在DC(樹突狀細胞)與T細胞共培養體系中,免疫突觸的形成是觀察兩者相互作用的核心指標,其觀察需結合熒光標記、成像技術及功能驗證,以下從關鍵步驟、技術選擇及實驗優化三方面展開說明:
一、關鍵步驟:共培養體系設計與熒光標記
細胞來源與純化
DC:常用骨髓來源DC(BMDC)或單核細胞誘導的MoDC(如人外周血CD14?單核細胞經GM-CSF+IL-4誘導)。
T細胞:從同一供體分離CD4?或CD8? T細胞(如通過陰性選擇磁珠分選),純度需>90%以減少非特異性干擾。
共培養條件:DC與T細胞比例通常為1:5至1:20,共培養時間6-24小時(突觸形成高峰期),可添加抗原肽(如OVA???????)或TLR配體(如LPS)誘導DC成熟。
熒光標記策略
DC標記:
膜標記:CD11c-APC(DC特異性標志)、MHC II-PE(抗原呈遞能力)。
功能標記:CD80-FITC/CD86-FITC(共刺激分子,成熟標志)。
T細胞標記:
膜標記:CD3-CFSE(追蹤增殖)、CD4-Pacific Blue/CD8-PerCP(亞群區分)。
功能標記:p-ZAP70-Alexa Fluor 647(T細胞活化信號)、LFA-1-Alexa Fluor 555(黏附分子)。
細胞骨架標記:Phalloidin-iFluor 555(標記DC和T細胞的F-actin,觀察突觸處骨架重排)。
二、技術選擇:成像方法對比與推薦
共聚焦顯微鏡
優勢:高分辨率(0.2 μm),可清晰顯示突觸處MHC-TCR、LFA-1-ICAM-1等分子對的聚集。
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)。
案例:觀察DC與OT-II T細胞共培養時,MHC II與TCR在突觸處的共定位(Pearson相關系數>0.7)。
成像流式細胞術(MIFC)
優勢:高通量(每小時分析10?細胞),可量化突觸形成比例及信號強度。
設門策略:
聚焦細胞:根據“gradient RMS"特征選擇。
偶聯體識別:CFSE?(T細胞)與CD11c?(DC)雙陽性細胞。
Interface Mask:定義T-DC接觸界面,統計該區域phalloidin或LFA-1熒光強度。
案例:研究顯示,抗原呈遞后DC與T細胞突觸形成比例從15%升至45%(p<0.01)。
活細胞工作站
優勢:動態追蹤突觸形成過程(時間間隔5-30分鐘)。
關鍵配置:
環境控制:37℃、5% CO?、飽和濕度。
防漂移設計:硬件自動聚焦(如Perfect Focus System)。
案例:實時觀察DC偽足與T細胞接觸后,p-ZAP70在接觸區快速聚集(<5分鐘)。
三、實驗優化:減少干擾與提高可重復性
降低自發熒光
培養基:使用無酚紅RPMI-1640(避免488 nm激發下酚紅熒光干擾)。
耗材:采用低自發熒光玻璃底培養皿(如Corning 35 mm #1.5 coverglass)。
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:
膜抗體:冰上標記30分鐘(減少內吞導致的非特異性結合)。
細胞骨架探針:37℃標記15分鐘(確保phalloidin進入活細胞)。
功能驗證
陰性對照:未標記組(背景熒光)和同型抗體對照組。
陽性對照:使用已知陽性細胞(如LPS刺激后的DC與T細胞共培養)。
重復驗證:至少3次獨立實驗,每次3個技術重復。
四、典型結果與分析
突觸形成標志
形態學:DC偽足與T細胞接觸,形成“牛眼樣"結構(中心為MHC-TCR,外周為LFA-1-ICAM-1)。
量化數據:成像流式顯示,抗原呈遞組突觸界面phalloidin熒光強度較未處理組高3倍(p<0.001)。
功能關聯
T細胞活化:突觸形成比例與T細胞IL-2分泌量呈正相關(r=0.85, p<0.01)。
DC成熟:LPS刺激后DC與T細胞突觸形成效率提升50%,伴隨CD80/CD86表達上調。
五、技術局限性及解決方案
共聚焦顯微鏡:
問題:光毒性限制長時間觀察。
解決:使用低功率激光(<5%)或光活化熒光蛋白(如PA-GFP)。
成像流式:
問題:偶聯體識別可能受細胞重疊干擾。
解決:結合“aspect ratio"和“area"參數排除非特異性雙陽性細胞。
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