免疫细胞(immune cell)主要是指能识别抗原,产生特异性免疫应答的淋巴细胞等。淋巴细胞是免疫系统的基本成分,在体内分布很广泛泛,主要是T、B淋巴细胞受抗原刺激而被活化(activation),分裂增殖、发生特异性免疫应答。除T淋巴细胞和B淋巴细胞外,还有K淋巴细胞和NK淋巴细胞,共四种类型。T淋巴细胞是一个多功能的细胞群。除淋巴细胞外,参与免疫应答的细胞还有浆细胞、粒细胞、肥大细胞、抗原呈递细胞及单该吞噬细胞系统的细胞。免疫细胞分离技术
1、淋巴细胞的分离
取肝素抗凝血1m1 加Hanks 液1m1 稀释后,沿管壁徐徐滴流叠加盛有2m1 淋巴细胞分离液的试管内(注意勿与分离液混合,然后2000r/min 水平离心20min,管内分为4 层,自上而下依次为血浆,单个核细胞,颗粒白细胞、红细胞(图2—1)。用毛细管伸至单个核细胞层中(位于细胞分离液与血浆的界面上),沿管壁轻轻吸出全部细胞。然后用Hanks 液洗两次,每次2000r/min 离心10min,最后用RPMI l640 培养液将细胞配成2×106/m1 的细胞悬液备用。
2、T 细胞及B 细胞的分离
将淋巴细胞悬液通过尼龙棉柱,B 细胞粘附于尼龙棉上,T细胞则不粘附,先用RPMI l640 培基洗脱尼龙棉柱,流下的细胞悬液含有丰富的T 细胞。然后用力反复挤压尼龙柱、挤出粘附在尼龙棉上的B 细胞,并用少量的RPMI l640 培基洗脱,此细胞悬液含有丰富的B 细胞。尼龙柱(塑料管)的长短和尼龙棉的多少,视分离细胞的多少而定。
3、CD4 细胞及CD8 细胞的分离
(1)CD4 细胞的分离:将一定量的T 细胞悬液通过一根SephDdexC—10 柱,然后用少量的RPMll640 培养洗涤,收获的细胞悬液约含85%的CD4 细胞。
(2)CD8 细胞分离:用Tris 缓冲液稀释羊抗鼠IgG(浓度为10μg/m1)包被一平皿表面,然后放置4℃过夜,没有包被上的抗体用PBS 洗净。然后将已标记有抗CD8 单克隆抗体的T 细胞(细胞浓度为1×l07/m1)3m1 加入上述的平皿内,4℃放置2 小时,用PBS 轻轻洗净末粘附的细胞,然后用毛细管加入10m1 PBS 吹打。收集的脱落细胞经洗涤后悬浮在RPMI l640 培基中备用。CD4 细胞亦可用此法分离。
4、单核巨噬细胞的分离
单核巨噬细胞有粘附塑料或玻璃表面的特性,而淋巴细胞则无此特性,借此可将这两类细胞分开,其方法简述如下。将待分离的细胞悬液(如实物动物的腹腔液)加入适当大小的塑料或玻璃平皿内,置于37℃ C02 温箱内温育1 小时,然后用RPMI 1640 培基轻轻漂洗平皿表面,去除非粘附细胞,再将粘附有细胞的平皿表面用上述培基轻轻洗刷,收集粘附的单核巨噬细胞。如果要获得纯度较高的单核巨噬细胞,可重复上述过程。
免疫磁珠法分离细胞原理:
免疫磁珠法分离细胞是基于细胞表面抗原能与连接有磁珠的特异性单抗相结合,在外加磁场中,通过抗体与磁珠相连的细胞被吸附而滞留在磁场中,无该种表面抗原的细胞由于不能与连接着磁珠的特异性单抗结合而没有磁性,不在磁场中停留,从而使细胞得以分离。
免疫磁珠法分为阳性分离法和阴性分离法:
阳性分离法-磁珠结合的细胞就是所要分离获得的细胞
阴性分离法-磁珠结合不需要的细胞,游离于磁场的细胞为所需细胞
一般而言,阴性分离法的磁珠用量比阳性分离法的大,阳性分离法用行更多。
BD™ Imag 磁珠:
· 大小在0.1-0.45mm
· 包被了BD Pharmingen生产的高质量单抗
· 磁珠已为白细胞亚群的阳性和阴性分离法所优化
· 用于BD™ IMagnet direct magnet
将包被了特异性单抗的BD IMag磁珠加入细胞悬液,磁珠特异性地与有相应抗原的细胞亚群结合,通过BD™ IMagnet direct magnet分离得到的连有BD IMag磁珠的细胞可直接用于功能试验和用流式细胞仪检测。
缺点:
• 对细胞造成机械压力,影响其生物学活性,不利于分离后培养
• 纯度低
• 容易阻塞FCM的喷嘴
BD IMag吸收大磁珠和小磁珠分离系统的优点,开发出直径约200nm中等大小磁珠。
• 技术简单,分离在普通的试管中完成
• 易于增大细胞用量
• 对细胞温和,不影响细胞功能及其分离后培养,可直接上流式
• 纯度高,回收率高
• 成本低
此外,Mouse lineage panel中biotin标记的抗体还可用于FCM分析细胞表面抗原,以及进行细胞/组织免疫荧光实验。
BD提供2种免疫磁珠:
· 包被了针对白细胞亚群的单抗的磁珠
· 包被了链霉亲和素(streptavidin)的磁珠:此种情况下,在实验系统中加入生物素标记的单抗,磁珠通过streptavidin与生物素标记的单抗结合,单抗与细胞表面相应抗原特异性结合而使细胞被磁珠间接捕获,从而达到分离。这种磁珠使研究者可根据自己需要选择生物素标记的各种单抗去分离目的细胞,应用范围更广泛,使用更灵活。
不同物种磁珠分离试剂
人: CD3, CD4, CD8, CD14, CD19;
小鼠: CD4, CD8a, CD14, CD45R/B220, CD90.2 (Thy1.2), CD11b, Ly-6G.
ë 利用Streptavidin连接的磁珠,只需选配biotin标记的所需单抗,就能分离更多种类细胞
新货聚焦:
现在,BD PMG又推出用于分离小鼠造血干细胞/祖细胞的新试剂mouse lineage panel。
其中包括5种biotin标记单抗,这些单抗能结合小鼠造血细胞的主要分化系细胞: T、B淋巴细胞,单核/巨噬细胞,粒细胞和红细胞。将这组试剂与Streptavidin Plus BD™ IMag Particles (557812) 联合使用,就能通过免疫磁性分离法去除小鼠骨髓造血细胞的主要分化系细胞,从而富集到造血干细胞和祖细胞(阴性片断)。
Mouse Lineage Panel(559971):(5×2ml/vial) 可分离109 Mouse骨髓细胞
1) Biotin-anti-mouse CD3e (CD3 e chain);
2) Biotin-anti-mouse CD11b;
3) Biotin-anti-mouse CD45R/B220;
4) Biotin-anti-mouse Ly-6G and Ly-6C (Gr-1);
5) Biotin-anti-mouse TER-119/Erythroid Cells (Ly-76)
磁分离细胞的重要指标是:
纯度和得率,这取决于磁珠所连接单抗的特异性和磁珠大小(磁性),然而太大的磁珠会影响细胞活性,也无法直接上流式。
目前市场上有2种磁性细胞分离系统:
* Small particles (≈50 nm) - MACS
* Large particles (1200~4500 nm) -others(如Dynal)
小磁珠 优点:
• 对细胞温和,不影响分离细胞的后续培养
• 可直接上流式检测,不影响散射光
缺点:
• 需要很强的磁场来分离细胞
• 分离速度很慢,得率不高
• 需要一次性的分离柱,不能在普通试管进行
• 成本昂贵
大磁珠
• 技术简单,分离可在试管中完成
• 易于增减细胞用量
• 速度快,得率高
• 成本低
细胞免疫(CMⅠ)是由多种细胞相互作用的结果。免疫细胞间相互作用导致多种细胞因子的释放。因此细胞功能测定不仅涉及T细胞的数量和功能与包括各类因子活性测定,因此评价机体的细胞免疫功能不仅程序复杂,且很难标准化。
一、迟发型过敏反应的体外检测方法
皮肤试验和接触性过敏的诱发是检测迟发型过敏反应(DTH)的两种常用方法。皮肤试验中诱发对曾经使病人致敏的抗原的再次应答,而接触性过敏是测试受者对从未接触过的物质发生致敏的能力。
1.皮肤试验 用皮肤试验诊断DTH,常用的抗原有结核菌纯蛋白衍生物(PPD)、腮腺炎病毒、念珠菌素等,在人类试验时在前臂皮内注射少量可溶性抗原,24~48小后,测量红肿硬结的大小,硬结直径大于10mm即被看作为阳性。表明受试者对该病原菌有了一定的细胞免疫能力,若皮试无反应,可用更高浓度的抗原重复试验,若仍无反应即为阴性,需排除皮试技术误差,也可能受试者从未接触过此抗原,也可能由于细胞免疫功能缺损,或由于细胞免疫功能缺损,或由于严重感染(麻疹、慢性播散性结核)造成的无反应性。
2.接触性过敏常应用低分子量化合物如二硝基氯苯(DNCB)诱生接触性过敏。化合物与皮肤蛋白质结合而导至DTH反应。在动物试验时,初次皮肤上涂抹DNCB后间隔7~10天再激发刺激,则皮肤出现即为阳性。此试验人类已不使用。
二、细胞免疫的体外检测方法
体外检测淋巴细胞的数量和功能,最易采集的是血标本,首先需分离或纯化淋巴细胞,一般使用萄聚糖-泛影葡胺配成比重为1.077的淋巴细胞分层液,当将血液重叠于淋巴细胞分层液之上离心时,由于红细胞(1.092)、多形核白细胞(1.090)、淋巴细胞(1.070)的比重不同而相互分开。淋巴细胞和单核细胞在血浆和分层液交界处形成一薄层。仔细分出这一薄层的细胞,其中淋巴细胞占80%,单核细胞占20%,淋巴细胞中T细胞占80%,B细胞占4%~10%,其作为非DT、非B细胞。
1.T细胞计数
(1)E花环法:人类T细胞表面有SRBC受体(CD2)能与SRBC结合形成玫瑰花环样结构,将经分层液分离现的RBM悬液与SRBC在含有血清的平衡盐水中混合,经37℃培养5~10分钟放4℃过夜,取细胞悬计数,外周血淋巴细胞中约70%~80%淋巴细胞结成花环即为T细胞。目前此方法已用来分离T细胞,而不用做T细胞计数。
(2)用单克隆抗体计数T细胞:将人的PBM分成三等份,分别用小鼠抗人CD3、CD4和CD8的单克隆抗体作第一抗体与细胞结合,再用FITC标记的兔抗小鼠IgG抗体作第二抗体进行间接免疫荧光染色,在荧光显微镜下或流式细胞仪检测结果,在PBM中被CD3抗体染上荧光的细胞称为CD3 细胞即总T细胞。正常人在PBM中T细胞占70%~80%。正常人的CD4 细胞和CD8 细胞之和应与CD3 细胞数一致。CD4 细胞与CD8 细胞的比值正常人约为2/1而艾滋病患者则比值小于1.7。
2.T细胞活化试验 T细胞能被非特异的物质称为有丝分裂原所激活而向淋巴母细胞转化。T细胞转化过程可伴随有DNA、RNA、蛋白质的合成增加,最图导致细胞分裂。在光学显微镜下可计数转化后的淋巴细胞数,也可用氚标记的胸腺嘧啶核苷(3HTdR)掺入正在分裂的淋巴细胞,用液闪测定仪检查掺入正在分裂的淋巴细胞,用液测量仪检查掺入的3H-TdR的多少确定淋巴细胞转化率。最近有一种不用同位素,又可用仪器测量的淋巴细胞增殖反应的检查法,称为MTT检测法,MTT是一种甲氮唑盐,它是细胞线粒体脱氢酶的底物,细胞内的酶可将MTT分解产生蓝黑色甲(fromazan)产物。该产物的多少与活性细胞数正相关。结果可用酶标检测仪(595mm)测量汇丰银行密度,做为MTT法的检查指标。此法的结果与3H-TdR掺入法平行,并能反应试验中的活细胞数。
3.细胞毒试验 TC细胞、NK细胞、LAK细胞、TIL细胞对其靶细胞有直接的细胞毒(杀伤)作用。常用的栓测细胞毒效应的方法是51Cr-Na2Cro4盐水溶液与靶细胞胞混合,于37℃培养1小时左右,51Cr即可进入靶细胞,与胞浆蛋白结合,洗去游离的51Cr后,即可得到51Cr标记的靶细胞,将待检细胞毒性的细胞与51Cr标记的靶细胞混合(比例约为50:1或100:1)靶细胞被杀伤越多,释放到上清液中的液游离的51Cr越多,且不能被其他细胞吸收。用γ射线测量仪检测上清液中的cpm值,即可计算出待检细胞杀伤活性的高低。
细胞毒试验检测Tc细胞效应功能是否健全,及经IgG介导的ADCC效应,或NK细胞在抗肿瘤免疫中的作用是有意义的。
4.混合淋巴细胞的反应(MIR) 是体外研究T细胞的较好的方法,双向MLR常被用来筛选骨髓移植的供体。来自不同供体的淋巴细胞分别与病人的淋巴细胞混合培养4~5天,在最后8小时掺入51TdR掺入法测T细胞的反应性。或用细胞毒法观察受刺激的T细胞与活的靶细胞混合(靶细胞来自与刺激细胞相同的个体)如果T细胞受刺激后产生了细胞毒T细胞,可杀死活的细胞,根据靶细胞释放51Cr的多少算出T细胞移动抑制因子)和LIF(白细胞移动抑制因子)来评估细胞免疫功能。近年来应用测定IL-2的免疫酶技术,操作简单,并能定量以取代了MIF和LIF的测定。单个核细胞与分裂原一起培养24小时,然后测定清液中的IL-2活性。在细胞免疫功能缺损时,特别是AIDS病人,IL-2分泌明显降低。而有些疾病,如多发性硬化、类风湿关节炎、移植排斥反应等病人体内血清中IL-2水平升高,表明病人T细胞活性增高。发生移植排斥反应的病人尿中IL-2也可升高。
也可用酶联免疫吸附试验测定各种体液中活化的T细胞脱落的IL-2受体(CD25),一般来说IL-2的水平和IL-2受体水平是平行的,IL-2和IL-2受体的检测可用于对某些疾病的监测,如移杆排斥、自身免疫病以及接受免疫抑制治疗的病人。
对体外培养的细胞进行细胞因子产生能力检测是检查细胞培养上清液中细胞因子的生物活性或抗原性。现已可用核酸杂交技术,即从组织中或细胞中提取RNA,与同位素或酶标记的该种细胞因子的cDNA探针作分子杂交试验,即印迹(dot blotting)或Northern印迹,若查出有某种因子的mRNA存在,即说明该细胞在所处培养条件下有产生某种细胞因子的能力。
免疫细胞的分类有:
T细胞
B细胞
NK细胞
巨噬细胞
树突状细胞
非造血细胞
一、白细胞的分离 自然沉降法 聚合物加速沉淀法
二、淋巴细胞 粘附贴壁法 吸附柱过滤法 磁铁吸引法
三、吞噬细胞 percoll分离法
关键词:免疫细胞分离检测方法