通过特异性抗体标记T细胞表面的特征性蛋白(即“表型”),然后让细胞排成单列高速流过检测器,用激光照射并分析荧光信号,从而对T细胞进行定性和定量分析。
“表型” 指的是T细胞表面表达的一组特定的蛋白质分子,主要是分化簇(CD)分子。例如:
● CD3:所有T细胞共有的标志。
● CD4:辅助性T细胞的标志。
● CD8:细胞毒性T细胞的标志。
● 其他:如CD45RA(初始T细胞)、CD45RO(记忆T细胞)、CD25(活化T细胞/调节性T细胞)等。
流式细胞术就是利用荧光素标记的特异性抗体,像“钥匙开锁”一样与这些“表型”蛋白(锁)结合,然后通过检测荧光信号来识别和计数不同类型的T细胞。
1. 样本来源:获取待测细胞,如外周血单个核细胞(PBMC)、淋巴结细胞、脾细胞或组织浸润淋巴细胞等。
2. 抗体孵育:将细胞悬液与预先设计好的荧光抗体组合在避光条件下进行孵育。
● 多色荧光:现代流式细胞术通常使用多种不同荧光颜色的抗体同时标记。例如,用FITC(绿色)标记的抗-CD4抗体,用PE(红色)标记的抗-CD8抗体,用APC(远红色)标记的抗-CD3抗体。
● 原理:抗体与细胞表面相应的CD分子特异性结合,这样细胞就被“染”上了不同的颜色。
标记好的细胞被注入流式细胞仪,核心过程如下:
1. 液流聚焦:细胞悬液在鞘液的包裹和约束下,形成极细的液流,使细胞排成单列,逐个通过激光检测区域。这是保证检测准确性的关键。
2. 激光照射:当单个细胞流经激光束时,会被高强度的激光(通常是蓝色488nm激光,或其他如红色、紫色激光)照射。
3. 信号产生与收集:细胞被激光照射后,会产生多种信号,被不同的探测器接收:
● 细胞上结合的荧光抗体被激光激发后,会发射出特定波长的荧光。
● 这些荧光信号经过一系列滤光片(允许特定波长的光通过),被光电倍增管(PMT) 这类高灵敏度探测器接收。
● 每个荧光通道对应一种特定的荧光染料(即一种抗体)。
● 前向散射光(FSC):与细胞的大小和体积相关。细胞越大,FSC信号越强。
● 侧向散射光(SSC):与细胞内部的复杂程度(如颗粒度、核形)相关。细胞内部结构越复杂,SSC信号越强。
● 作用:通过FSC和SSC可以初步区分淋巴细胞、单核细胞和粒细胞,从而在分析时“圈选”出淋巴细胞群体进行后续分析。
探测器将光信号转换为电信号,再数字化为数据。通过专门的软件进行分析:
1. 设门(Gating):这是流式数据分析的核心策略。
● 画出 CD3+ 的细胞(所有T细胞)。
● 在CD3+的细胞中,进一步分析 CD4+ 和 CD8+ 的细胞。
● 这样就可以精确计算出CD4+ T细胞和CD8+ T细胞在淋巴细胞中的百分比和绝对数量。
● 首先,在FSC-A vs SSC-A散点图上,根据大小和颗粒度圈出淋巴细胞群。
● 然后,在淋巴细胞门内,进行多色分析。例如:
2. 结果呈现:数据通常以散点图、等高线图或直方图的形式展示,可以非常直观地看到不同细胞亚群的比例和荧光强度。
● 高通量:每秒可检测数千至上万个细胞,统计意义强。
● 多参数:可同时检测一个细胞上的多个(十几个甚至几十个)表型分子,信息量巨大。
● 定量:不仅能定性(有无),还能通过荧光强度半定量地分析某个蛋白的表达水平。
● 高灵敏度:能够检测到低丰度的细胞亚群(如调节性T细胞)。
● 可分选(流式分选):在分析的基础上,可以将特定的目标细胞亚群(如CD4+ CD25+ T细胞)物理性地分选出来,用于后续培养、功能实验或测序等。
通过流式细胞术检测T细胞表型,可以:
● 评估免疫状态:计算CD4/CD8比值。
● 诊断免疫缺陷病:如艾滋病患者CD4+ T细胞数量急剧下降。
● 监测自身免疫性疾病和肿瘤免疫。
● 研究T细胞的活化、分化和记忆状态。
总结来说,流式细胞术检测T细胞表型的原理,就是利用抗原抗体特异性结合的原理,给细胞贴上“荧光标签”,再通过精密的光学系统和计算机分析,实现对混合细胞群体中特定T细胞亚群的快速、精准、多参数的识别和计数。
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