一、技术原理
ELISPOT技术基于免疫细胞受刺激分泌细胞因子后,通过特异性抗体捕获与显色反应,在PVDF膜上形成可计量的斑点,从而实现对细胞因子分泌的定性与定量分析。
其核心流程包含以下关键环节:
1.细胞激活:当免疫细胞(如T细胞、B细胞)接触抗原或丝裂原等刺激物时,其表面受体识别刺激信号并激活细胞内信号通路,启动特定细胞因子(如IFN-γ、IL-4)的合成与分泌。
2.捕获标记:分泌的细胞因子通过胞吐作用释放到细胞外微环境中,形成局部高浓度区域。ELISPOT板的PVDF膜表面预先包被针对目标细胞因子的单克隆抗体。细胞分泌的因子扩散至膜表面时,与抗体发生高亲和力结合,形成抗原-抗体复合物。未被结合的细胞因子则通过洗涤步骤清除,确保检测的特异性。
3.显色反应:加入生物素标记的二抗,该抗体针对同一细胞因子的不同表位,与已捕获的因子结合形成“三明治”复合物。随后添加链霉亲和素-酶(如碱性磷酸酶)偶联物,利用生物素与亲和素的高强度结合特性,将酶固定在反应位点。在酶催化作用下,底物(如BCIP/NBT)发生氧化还原反应,生成不溶性有色沉淀物(如NBT还原为紫色甲臜)。
4.分析:每个活性分泌细胞在膜表面形成单个斑点,其直径与细胞分泌的因子总量正相关,斑点轮廓清晰度由细胞活性和分泌速率决定。专用ELISPOT分析仪通过图像识别算法,区分真实斑点与背景噪声,统计单位面积内的斑点数量。结合标准曲线或阳性对照,可换算分泌细胞比例及单细胞分泌量,检测灵敏度可达1/100,000细胞级别。
二、实验方法
ELISPOT实验通常包括以下步骤:
1.预包被抗体:将特异性单克隆抗体包被在96孔板的PVDF膜上,以捕获目标细胞因子。
2.细胞接种:将待检测的细胞悬液加入到孔板中,让细胞在板上培养一定时间。期间,细胞会在刺激下分泌细胞因子。
3.捕捉分泌物:细胞因子一旦被分泌,会被孔板底部的抗体捕获,并固定在孔板上。
4.检测抗体:加入与被捕获因子特异结合的二抗(通常是与酶结合的抗体),用以检测捕获的细胞因子。
5.显色反应:通过加入底物,酶催化反应会生成可见的色斑(spot),每个斑点代表一个分泌目标因子的单细胞。
6.计数与分析:用专用的ELISPOT读板仪计数斑点,从而推断每孔中分泌某种因子的细胞数量。
三、实验注意事项
1.无菌操作:整个实验过程需要在无菌条件下进行,以避免细胞污染。
2.细胞活性:确保待检测的细胞保持较高的活性,以获得准确的实验结果。
3.抗体选择:选择高亲和力、高特异性的抗体,以提高检测的灵敏度和特异性。
4.洗涤步骤:洗涤步骤要彻底,以去除未结合的细胞因子和抗体,减少背景噪声。
5.显色时间:显色时间要适当,过长或过短都会影响斑点的形成和计数。
四、应用领域
ELISPOT技术被广泛应用于免疫学研究,尤其是在疫苗研发、感染性疾病研究、自身免疫疾病和癌症免疫治疗等领域。通过ELISPOT技术,研究者可以高效筛选出针对疾病或病原体有应答的细胞群体,从而帮助开发更有针对性的治疗方法和疫苗。