临床免疫学检验-课件-第15章-免疫细胞标志和功能检测技术.pptx
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- 临床 免疫学 检验 课件 15 免疫 细胞 标志 功能 检测 技术
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1、第十五章第十五章 免疫细胞标志和功能免疫细胞标志和功能检测技术检测技术免疫细胞免疫细胞免疫细胞免疫细胞:凡是参与免疫应答或与免疫应答有关凡是参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞的统称为免疫细胞的细胞的统称为免疫细胞。淋巴细胞淋巴细胞T T细胞、细胞、B B细胞、细胞、NKNK细胞细胞抗原提呈细胞抗原提呈细胞单核巨噬细胞、树突状细胞等单核巨噬细胞、树突状细胞等其他细胞其他细胞中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞等胞和肥大细胞等3免疫细胞的分离及检测免疫细胞的分离及检测检测:检测:各类免疫细胞及其亚群的数量和功能测定各类免疫细胞及其亚群的数量和功能测定
2、方法:方法:体外法为主体外法为主目的:目的:判断机体免疫状态判断机体免疫状态意义:意义:探讨疾病的发病机制、发展、预后、疗效探讨疾病的发病机制、发展、预后、疗效免疫细胞的分离免疫细胞的分离 是指将各种参与免疫反应的细胞从是指将各种参与免疫反应的细胞从 血液或组织中分离出来血液或组织中分离出来 细胞分离基本原理细胞分离基本原理细胞密度不同细胞密度不同细胞生物学特性不同细胞生物学特性不同细胞表面分化抗原不同细胞表面分化抗原不同第一节第一节 免疫细胞的分离免疫细胞的分离 外周血单个核细胞分离外周血单个核细胞分离 淋巴细胞的分离淋巴细胞的分离 T T、B B细胞和细胞和T T细胞亚群的分离细胞亚群的分
3、离一、外周血单个核细胞分离一、外周血单个核细胞分离 外周血单个核细胞外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMC)包括包括淋巴细胞淋巴细胞和和单单核细胞核细胞(monocyte)。)。分离原理分离原理:根据比重不同进行分离:根据比重不同进行分离 PBMC血小板血小板多核白细胞多核白细胞红细胞红细胞 对分离介质的要求:对分离介质的要求:对细胞无毒;对细胞无毒;基本等渗;基本等渗;与血浆和分离细胞不相溶;与血浆和分离细胞不相溶;有特定的比重。有特定的比重。不同动物的不同动物的PBMC比重有差异:比重有差异:小鼠:小鼠:1.085 大鼠:大鼠:1.
4、087 人:人:1.0751.090 常用常用Ficoll分离液分离液(1.0770.001)分离人的分离人的PMBC分离介质分离介质是关键是关键 Ficoll Ficoll分离液分离液份份6%6%聚蔗糖蒸馏水溶液聚蔗糖蒸馏水溶液份份34%34%泛影葡胺生理盐水溶液泛影葡胺生理盐水溶液(聚蔗糖聚蔗糖-泛影葡胺泛影葡胺)Ficoll外周血外周血纯度达纯度达95%上层:血浆上层:血浆中层:分离液中层:分离液底层:红细胞和多核细胞底层:红细胞和多核细胞白膜层白膜层二二、淋巴细胞分离、淋巴细胞分离贴壁粘附法贴壁粘附法 吸附柱过滤法吸附柱过滤法 Percoll Percoll 分离液法分离液法 ,将已制
5、备的单个核,将已制备的单个核细胞悬液倾于玻璃或塑料平皿或扁平培养瓶,细胞悬液倾于玻璃或塑料平皿或扁平培养瓶,3737温箱静置温箱静置1 h1 h,单核细胞将贴附于平皿壁上,而未贴壁的细胞几乎全,单核细胞将贴附于平皿壁上,而未贴壁的细胞几乎全为纯淋巴细胞。橡皮棒刮下贴壁的细胞,可得纯单核细胞。为纯淋巴细胞。橡皮棒刮下贴壁的细胞,可得纯单核细胞。1.1.贴壁黏附法贴壁黏附法PBMC37 1 hour上清液上清液单核单核单核单核淋巴细胞淋巴细胞注意:注意:B B细胞也可粘附细胞也可粘附 ,将单个核细胞悬液注入装有玻璃,将单个核细胞悬液注入装有玻璃纤维或葡聚糖凝胶纤维或葡聚糖凝胶Sephadex G1
6、0Sephadex G10的层的层析柱中,凡有黏附能力的细胞绝大部析柱中,凡有黏附能力的细胞绝大部分被吸附而黏滞在柱层中,从柱上洗分被吸附而黏滞在柱层中,从柱上洗脱下来的细胞主要是淋巴细胞。脱下来的细胞主要是淋巴细胞。2.2.吸附柱过滤法吸附柱过滤法PBMCPBMC洗洗 脱脱 洗脱液洗脱液淋巴细胞淋巴细胞巨噬细胞或单核细胞巨噬细胞或单核细胞 DC B细胞细胞 T细胞细胞=红细胞红细胞细胞的黏附能力:细胞的黏附能力:3.Percoll 3.Percoll 分离液连续密度梯度离心法分离液连续密度梯度离心法 是一种经聚乙烯吡咯烷酮是一种经聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(PVP)处理的处理的硅胶颗粒硅胶颗粒
7、,对细,对细胞无毒性。胞无毒性。高速离心后可形成连续的密高速离心后可形成连续的密度梯度,不同密度的细胞将度梯度,不同密度的细胞将悬浮于各自不同的密度区带,悬浮于各自不同的密度区带,从而将密度不等的细胞分离从而将密度不等的细胞分离纯化。纯化。死细胞死细胞 血小板血小板单核细胞单核细胞淋巴细胞淋巴细胞粒细胞粒细胞红细胞红细胞操作流程长,繁琐,实际应用受限操作流程长,繁琐,实际应用受限 红细胞红细胞 低渗裂解法:在低渗裂解法:在PBMC中加入蒸馏水,轻摇中加入蒸馏水,轻摇片刻使红细胞裂解,随后加入等量的片刻使红细胞裂解,随后加入等量的1.8%氯化钠溶液恢复等渗。氯化钠溶液恢复等渗。血小板血小板 胎牛
8、血清梯度离心,利用胎牛血清梯度离心,利用PBMC与血小板比与血小板比重的差异,离心后重的差异,离心后PBMC沉淀、血小板悬浮沉淀、血小板悬浮。其他成分去除其他成分去除淋巴细胞淋巴细胞T细胞:细胞:CD2、CD3、CD4、CD8、CD25等等B细胞:细胞:CD19、CD20、CD21、CD22、CD23等等分离方法分离方法阳性选择法:纯化所需的细胞阳性选择法:纯化所需的细胞阴性选择法:去除不要的细胞,留下所需细胞阴性选择法:去除不要的细胞,留下所需细胞三、三、T T、B B细胞和细胞和T T细胞亚群的分离细胞亚群的分离E E花环沉淀法花环沉淀法尼龙毛纤维分离法尼龙毛纤维分离法磁性微球分离法磁性微
9、球分离法 荧光激活细胞分离仪分离法荧光激活细胞分离仪分离法亲和板分离法亲和板分离法三、三、T T、B B细胞和细胞和T T细胞亚群的分离细胞亚群的分离E E花环沉淀法花环沉淀法尼龙毛纤维分离法尼龙毛纤维分离法亲和板分离法亲和板分离法磁性微球分离法磁性微球分离法 荧光激活细胞分离仪分离法荧光激活细胞分离仪分离法1.E花环沉淀法花环沉淀法方法:淋巴细胞方法:淋巴细胞+SRBC悬液悬液加入分层液加入分层液 T细胞形成细胞形成E花环而沉于管底花环而沉于管底悬液悬液 中为中为B细胞。细胞。成熟成熟T细胞具有细胞具有CD2分子分子能结合绵羊红细胞能结合绵羊红细胞缺点:分离效率低,易受多种因素影响缺点:分离
10、效率低,易受多种因素影响方法:将所需的细胞对应的单克隆方法:将所需的细胞对应的单克隆 抗体包被于小管内抗体包被于小管内加入淋加入淋 巴细胞巴细胞形成形成Ag-Ab复合物复合物 洗去不反应的物质。洗去不反应的物质。2.尼龙毛分离法尼龙毛分离法(吸附能力差异吸附能力差异)方法:淋巴细胞方法:淋巴细胞通过聚酰胺纤维管通过聚酰胺纤维管洗脱下来的是洗脱下来的是T细胞细胞3.亲合板结合分离法亲合板结合分离法分离亚群分离亚群4.磁性微球分离法磁性微球分离法磁性微球:磁性微球:微球核心一般为金属小颗粒(微球核心一般为金属小颗粒(Fe2O3,Fe3O4),其表面包裹有高分子材料(聚苯乙烯,其表面包裹有高分子材料
11、(聚苯乙烯,聚氯乙烯等),表面有活性基团(氨基、羧基和聚氯乙烯等),表面有活性基团(氨基、羧基和羟基),可结合生物大分子物质(抗原,抗体,羟基),可结合生物大分子物质(抗原,抗体,核酸等)。核酸等)。免疫磁珠:免疫磁珠:微球表面包被有免疫物质称免疫磁珠,微球表面包被有免疫物质称免疫磁珠,有有免疫配基免疫配基和和磁响应磁响应的性质。的性质。正筛选细胞时,抗体可引起细胞凋亡或活化。正筛选细胞时,抗体可引起细胞凋亡或活化。细胞细胞-抗体抗体-磁珠复合物磁珠复合物免疫磁珠法分离细胞原理免疫磁珠法分离细胞原理评价免疫磁珠分离细胞的重要指标:评价免疫磁珠分离细胞的重要指标:纯度和得率纯度和得率取决于:取决
12、于:磁珠所连接单抗的特异性和磁珠大小磁珠所连接单抗的特异性和磁珠大小比较项目比较项目大磁珠大磁珠小磁珠小磁珠对细胞的影响对细胞的影响对细胞造成机械压力,对细胞造成机械压力,影响其生物学活性,不影响其生物学活性,不利于分离后培养利于分离后培养对细胞温和,不影响对细胞温和,不影响分离细胞的后续培养分离细胞的后续培养对流式细胞仪对流式细胞仪的影响的影响阻塞喷嘴,影响散射光阻塞喷嘴,影响散射光可直接上流式细胞仪可直接上流式细胞仪检测,不影响散射光检测,不影响散射光分离条件要求分离条件要求技术简单,分离可在试技术简单,分离可在试管中完成管中完成需要很强的磁场来分需要很强的磁场来分离细胞离细胞收率收率得率
13、高得率高得率不高得率不高纯度纯度纯度低纯度低纯度高纯度高分离时间分离时间分离速度快分离速度快分离速度慢分离速度慢分离成本分离成本成本低成本低需要很强的磁场,需需要很强的磁场,需要一次性的分离柱,要一次性的分离柱,不能在普通试管进行不能在普通试管进行经典的流式经典的流式细胞分析仪细胞分析仪5.荧光激活荧光激活细胞分选仪细胞分选仪分离法(分离法(FACS)优点:可对单个细胞进行快速、准确和客观的检测,对优点:可对单个细胞进行快速、准确和客观的检测,对特定群体加以分选特定群体加以分选缺点:不适用于细胞表面分子不清的细胞分离,试剂和缺点:不适用于细胞表面分子不清的细胞分离,试剂和 仪器昂贵仪器昂贵什么
14、是流式细胞仪什么是流式细胞仪?流式细胞仪流式细胞仪(flow cytometerflow cytometer):):是多学科交叉融合的产物,是集光学、化学、材料学、流体力学、自动化控制、光电测量、细胞生物学、生物化学、免疫学和计算机图像分析等技术于一体的现代化新型分析仪器。作为一种先进的微粒(细胞)定性和定量分作为一种先进的微粒(细胞)定性和定量分析仪器析仪器。流式细胞仪特点:流式细胞仪特点:速度快,每秒可测量数万个微粒;精度高;准确性好;多参数测量,可以同时对同一个微粒作物理、化学和生物特性的多参数测量。经典流式细胞仪的结构经典流式细胞仪的结构(一)基本结构一)基本结构 经典分选型的流式细胞
15、仪的结构组成液流液流系统系统:液流驱动系统、流动室、鞘液流和标本流 光学系统:光学系统:光源、光束形成器(流动室前光学系统)、流动室后光学系统 信号检测及光电转换系统信号检测及光电转换系统:光电转换器、放大器和信号处理电路 分选分选系统系统:电荷加载系统、超声压电晶体、液流断点监控系统、偏转电极、细胞收集系统和气溶胶控制系统计算机计算机分析系统分析系统 经典流式细胞仪的结构经典流式细胞仪的结构细胞悬液形成液流柱流动室振动液流断裂成液滴空白液滴含细胞的液滴弃去偏转落入收集器压电晶体压电晶体产生产生机械振动机械振动不充电不充电充电充电流式细胞仪分选原理流式细胞仪分选原理流式细胞术分选的流式细胞术分
16、选的原理原理早期早期细胞物理细胞物理属性属性细胞生物细胞生物属性属性分辨率和灵敏度不高分辨率和灵敏度不高现在(根据细胞表面标志)现在(根据细胞表面标志)免疫磁珠免疫磁珠流式细胞仪流式细胞仪分辨率分辨率和灵敏和灵敏度高度高四、不同细胞分离方法的综合评价四、不同细胞分离方法的综合评价1、细胞计数、细胞计数单位:细胞数单位:细胞数/毫升。毫升。工具:血细胞计数板工具:血细胞计数板 方法:分离的免疫细胞悬液轻轻混匀后,取一定体方法:分离的免疫细胞悬液轻轻混匀后,取一定体积细胞悬液加等量的细胞稀释液混匀,吸取积细胞悬液加等量的细胞稀释液混匀,吸取1滴滴入滴滴入血细胞计数板中,计算血细胞计数板中,计算4个
17、大方格的细胞数。个大方格的细胞数。细胞数细胞数=4个大方格的细胞数个大方格的细胞数4104 稀释倍数稀释倍数五、五、分离分离细胞的保存和活力检测细胞的保存和活力检测4个大方格,个大方格,体积为体积为0.1mm32、分离细胞的保存、分离细胞的保存 对保存液的要求:等渗,具对保存液的要求:等渗,具pH 缓冲作用,并缓冲作用,并对细胞无毒性(对细胞无毒性(Hanks、Tc-199、RPMI 1640)。)。短期保存,置短期保存,置4放置较好,可减低细胞代谢放置较好,可减低细胞代谢活动。活动。需长期保存,应放入液氮罐中在深低温需长期保存,应放入液氮罐中在深低温(-196)条件下保存细胞。条件下保存细胞
18、。3、细胞活力测定、细胞活力测定 细胞活力常用细胞活力常用活细胞占总细胞的百分比活细胞占总细胞的百分比表示,表示,常用常用台盼蓝台盼蓝(trypan blue)染色法。死细胞着色,染染色法。死细胞着色,染成蓝色;活细胞拒染。成蓝色;活细胞拒染。用血细胞计数器在显微镜下观察到着色和不着用血细胞计数器在显微镜下观察到着色和不着色的细胞,计数色的细胞,计数200 个细胞,以不着色细胞的百分个细胞,以不着色细胞的百分率即代表细胞的活力。率即代表细胞的活力。一、T细胞表面标志及亚群细胞表面标志及亚群二、B细胞表面标志细胞表面标志三、自然杀伤细胞表面标志三、自然杀伤细胞表面标志第二节第二节 淋巴细胞表面标
19、志的检测及亚群分类淋巴细胞表面标志的检测及亚群分类 白细胞分化抗原:造血干细胞在分化为不同谱系、各个细白细胞分化抗原:造血干细胞在分化为不同谱系、各个细胞谱系分化不同阶段、及成熟细胞活化过程中表达的细胞胞谱系分化不同阶段、及成熟细胞活化过程中表达的细胞表面分子;表面分子;簇分化抗原(簇分化抗原(cluster of differentiation):):CD分子或分化分子或分化群,通常鉴定的同一白细胞分化抗原归为同一分化群;群,通常鉴定的同一白细胞分化抗原归为同一分化群;淋巴细胞鉴定和计数常用的细胞表面标志:淋巴细胞鉴定和计数常用的细胞表面标志:簇分化抗原簇分化抗原(CD);相关概念相关概念一
20、、一、T T细胞表面标志及其亚群细胞表面标志及其亚群 T细胞共同的标志抗原:细胞共同的标志抗原:CD3分子分子根据免疫效应功能和表面的根据免疫效应功能和表面的CD分子分为:分子分为:辅助性辅助性T细胞(细胞(help T cell,Th):):CD3+CD4+CD8-细胞毒性细胞毒性T细胞(细胞(cytotoxic T cell,Tc or CTL):CD3+CD4-CD8+调节性调节性T细胞(细胞(regulatory T cell,Tr or Treg):):CD4+CD25+Foxp3+(一)辅助性(一)辅助性T细胞(细胞(help T cell,Th)典型标志:典型标志:CD3+CD4
21、+CD8-主要包括主要包括Th1、Th2、Th3和和Th17细胞细胞 Th1和和Th2相对特异的标志:相对特异的标志:CD3+CD4+CD30-(Th1)CD3+CD4+CD30+(Th2)一、一、T T细胞表面标志及其亚群细胞表面标志及其亚群 分泌分泌IL-2、IFN-、TNF-辅助细胞辅助细胞免疫免疫分泌分泌IL-4、5、6、10,辅助体液免疫辅助体液免疫(二)细胞毒性(二)细胞毒性T T细胞细胞(cytotoxic T cell,Tc or CTL)典型标志:典型标志:CD3+CD4-CD8+Tc1和和Tc2相对特异的标志:相对特异的标志:CD3+CD8+CD30-(Tc1)CD3+CD
22、8+CD30+(Tc2)一、一、T细胞表面标志及其亚群细胞表面标志及其亚群(三)调节性(三)调节性T细胞细胞(regulatory T cell,Tr or Treg)分两类:分两类:自然调节性自然调节性T细胞(细胞(natural Treg,nTreg)诱导性调节性诱导性调节性T细胞(细胞(inducible Treg,iTreg)分子标记:转录因子分子标记:转录因子Foxp3;nTreg的典型标志:的典型标志:CD4+CD25+Foxp3+iTreg的检测要结合其他的检测要结合其他T细胞标志。细胞标志。一、一、T细胞表面标志及其亚群细胞表面标志及其亚群 二、二、B B细胞表面标志细胞表面标
23、志 mIg、Fc受体、补体受体、受体、补体受体、EB病毒受体、小鼠红细胞受体等,病毒受体、小鼠红细胞受体等,其中其中以以mIg为为B细胞所特有,是鉴定细胞所特有,是鉴定B细胞可靠的指标;细胞可靠的指标;其他特异的分子有:其他特异的分子有:CD19、CD20、CD21、CD22、CD23等等;CD19/CD5分子:可将分子:可将B细胞区分为细胞区分为B1细胞和细胞和B2细胞细胞,B1细细胞为胞为CD19+CD5+,而,而B2细胞为细胞为CD19+CD5-。B2细胞为通常细胞为通常所指外周成熟的所指外周成熟的B细胞细胞。B1与与B2细胞的比较细胞的比较2CD19CD19+CD5CD5-:B2:B2
24、细胞细胞mIgmIg:膜表面免疫球蛋白:膜表面免疫球蛋白CD19CD19(B B细胞的标志)细胞的标志)CD21 CD22 CD23CD21 CD22 CD23CD32(FcR)CD32(FcR)CD35CD35(C3b/C4bC3b/C4b受体)受体)CD40CD40(成熟(成熟B B细胞)细胞)CD80/86CD80/86(活化的(活化的B B细胞)细胞)CD19CD19+CD5CD5+:B1:B1细胞细胞二、二、B B细胞表面标志细胞表面标志 B细胞特有,鉴定细胞特有,鉴定B细胞可靠指标细胞可靠指标成熟成熟B细胞共有细胞共有Fc受体受体补体受体补体受体三、三、NKNK细胞表面标志细胞表面
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