樹突狀細(xì)胞。樹突狀細(xì)胞對其它白細(xì)胞譜系的標(biāo)志物(Lineage)呈陰性,例如CD3、CD14、CD19、CD20、CD56,不同的亞群可表達(dá)MHC Class II、CD1、CD8a、CD11b、CD11c等相關(guān)標(biāo)志分子。 04 Natural killer cells 自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)是參與固有免疫的重要成員,具有淋巴細(xì)胞形態(tài),但不表達(dá)特異性抗原識(shí)別受體,無須預(yù)先致敏就能直接殺傷靶細(xì)胞。常用于檢測人NK細(xì)胞的表面標(biāo)志物為CD56、CD16,小鼠NK細(xì)胞表達(dá)NK1.1、CD49b(DX5)。 Tips:T細(xì)胞亞群中的NKT細(xì)胞與NK細(xì)胞在表型和功能上具有一些共同點(diǎn),NKT細(xì)胞表達(dá)CD16、CD56、NK1.1、CD49b,并會(huì)產(chǎn)生顆粒酶。因而在對血液或組織中的NK細(xì)胞進(jìn)行分型時(shí)需要加上CD3做陰性選擇排除T細(xì)胞。 來源于PK136克隆的NK1.1抗體識(shí)別某些小鼠品系(如C57BL、NZB)中CD161上的一個(gè)特定表位,常用于檢測小鼠NK細(xì)胞,但在有些小鼠品系(如AKR、BALB/c、CBA、C3H、DBA)中則不適用。 05 Monocytes 單核細(xì)胞起源于骨髓中造血干細(xì)胞的髓系細(xì)胞。骨髓髓樣干細(xì)胞在M-CSF及單核細(xì)胞生長因子的刺激的下發(fā)育成前單核細(xì)胞,前單核細(xì)胞發(fā)育成單核細(xì)胞并不斷進(jìn)入血液。 CD14被視為相對特異性的單核細(xì)胞標(biāo)記物,CD14high CD16-人單核細(xì)胞被認(rèn)為是經(jīng)典單核細(xì)胞,而CD14+ CD16+細(xì)胞為非經(jīng)典單核細(xì)胞,CD11b, Ly-6G(Gr-1)常用作小鼠單核細(xì)胞標(biāo)記物。 06 Macrophages 巨噬細(xì)胞廣泛分布于各種組織,根據(jù)組織定位和功能,可以將巨噬細(xì)胞分為肝臟Kupffer細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞、腎臟系膜細(xì)胞、破骨細(xì)胞、脾臟紅髓巨噬細(xì)胞、脂肪組織相關(guān)巨噬細(xì)胞等等。 巨噬細(xì)胞執(zhí)行吞噬功能,并廣泛參與抗感染、抗腫瘤、免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)等。根據(jù)活化狀態(tài)、功能及分泌細(xì)胞因子的不同,巨噬細(xì)胞主要可分為經(jīng)典活化的M1型巨噬細(xì)胞和選擇性活化的M2型巨噬細(xì)胞。 常用的巨噬細(xì)胞標(biāo)記物包括CD11b、CD14、CD16、CD68、F4/80(小鼠),CD80和CD86為常用的M1型巨噬細(xì)胞標(biāo)記物,CD163和CD206為常用的M2型巨噬細(xì)胞標(biāo)記物。 Tips:CD68主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞的晚期內(nèi)體和溶酶體,使用CD68抗體檢測巨噬細(xì)胞需要按照胞內(nèi)抗原的檢測方法對細(xì)胞進(jìn)行固定和通透。 07 Megakaryocytes/platelets 巨核細(xì)胞是在骨髓中由造血干細(xì)胞分化而來、能產(chǎn)生血小板的細(xì)胞。血小板的主要功能是凝血,此外還參與免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)。 巨核細(xì)胞/血小板的標(biāo)記物有CD9、CD31、CD41、CD42b、CD51、CD61、CD62P。 08 Granulocytes 粒細(xì)胞起源于骨髓中的造血干細(xì)胞,由于核的形狀不同,它們也被稱為多形核白細(xì)胞。根據(jù)蘇木精和伊紅的染色特征分為中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞三類。 CD11b、CD16可用作人中性粒細(xì)胞標(biāo)記物,CD11b、Ly6G作為小鼠中性粒細(xì)胞標(biāo)記物。CD13、CD107a、CD107b是嗜堿細(xì)胞激活標(biāo)記物。 09 Red blood cells 紅細(xì)胞也稱紅血球,血液中數(shù)量最多的一種血細(xì)胞,運(yùn)輸氧和二氧化碳,同時(shí)也具有免疫功能。 CD235a為紅細(xì)胞表面唾液酸糖蛋白,表達(dá)于紅系前體細(xì)胞和紅細(xì)胞。TER-119是一種小鼠紅細(xì)胞譜系特異性單克隆抗體,可與從早期成紅血細(xì)胞到成熟紅細(xì)胞的各分化階段的紅細(xì)胞反應(yīng)。 Proteintech 流式抗體 作為科研抗體領(lǐng)域的先行者,Proteintech始終致力于為科研工作者提供可靠的抗體產(chǎn)品。 針對以上免疫細(xì)胞分型及功能分析相關(guān)研究,Proteintech可提供針對個(gè)常用靶標(biāo)的高質(zhì)量的流式抗體,具體詳情見下表: 針對 Human 針對 Mouse 參考文獻(xiàn)(滑動(dòng)查看更多) 1.曹雪濤. 醫(yī)學(xué)免疫學(xué). 人民衛(wèi)生出版社, 2018. 2.陳朱波, 曹雪濤. 流式細(xì)胞術(shù):原理,操作及應(yīng)用. 科學(xué)出版社, 2014. 3.Givan, Alice L. 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