小鼠樹突狀細胞(Dendritic Cells, DCs)的熒光觀察是研究其成熟、抗原攝取與呈遞、遷移及免疫激活功能的重要手段。以下從樣本制備、熒光標記策略、成像技術選擇、實驗優化要點及典型應用場景五個方面,系統闡述小鼠DC細胞熒光觀察的關鍵步驟與注意事項:
一、樣本制備:高活性DC細胞的獲取
小鼠DC細胞來源
骨髓來源DC(BMDC):
步驟:取6-8周齡C57BL/6小鼠股骨/脛骨,用RPMI-1640培養基沖洗骨髓腔,離心后重懸于含GM-CSF(20 ng/mL)和IL-4(10 ng/mL)的培養基中,第3天半量換液,第6天收集非貼壁細胞(純度>80%)。
優勢:易獲取、分化狀態可控,適合研究DC成熟與功能調控。
脾臟來源DC:
步驟:機械研磨脾臟,通過密度梯度離心(如Percoll)分離低密度細胞,再用CD11c?磁珠分選(純度>90%)。
優勢:更接近體內成熟狀態,適合研究天然免疫應答。
細胞活性保障
低溫操作:所有步驟在冰上或4℃進行,避免酶活性喪失。
無血清培養基:使用X-VIVO 15或AIM V等無血清培養基,減少血清成分對熒光標記的干擾。
密度控制:接種密度為1×10? cells/mL,避免過度擁擠導致細胞自分泌因子抑制活性。
二、熒光標記策略:靶向DC功能關鍵分子
根據觀察目標選擇特異性標記物,需兼顧信號強度與功能影響:
觀察目標熒光標記物標記方法應用場景
成熟狀態CD80-FITC、CD86-PE、MHC II-APC抗體直接標記(流式/成像)評估TLR配體(如LPS)誘導的DC成熟
抗原攝取Dextran-Alexa Fluor 48837℃孵育30分鐘(內吞途徑標記)追蹤DC吞噬凋亡細胞或顆??乖?/p>
遷移能力CellTracker Green CMFDA終濃度5 μM,37℃孵育15分鐘活細胞遷移軌跡追蹤(Transwell)
細胞骨架Phalloidin-iFluor 555固定后標記(4% PFA,15分鐘)分析DC偽足形成與形態變化
細胞器動態MitoTracker Red CMXRos活細胞標記(終濃度200 nM,30分鐘)監測線粒體膜電位與能量代謝
信號通路激活NF-κB-GFP轉染慢病毒轉染(MOI=10)實時觀察TLR信號轉導動態
三、成像技術選擇:平衡分辨率與細胞活性
寬場熒光顯微鏡
適用場景:快速篩查大量細胞(如96孔板中DC成熟狀態)。
參數設置:
曝光時間:100-500 ms(根據熒光強度調整)。
濾光片:選擇與熒光標記物匹配的激發/發射波長(如FITC:Ex 488 nm, Em 525 nm)。
圖像拼接:使用20×物鏡掃描整個培養皿,拼接高分辨率全景圖。
共聚焦顯微鏡
適用場景:三維結構分析(如DC與T細胞共培養中的突觸形成)。
參數設置:
激光功率:<5%(避免光毒性)。
針孔大小:1 Airy單位(平衡分辨率與信噪比)。
Z軸步進:0.5 μm(覆蓋DC偽足高度)。
活細胞工作站
適用場景:長時間動態追蹤(如DC遷移軌跡或抗原處理過程)。
關鍵配置:
環境控制:37℃、5% CO?、飽和濕度。
成像頻率:每5-30分鐘一次(根據動態過程快慢調整)。
防漂移設計:使用硬件自動聚焦(如Perfect Focus System)。
四、實驗優化要點:減少干擾與提高可重復性
降低自發熒光
培養基選擇:避免使用酚紅(含苯酚紅培養基在488 nm激發下產生強熒光),改用無酚紅RPMI-1640。
耗材處理:使用低自發熒光玻璃底培養皿(如Corning 35 mm #1.5 coverglass),避免塑料底干擾。
標記條件優化
抗體濃度:通過滴定實驗確定最佳濃度(如CD80-FITC:1 μg/10? cells)。
標記時間:抗體標記需在冰上進行(減少內吞導致的非特異性結合),細胞器探針需在37℃標記(確保探針進入活細胞)。
數據質量控制
陰性對照:設置未標記組(背景熒光)和同型抗體對照組(非特異性結合)。
陽性對照:使用已知陽性細胞(如LPS刺激后的DC)驗證標記有效性。
重復驗證:至少3次獨立實驗,每次3個技術重復。
五、典型應用場景與案例
DC成熟與抗原呈遞研究
實驗設計:
分組:未處理組、LPS(100 ng/mL)刺激組、CpG ODN(1 μM)刺激組。
標記:CD80-FITC(成熟標志)、MHC II-APC(抗原呈遞能力)、Dextran-Alexa Fluor 488(抗原攝取)。
成像:共聚焦顯微鏡觀察DC表面標志物表達與抗原內吞共定位。
結果分析:LPS組CD80?MHC II?細胞比例顯著升高,Dextran熒光強度增加,表明DC成熟增強且抗原攝取能力提升。
DC-T細胞免疫突觸形成
實驗設計:
共培養:OT-II T細胞(CD4-CFSE標記)與OVA???????肽負載的DC(MHC II-PE標記)。
標記:Phalloidin-iFluor 555(細胞骨架)、p-ZAP70-Alexa Fluor 647(T細胞活化信號)。
成像:活細胞工作站動態追蹤免疫突觸形成過程(時間間隔5分鐘,總時長2小時)。
結果分析:DC偽足與T細胞接觸后,p-ZAP70在接觸區聚集,表明免疫突觸成功形成。
DC遷移與腫瘤免疫逃逸
實驗設計:
模型:將GFP標記的B16F10黑色素瘤細胞接種于小鼠耳部,局部注射CFSE標記的BMDC。
標記:CellTracker Red CMPTX(DC遷移追蹤)、Lyve-1-Alexa Fluor 647(淋巴管標記)。
成像:雙光子顯微鏡活體觀察DC向腫瘤引流淋巴結的遷移路徑。
結果分析:腫瘤微環境抑制DC遷移速度(遷移距離縮短30%),且部分DC滯留在腫瘤組織內,解釋腫瘤免疫逃逸機制。
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