前言
ELISPOT是一种基于单细胞水平的定量分析免疫测定法,对接受刺激后活细胞分泌的细胞因子、免疫球蛋白或其他靶蛋白,进行动态全过程的捕获与检测;FluoroSpot是ELISPOT的多重版本,该测定结合了ELISPOT的灵敏度和荧光标记检测的优势——实现单细胞水平多个指标的同时测定。二者的区别在于检测模式:ELISpot依赖于酶促反应,而FluoroSpot则利用荧光。后者为同时对几种分析物进行多重分析开辟了道路,从而能够研究具有不同功能特征的细胞群。
图1:(案例)通过ELISpot和FluoroSpot分析检测分析食蟹猕猴外周血单个核细胞(PBMC)分泌的IFN-γ和IL-2。
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自1983年技术方法被正式建立之后(Czerkinsky C)[1],ELISPOT在实验板材、检测指标等方面不断发展优化,并广泛应用在疫苗效果评估、人群免疫力变化评估中,被视为标志性技术。本期就针对ELISPOT技术应用中常见的样本相关常见问题进行分析与解答。
图:2:Workflow(本期为样本制备部分)
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Q1:可应用ELISPOT检测的细胞类型有哪些?
原则上任何可以分泌蛋白质的细胞都可以进行检测,目前ELISPOT主要用于鉴定:抗原激活分泌细胞因子的T细胞、外周血&脾脏细胞中分泌抗体的B细胞。
其次,新鲜和冷冻保存的PBMC都可用于ELISPOT和FluoroSpot分析;贴壁细胞在进行检测步骤之前,需要进行裂解步骤,以从ELISPOT板上去除所有细胞。
Q2:检测样本有限制吗?
常用的样本包括人、小鼠、猴,因此特殊物种需要确定是否能产生想要研究的细胞因子。一些动物样本只有在体内受到适当抗原刺激后,才会分泌细胞因子,ELISPOT是体外检测,故而不能满足一些特定的分泌条件。
Q3:血液样本改如何储存及运输?
全血样本应在室温(20-26℃)条件下,储存不超过8小时;
抗凝血剂推荐肝素+柠檬酸盐,这两种物质经测定显示不会对细胞功能的不利影响;不推荐EDTA(EDTA通过钙螯合抑制凝血,钙螯合在抗原特异性再刺激期间损害细胞因子诱导)。
Q4:使用PBMC样本进行检测时,有哪些需要注意的事项?
首先,单核细胞作为T细胞的抗原递呈细胞(APC)至关重要,单核细胞数量过少会导致T细胞ELISPOT/FluoroSpot测定中的斑点数降低,特别是冷冻保存的样本,因此需补充单核细胞。
其次,PBMC制剂中死细胞的存在会影响T细胞与B细胞的测定结果,建议在样本制备时,进行细胞计数并计算细胞活率。细胞活率大于80%的样本即可进行检测,否则由于操作过程中的损失及自然凋亡,最后检测时形成的斑点数也会减少。
图3:人IFN-γ T细胞ELISPOT结果示例(银染):2x105PBMC/孔[2]
单核细胞耗尽样品 正常样品
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Q5:对检测板的预处理是必要的吗?
上文我们说到,ELISPOT在板材上有了很大改进,即将原来普通的塑料板改进为下图列举的覆PVDF膜的检测板。PVDF膜提供更大的膜表面,增加了可以结合的捕获抗体数量,这对于得到成功的 ELISPOT 检测结果至关重要。
图4:高倍率下的 PVDF 膜类似于海绵
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PVDF膜需要浸湿才能更好地结合所需量的捕获抗体,所以对于检测板的预处理是非常必要的,因为乙醇使膜具有亲水性,故首选乙醇进行预处理。此外,也需使用适宜的捕获抗体浓度(因分析物而异,通常为 15 μg/ml)来优化斑点外观。
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图5:经预处理&未经预处理实验结果对比[3]
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图6:抗体浓度对显色斑点数的影响[3]
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(数据来源:www.mabtech.com)
Q6:如何设置实验对照?
对照设置如下表建议:
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参考文献
[1]Czerkinsky C, Nilsson L, Nygren H, Ouchterlony O, Tarkowski A (1983) A solid-phase enzyme-linked immunospot (ELISPOT) assay for enumeration of specific antibody-secreting cells. J Immunol Methods 65(1–2):109–121
[2]www.ucytech.com
[3]www.mabtech.com