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细胞因子检测

实验分类:

免疫学实验

最新修订时间:

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合作专家 | 赵金兰硕士

生物化学分子生物 中国计量大学

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审核专家 | 李娜硕士

生理学 大连医科大学

简介

细胞因子 (cytokine) 是由细胞分泌的具有生物活性的小分子蛋白物质的统称。在免疫应答过程中,细胞因子在免疫调节、炎症应答、肿瘤转移等生理和病理过程中起重要作用。细胞因子及受体检测是判断机体免疫功能的一个重要指标,具有重要的实验研究价值和临床实用价值,可以作为许多疾病辅助诊断依据或用于病程观察、疗效判断等。

 

目前,用于细胞因子的检测方法主要以下几种:酶联免疫吸附实验 (ELISA) 细胞因子的定量检测方法、固相酶联免疫斑点技术(ELISPOT)、微量样本多指标流式蛋白定量技术 (CBA)、荧光实时定量(RT-PCR)、常用的细胞因子生物学活性测定法、细胞内细胞因子检测法(ICK)、Luminex-液态悬浮芯片系统。

原理

酶联免疫吸附实验 (ELISA) 细胞因子的定量检测基本原理是将细胞因子作为抗原,用针对该抗原的特异性抗体进行定量或者定性的检测。
 
固相酶联免疫斑点技术(ELISPOT)的基本原理是在 96 微孔培养盘底部披覆 PVDF 薄膜,用来吸附特殊无毒性 [不含叠氮钠(sodium azide)、内毒素(endotoxin)] 的单克隆抗体。静脉血 PBMC 细胞经适当分离处理后,会被分配到微孔盘上,再接受适当的抗原刺激,并将微孔盘放置于温箱中过夜培养一段时间。一般而言,记忆型 T 细胞在受抗原刺激数小时后会开始分泌细胞因子,此时局部(在紧靠分泌细胞的周围)分泌出的细胞因子会被 PVDF 薄膜上特异抗体捕获。微孔盘中的细胞被移除并清洗后,被捕获的细胞因子可进一步与生物素(biotin)标记的二次抗体结合,其后再以结合酵素的 StreptAvidin 与之作用,并加入酵素基质使其呈色,有分泌作用的细胞会留下约 10~20 mm 大小染色的斑点,可以通过 ELISPOT 酶联斑点分析系统对斑点分析后得出结果。在双色标记系统中,可同时检测两种细胞因子的分泌细胞频率。
 
微量样本多指标流式蛋白定量技术主要由细胞因子标准品、捕获微球和检测抗体组成。对应待检系统中的每一个检测指标都设有不同的捕获微球,不同的捕获微球上包被有不同的特异捕获抗体,通过捕获微球与待测样品溶液混合,微球上的特异性捕获抗体就与样品(血清、血浆或细胞培养液)中的相应抗原或蛋白结合,最后,加入荧光的检测抗体以形成「三明治」夹心复合物。通过流式细胞仪进行荧光检测,根据不同波长的激发光激发而显示出不同的平均荧光强度,实现不同微球的二维定位,便可对样品中的各检测因子的含量进行分析。
 
荧光实时定量(RT-PCR)分子生物学方法的基本原理是在基因水平检测细胞因子表达。
 
生物学活性测定法的基本原理是根据细胞因子特定的生物学活性,应用相应的指示系统,同时与标准品对比测定,从而得知样品中细胞因子的活性水平,一般以活性单位 (U/mg) 表示。
 
细胞内细胞因子检测法的基本原理是通过体外多克隆激活剂,如佛波酯(PMA)和离子霉素(ionomycin)或特定的抗原激活细胞,同时用 monensin 或布雷菲德菌素 A(brefeldin A,BFA)阻断胞内高尔基体介导的蛋白质转运,抑制细胞因子释放到细胞外,从而使产生的细胞因子在细胞质内蓄积,信号增强。经多聚甲醛固定和皂角苷破膜增加细胞膜的通透性后,用抗细胞因子的抗体与细胞内特定的分子相结合,通过使用非相关特异性同型匹配的抗体作为对照,以确定静止的与无细胞因子分泌的细胞的最小荧光背景。这样就可用 FCM 检测不同细胞亚群分泌的细胞内细胞因子。
 
液相芯片的核心技术是微球。微球分别被不同比例的红光及红外光染色剂,制成 100 种不同颜色的微球,然后再把针对不同检测物的寡核苷酸或蛋白质探针共价交联到不同颜色的微球上,这些小球体悬浮于一个液相体系中,就构成了一个液相芯片系统。利用这 100 种球形基质,可以标记上 100 种不同的探针分子,应用时,先把针对不同检测物的编码微球混合,再加人微量待检样本,在悬液中靶分子与微球表面交联的分子进行特异性的结合,从而对一个样本中的 100 种不同的目标因子同时检测,极大地提高了多重检测的能力和结果的准确性,在降低对样本需求的同时还降低了操作时间,全面提高了实验效率。
 
检测时,使单个微球通过检测通道,并使用双色激光同时对微球上的红色分类荧光和绿色报告荧光进行检测。红的激光激发的是微球上的红色分类荧光,根据微球的不同色彩编号,可将微球分类。绿色激光激发的是绿色报告荧光分子,目的是确定微球上结合的报告荧光分子的数量,从而确定微球上结合的目的分子的数量。因此红绿双色激光的同时检测,可以确定被结合的检测物的种类和数量。再通过计算机自动分析,判断待测样本多种目标测试物的浓度。

应用

细胞因子的检测不仅是基础免疫研究的有较手段,同时在临床疾病诊断、病程观察、疗效判断及细胞因子治疗监测方面具有重要价值。

来源:丁香实验团队

操作方法

酶联免疫吸附剂实验法定检测可溶性细胞因子

特异性定量检测可溶性细胞因子或趋化因子一般釆用夹心 ELISA 技术, 细胞因子夹心 ELISA 的实验方法是用高纯度的抗细胞因子的抗体 (捕获抗体) 非共价吸附在塑料微孔板上。板子经过洗涤后,固定的抗体可特异性捕获样本中存在的可溶性细胞因子蛋白。洗涤未结合的物质,通过加酶标记的抗细胞因子抗体 (检测抗体) 来检测被捕获的细胞因子。最后加显色底物溶液,显色的程度通过 ELISA 酶标检测仪测定光密

固相酶联免疫斑点技术检测可溶性细胞因子

ELISA 法检测的是可溶性细胞因子蛋白总量,而 ELISPOT 是检测分泌该蛋白的细胞的频率,是单细胞水平检测,比 ELISA 法更灵敏,能从 20 万-30 万细胞中检出 1 个分泌该蛋白的细胞。

微量样本多指标流式蛋白定量技术检测可溶性细胞因子

微量样本多指标流式蛋白定量技术(cytometric bead array,CBA)是一个基于流式细胞检测系统的多元分析方法,它融合了芯片技术的理念,能够对单一样品进行多个指标的蛋白定量检测。

荧光定量聚合酶链式反应检测可溶性细胞因子

荧光定量 PCR 技术, 是指在 PCR 反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号的变化实时检测 PCR 扩增反应中每一个循环扩增产物量的变化,通过 Ct 值和标准曲线的分析对起始模板进行定量分析。

生物学测定法检测可溶性细胞因子

目前常用的细胞因子生物学测定法包括促进细胞增殖和增殖抑制法、细胞毒活性测定法、抗病毒活性测定法、集落形成法、趋化作用测定法及细胞因子诱导产物测定法等。这些方法比较耗时耗力,所以它主要用来评价细胞因子的功能和活性,而不是进行常规细胞因子检测的手段。

细胞内细胞因子检测法检测可溶性细胞因子

细胞内细胞因子检测法也称 ICK 法,这一方法阻断了胞内高尔基体介导的转运,使得细胞因子聚集、蓄积。FCM 在临床、科研中的广泛应用,与细胞内细胞因子(intracellular cytokine,ICK)染色技术相结合,可提供一种有效地在单细胞水平研究细胞因子的方法,这一方法可检测单个细胞内多个细胞因子,并可区分表达特定细胞因子的细胞亚群。本法测定的是细胞因子的前体分子,测定的对象是单一细胞。除

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