小鼠樹突狀細(xì)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(biāo)記策略、成像技術(shù)選擇、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化要點(diǎn)及典型應(yīng)用場(chǎng)景五個(gè)方面,系統(tǒng)闡述小鼠DC細(xì)胞熒光觀察的關(guān)鍵步驟與注意事項(xiàng):
一、樣本制備:高活性DC細(xì)胞的獲取
小鼠DC細(xì)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(yǎng)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(yǎng)基中,第3天半量換液,第6天收集非貼壁細(xì)胞(純度>80%)。
優(yōu)勢(shì):易獲取、分化狀態(tài)可控,適合研究DC成熟與功能調(diào)控。
脾臟來源DC:
步驟:機(jī)械研磨脾臟,通過密度梯度離心(如Percoll)分離低密度細(xì)胞,再用CD11c?磁珠分選(純度>90%)。
優(yōu)勢(shì):更接近體內(nèi)成熟狀態(tài),適合研究天然免疫應(yīng)答。
細(xì)胞活性保障
低溫操作:所有步驟在冰上或4℃進(jìn)行,避免酶活性喪失。
無血清培養(yǎng)基:使用X-VIVO 15或AIM V等無血清培養(yǎng)基,減少血清成分對(duì)熒光標(biāo)記的干擾。
密度控制:接種密度為1×10? cells/mL,避免過度擁擠導(dǎo)致細(xì)胞自分泌因子抑制活性。
二、熒光標(biāo)記策略:靶向DC功能關(guān)鍵分子
根據(jù)觀察目標(biāo)選擇特異性標(biāo)記物,需兼顧信號(hào)強(qiáng)度與功能影響:
觀察目標(biāo)熒光標(biāo)記物標(biāo)記方法應(yīng)用場(chǎng)景
成熟狀態(tài)CD80-FITC、CD86-PE、MHC II-APC抗體直接標(biāo)記(流式/成像)評(píng)估TLR配體(如LPS)誘導(dǎo)的DC成熟
抗原攝取Dextran-Alexa Fluor 48837℃孵育30分鐘(內(nèi)吞途徑標(biāo)記)追蹤DC吞噬凋亡細(xì)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(xì)胞遷移軌跡追蹤(Transwell)
細(xì)胞骨架Phalloidin-iFluor 555固定后標(biāo)記(4% PFA,15分鐘)分析DC偽足形成與形態(tài)變化
細(xì)胞器動(dòng)態(tài)MitoTracker Red CMXRos活細(xì)胞標(biāo)記(終濃度200 nM,30分鐘)監(jiān)測(cè)線粒體膜電位與能量代謝
信號(hào)通路激活NF-κB-GFP轉(zhuǎn)染慢病毒轉(zhuǎn)染(MOI=10)實(shí)時(shí)觀察TLR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)動(dòng)態(tài)
三、成像技術(shù)選擇:平衡分辨率與細(xì)胞活性
寬場(chǎng)熒光顯微鏡
適用場(chǎng)景:快速篩查大量細(xì)胞(如96孔板中DC成熟狀態(tài))。
參數(shù)設(shè)置:
曝光時(shí)間:100-500 ms(根據(jù)熒光強(qiáng)度調(diào)整)。
濾光片:選擇與熒光標(biāo)記物匹配的激發(fā)/發(fā)射波長(如FITC:Ex 488 nm, Em 525 nm)。
圖像拼接:使用20×物鏡掃描整個(gè)培養(yǎng)皿,拼接高分辨率全景圖。
共聚焦顯微鏡
適用場(chǎng)景:三維結(jié)構(gòu)分析(如DC與T細(xì)胞共培養(yǎng)中的突觸形成)。
參數(shù)設(shè)置:
激光功率:<5%(避免光毒性)。
針孔大?。? Airy單位(平衡分辨率與信噪比)。
Z軸步進(jìn):0.5 μm(覆蓋DC偽足高度)。
活細(xì)胞工作站
適用場(chǎng)景:長時(shí)間動(dòng)態(tài)追蹤(如DC遷移軌跡或抗原處理過程)。
關(guān)鍵配置:
環(huán)境控制:37℃、5% CO?、飽和濕度。
成像頻率:每5-30分鐘一次(根據(jù)動(dòng)態(tài)過程快慢調(diào)整)。
防漂移設(shè)計(jì):使用硬件自動(dòng)聚焦(如Perfect Focus System)。
四、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化要點(diǎn):減少干擾與提高可重復(fù)性
降低自發(fā)熒光
培養(yǎng)基選擇:避免使用酚紅(含苯酚紅培養(yǎng)基在488 nm激發(fā)下產(chǎn)生強(qiáng)熒光),改用無酚紅RPMI-1640。
耗材處理:使用低自發(fā)熒光玻璃底培養(yǎng)皿(如Corning 35 mm #1.5 coverglass),避免塑料底干擾。
標(biāo)記條件優(yōu)化
抗體濃度:通過滴定實(shí)驗(yàn)確定最佳濃度(如CD80-FITC:1 μg/10? cells)。
標(biāo)記時(shí)間:抗體標(biāo)記需在冰上進(jìn)行(減少內(nèi)吞導(dǎo)致的非特異性結(jié)合),細(xì)胞器探針需在37℃標(biāo)記(確保探針進(jìn)入活細(xì)胞)。
數(shù)據(jù)質(zhì)量控制
陰性對(duì)照:設(shè)置未標(biāo)記組(背景熒光)和同型抗體對(duì)照組(非特異性結(jié)合)。
陽性對(duì)照:使用已知陽性細(xì)胞(如LPS刺激后的DC)驗(yàn)證標(biāo)記有效性。
重復(fù)驗(yàn)證:至少3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn),每次3個(gè)技術(shù)重復(fù)。
五、典型應(yīng)用場(chǎng)景與案例
DC成熟與抗原呈遞研究
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
分組:未處理組、LPS(100 ng/mL)刺激組、CpG ODN(1 μM)刺激組。
標(biāo)記:CD80-FITC(成熟標(biāo)志)、MHC II-APC(抗原呈遞能力)、Dextran-Alexa Fluor 488(抗原攝?。?/p>
成像:共聚焦顯微鏡觀察DC表面標(biāo)志物表達(dá)與抗原內(nèi)吞共定位。
結(jié)果分析:LPS組CD80?MHC II?細(xì)胞比例顯著升高,Dextran熒光強(qiáng)度增加,表明DC成熟增強(qiáng)且抗原攝取能力提升。
DC-T細(xì)胞免疫突觸形成
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
共培養(yǎng):OT-II T細(xì)胞(CD4-CFSE標(biāo)記)與OVA???????肽負(fù)載的DC(MHC II-PE標(biāo)記)。
標(biāo)記:Phalloidin-iFluor 555(細(xì)胞骨架)、p-ZAP70-Alexa Fluor 647(T細(xì)胞活化信號(hào))。
成像:活細(xì)胞工作站動(dòng)態(tài)追蹤免疫突觸形成過程(時(shí)間間隔5分鐘,總時(shí)長2小時(shí))。
結(jié)果分析:DC偽足與T細(xì)胞接觸后,p-ZAP70在接觸區(qū)聚集,表明免疫突觸成功形成。
DC遷移與腫瘤免疫逃逸
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
模型:將GFP標(biāo)記的B16F10黑色素瘤細(xì)胞接種于小鼠耳部,局部注射CFSE標(biāo)記的BMDC。
標(biāo)記:CellTracker Red CMPTX(DC遷移追蹤)、Lyve-1-Alexa Fluor 647(淋巴管標(biāo)記)。
成像:雙光子顯微鏡活體觀察DC向腫瘤引流淋巴結(jié)的遷移路徑。
結(jié)果分析:腫瘤微環(huán)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(nèi),解釋腫瘤免疫逃逸機(jī)制。
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