在DC(樹突狀細(xì)胞)與T細(xì)胞共培養(yǎng)體系中,免疫突觸的形成是觀察兩者相互作用的核心指標(biāo),其觀察需結(jié)合熒光標(biāo)記、成像技術(shù)及功能驗證,以下從關(guān)鍵步驟、技術(shù)選擇及實驗優(yōu)化三方面展開說明:
一、關(guān)鍵步驟:共培養(yǎng)體系設(shè)計與熒光標(biāo)記
細(xì)胞來源與純化
DC:常用骨髓來源DC(BMDC)或單核細(xì)胞誘導(dǎo)的MoDC(如人外周血CD14?單核細(xì)胞經(jīng)GM-CSF+IL-4誘導(dǎo))。
T細(xì)胞:從同一供體分離CD4?或CD8? T細(xì)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(yǎng)條件:DC與T細(xì)胞比例通常為1:5至1:20,共培養(yǎng)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(dǎo)DC成熟。
熒光標(biāo)記策略
DC標(biāo)記:
膜標(biāo)記:CD11c-APC(DC特異性標(biāo)志)、MHC II-PE(抗原呈遞能力)。
功能標(biāo)記:CD80-FITC/CD86-FITC(共刺激分子,成熟標(biāo)志)。
T細(xì)胞標(biāo)記:
膜標(biāo)記:CD3-CFSE(追蹤增殖)、CD4-Pacific Blue/CD8-PerCP(亞群區(qū)分)。
功能標(biāo)記:p-ZAP70-Alexa Fluor 647(T細(xì)胞活化信號)、LFA-1-Alexa Fluor 555(黏附分子)。
細(xì)胞骨架標(biāo)記:Phalloidin-iFluor 555(標(biāo)記DC和T細(xì)胞的F-actin,觀察突觸處骨架重排)。
二、技術(shù)選擇:成像方法對比與推薦
共聚焦顯微鏡
優(yōu)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(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)。
案例:觀察DC與OT-II T細(xì)胞共培養(yǎng)時,MHC II與TCR在突觸處的共定位(Pearson相關(guān)系數(shù)>0.7)。
成像流式細(xì)胞術(shù)(MIFC)
優(yōu)勢:高通量(每小時分析10?細(xì)胞),可量化突觸形成比例及信號強(qiáng)度。
設(shè)門策略:
聚焦細(xì)胞:根據(jù)“gradient RMS"特征選擇。
偶聯(lián)體識別:CFSE?(T細(xì)胞)與CD11c?(DC)雙陽性細(xì)胞。
Interface Mask:定義T-DC接觸界面,統(tǒng)計該區(qū)域phalloidin或LFA-1熒光強(qiáng)度。
案例:研究顯示,抗原呈遞后DC與T細(xì)胞突觸形成比例從15%升至45%(p<0.01)。
活細(xì)胞工作站
優(yōu)勢:動態(tài)追蹤突觸形成過程(時間間隔5-30分鐘)。
關(guān)鍵配置:
環(huán)境控制:37℃、5% CO?、飽和濕度。
防漂移設(shè)計:硬件自動聚焦(如Perfect Focus System)。
案例:實時觀察DC偽足與T細(xì)胞接觸后,p-ZAP70在接觸區(qū)快速聚集(<5分鐘)。
三、實驗優(yōu)化:減少干擾與提高可重復(fù)性
降低自發(fā)熒光
培養(yǎng)基:使用無酚紅RPMI-1640(避免488 nm激發(fā)下酚紅熒光干擾)。
耗材:采用低自發(fā)熒光玻璃底培養(yǎng)皿(如Corning 35 mm #1.5 coverglass)。
標(biāo)記條件優(yōu)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(biāo)記時間:
膜抗體:冰上標(biāo)記30分鐘(減少內(nèi)吞導(dǎo)致的非特異性結(jié)合)。
細(xì)胞骨架探針:37℃標(biāo)記15分鐘(確保phalloidin進(jìn)入活細(xì)胞)。
功能驗證
陰性對照:未標(biāo)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(xì)胞(如LPS刺激后的DC與T細(xì)胞共培養(yǎng))。
重復(fù)驗證:至少3次獨立實驗,每次3個技術(shù)重復(fù)。
四、典型結(jié)果與分析
突觸形成標(biāo)志
形態(tài)學(xué):DC偽足與T細(xì)胞接觸,形成“牛眼樣"結(jié)構(gòu)(中心為MHC-TCR,外周為LFA-1-ICAM-1)。
量化數(shù)據(jù):成像流式顯示,抗原呈遞組突觸界面phalloidin熒光強(qiáng)度較未處理組高3倍(p<0.001)。
功能關(guān)聯(lián)
T細(xì)胞活化:突觸形成比例與T細(xì)胞IL-2分泌量呈正相關(guān)(r=0.85, p<0.01)。
DC成熟:LPS刺激后DC與T細(xì)胞突觸形成效率提升50%,伴隨CD80/CD86表達(dá)上調(diào)。
五、技術(shù)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(lián)體識別可能受細(xì)胞重疊干擾。
解決:結(jié)合“aspect ratio"和“area"參數(shù)排除非特異性雙陽性細(xì)胞。
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