流式应用文献分享#1：IBD炎症性肠病中的细胞因子

细胞因子在炎症性肠病(IBDs)的发病机制中起着至关重要的作用，例如克罗恩病和溃疡性结肠炎，细胞因子从多方面控制着炎症反应。

图1：IBD的发病机制

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遗传和环境因素诱导肠粘膜中的屏障功能受损。启动触发可能涉及感染的某些因素。改变屏障功能随后诱导共生细菌和微生物产物从肠腔移位到肠壁中，导致免疫细胞活化和细胞因子产生。如果通过抗炎机制和促炎症免疫应答的抑制不能解决急性粘膜炎症，则会发生慢性肠道炎症。反过来，慢性炎症可能引起疾病的并发症以及组织破坏，这两者都是由粘膜细胞因子反应驱动的。

图2：IBD发病机制中的细胞因子

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在患有炎性肠病（IBD）的患者和结肠炎的实验小鼠模型中，已显示响应于环境触发因素（例如共生微生物）的促炎和抗炎细胞因子由粘膜免疫系统的各种细胞产生，。特别是，树突状细胞（DC），中性粒细胞，巨噬细胞，自然杀伤（NK）细胞，肠上皮细胞（IEC），先天性淋巴细胞（ILC），粘膜效应T细胞（T辅助细胞1（Th1），Th2和Th17）和调节性T（Treg）细胞在发炎的粘膜中产生细胞因子。显示了在受IBD影响的粘膜中由T辅助细胞亚群产生的关键转录因子和细胞因子。粘膜中促炎细胞因子和抗炎细胞因子之间的平衡调节了IBD患者粘膜炎症的发展和潜在的永久性。虚线箭头表示ILC产生与肠道炎症有关的细胞因子可能对IL-18有反应。

图3:肿瘤坏死因子在IBD发病机制中的作用

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在炎性肠病（IBD）中，不同的免疫细胞和基质细胞会产生更多的可溶性和膜结合的肿瘤坏死因子(TNF)。例如巨噬细胞，树突细胞（DC），效应T细胞，脂肪细胞和成纤维细胞。已经显示TNF在IBD的发炎粘膜中发挥各种促炎功能。特别地，TNF诱导血管的形成和生成，巨噬细胞和T细胞的促炎细胞因子产生增加，引起屏障改变并促进肠上皮细胞（IEC）和潘氏细胞的细胞死亡。 TNF还通过增加肌成纤维细胞产生基质金属蛋白酶（MMPs）促进组织破坏，并通过诱导TNF受体相关因子2（TRAF2）和核因子-κB（NF-κB）的激活来驱动T细胞对细胞凋亡的抗性。TNF特异性抗体可通过同时抑制IBD患者的几种促炎途径来减轻疾病。

图4：细胞因子和上皮细胞在“战场上”的关键作用：IBD中的粘膜愈合和癌症发展。

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在炎性肠病（IBD）的慢性肠炎症期间，肠上皮细胞（IEC）产生许多促炎和抗炎细胞因子。这些细胞因子由局部微环境中的细胞和IEC本身产生。局部细胞因子反应对IBD患者的粘膜愈合和癌症发展具有重要影响。显示了IEC存活、细胞死亡和增殖的信号级联主要细胞因子的来源及其调控。在溃疡粘膜愈合的情况下（左），绿色框表示细胞因子的有益作用，而红色框突出细胞因子的致病作用。在结肠炎相关癌症（右）中，蓝框表示细胞因子的促肿瘤作用。

Reference：Neurath, M. F. (2014). Cytokines in inflammatory bowel disease. Nature Reviews Immunology, 14(5), 329–342. doi:10.1038/nri3661 

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文章中出现了诸多与IBD相关的细胞因子，如何同时做多个因子的检测呢？

能否用流式仪器既可以检测IBD中免疫细胞的比例变化，又可以检测因子的量变？

浪里个浪，今天介绍的是一种“高通量ELISA”检测细胞因子的方法 ------ CBA（高通量液相蛋白定量技术）

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CBA的原理：

CBA原理与ELISA的原理相似，CBA以微球作为固相支持物，微球有类似APC的荧光，与捕获抗体相结合，形成捕获抗体，并与待测抗原和带有PE标记的检测抗体相结合，最终形成抗体-抗原-抗体的“三明治”复合物，在流式细胞仪上进行检测，CBA既可以定位也可以定量，PE的信号越强则说明该细胞因子表达量越高。

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CBA的优势：

1、样本用量少（只需要30-50ul），多指标检测

2、操作方便，节省时间

3、灵敏度高，可以检测到fg/ml。

4、同一样本中的30个指标可同时检测，误差小，精密度高

5、标准曲线自动测定，专用软件自动计算，检测范围宽，灵敏度高

6、无酶-底物背景干扰

 

CBA的适用检测样本：

血清、血浆、眼泪、房水、唾液、体腔灌洗液、细胞培养液上清、细胞裂解物等。

 

CBA的应用领域：

肿瘤研究及肿瘤疾病的辅助诊断、疗效和预后监测

干细胞研究和干细胞治疗监测

免疫学研究和免疫疾病的辅助诊断和监控

感染疾病的研究及辅助诊断和疗效评价

免疫功能监测

药效评价，药物研发、疫苗研究

细胞信号传导中磷酸化蛋白、凋亡相关蛋白定量分析

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