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文檔簡(jiǎn)介
免疫學(xué)研究手冊(cè)一、免疫學(xué)概述
免疫學(xué)是研究生物體免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其與外界環(huán)境相互作用的科學(xué)。它不僅涉及基礎(chǔ)生物學(xué)原理,還廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。本手冊(cè)旨在為免疫學(xué)研究提供系統(tǒng)性的指導(dǎo),涵蓋免疫學(xué)的基本概念、研究方法、關(guān)鍵技術(shù)及前沿進(jìn)展。
(一)免疫學(xué)的基本概念
1.免疫系統(tǒng)組成
(1)先天性免疫系統(tǒng):包括物理屏障(皮膚、黏膜)、化學(xué)屏障(分泌液)、免疫細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等)和免疫分子(補(bǔ)體系統(tǒng)、干擾素等)。
(2)獲得性免疫系統(tǒng):包括B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫和T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫,具有特異性和記憶性。
2.免疫應(yīng)答過(guò)程
(1)抗原識(shí)別:免疫細(xì)胞通過(guò)表面受體(如T細(xì)胞受體、B細(xì)胞受體)識(shí)別抗原。
(2)免疫細(xì)胞活化:抗原呈遞細(xì)胞(APC)將抗原信息傳遞給T細(xì)胞,啟動(dòng)免疫應(yīng)答。
(3)免疫效應(yīng):激活的T細(xì)胞和B細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞,清除病原體或異常細(xì)胞。
(4)免疫記憶:部分細(xì)胞分化為記憶細(xì)胞,提供長(zhǎng)期免疫保護(hù)。
(二)免疫學(xué)研究方法
1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型
(1)常用模型:小鼠、大鼠、斑馬魚(yú)等,用于研究免疫應(yīng)答、疾病機(jī)制及藥物篩選。
(2)建模方法:包括基因敲除、轉(zhuǎn)基因、無(wú)菌動(dòng)物等技術(shù)。
2.細(xì)胞學(xué)分析
(1)流式細(xì)胞術(shù):檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)記、細(xì)胞周期、凋亡等指標(biāo)。
(2)免疫細(xì)胞分選:通過(guò)磁珠分選或FACS技術(shù)獲取特定細(xì)胞群體。
3.分子生物學(xué)技術(shù)
(1)PCR技術(shù):檢測(cè)基因表達(dá)、抗原序列分析。
(2)基因編輯:CRISPR/Cas9技術(shù)用于修飾免疫細(xì)胞基因。
(三)免疫學(xué)研究應(yīng)用
1.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
(1)腫瘤免疫:通過(guò)免疫檢查點(diǎn)抑制劑、CAR-T細(xì)胞療法等手段治療癌癥。
(2)自身免疫疾?。貉芯考膊“l(fā)病機(jī)制,開(kāi)發(fā)靶向藥物(如類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥)。
2.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
(1)動(dòng)物疫病防控:利用疫苗、免疫增強(qiáng)劑提高動(dòng)物免疫力。
(2)轉(zhuǎn)基因作物:培育抗病品種,減少農(nóng)藥使用。
二、免疫學(xué)研究關(guān)鍵技術(shù)
(一)免疫熒光技術(shù)
1.原理:利用熒光標(biāo)記的抗體檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)或組織中的抗原。
2.操作步驟:
(1)細(xì)胞固定:使用甲醇或甲醛固定細(xì)胞。
(2)封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn):使用封閉液(如BSA、血清)。
(3)一抗孵育:加入特異性抗體。
(4)二抗孵育:加入熒光標(biāo)記的二抗。
(5)成像分析:通過(guò)熒光顯微鏡觀察結(jié)果。
(二)ELISA技術(shù)
1.原理:酶標(biāo)記的抗體與抗原結(jié)合,通過(guò)底物顯色定量分析。
2.類(lèi)型:
(1)直接ELISA:直接用酶標(biāo)抗體檢測(cè)抗原。
(2)間接ELISA:用生物素標(biāo)記抗體,再結(jié)合鏈霉親和素-過(guò)氧化物酶復(fù)合物。
(3)雙抗體夾心ELISA:檢測(cè)抗原需同時(shí)存在捕獲抗體和檢測(cè)抗體。
(三)細(xì)胞因子檢測(cè)
1.方法:
(1)Luminex技術(shù):高通量檢測(cè)多種細(xì)胞因子。
(2)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA):?jiǎn)我换蛏倭考?xì)胞因子檢測(cè)。
2.應(yīng)用:評(píng)估免疫應(yīng)答強(qiáng)度、疾病狀態(tài)(如炎癥、感染)。
三、免疫學(xué)研究前沿
(一)免疫調(diào)控機(jī)制
1.腸道菌群與免疫:腸道微生物通過(guò)代謝產(chǎn)物影響免疫細(xì)胞功能。
2.免疫checkpoints:研究PD-1/PD-L1等抑制性通路,開(kāi)發(fā)抗腫瘤藥物。
(二)免疫治療進(jìn)展
1.CAR-T細(xì)胞療法:改造患者T細(xì)胞靶向癌細(xì)胞。
2.免疫療法聯(lián)合化療:提高腫瘤治療療效。
(三)單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)
1.技術(shù)優(yōu)勢(shì):解析復(fù)雜免疫微環(huán)境中的細(xì)胞異質(zhì)性。
2.應(yīng)用場(chǎng)景:腫瘤免疫微環(huán)境分析、自身免疫病機(jī)制研究。
四、免疫學(xué)研究倫理
1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn):遵循3R原則(替代、減少、優(yōu)化)。
2.人類(lèi)樣本:獲得知情同意,保護(hù)隱私。
3.數(shù)據(jù)共享:避免利益沖突,規(guī)范成果發(fā)布。
**一、免疫學(xué)概述**
免疫學(xué)是生物學(xué)的一個(gè)重要分支,專(zhuān)注于研究生物體(包括動(dòng)物和人類(lèi))的免疫系統(tǒng)、其組成部分、功能機(jī)制以及與內(nèi)外環(huán)境(如病原體、腫瘤細(xì)胞、異物等)的相互作用。它不僅是一個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域,為理解生命活動(dòng)提供了重要視角,其研究成果還在醫(yī)學(xué)診斷、疾病治療(如疫苗開(kāi)發(fā)、免疫治療)、生物技術(shù)等多個(gè)方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本手冊(cè)旨在為免疫學(xué)研究者提供一個(gè)系統(tǒng)性的知識(shí)框架和實(shí)用的操作指南,內(nèi)容涵蓋從基本概念到前沿技術(shù)的各個(gè)方面,力求信息準(zhǔn)確、邏輯清晰、操作性強(qiáng)。
(一)免疫學(xué)的基本概念
1.免疫系統(tǒng)組成
(1)先天性免疫系統(tǒng)(InnateImmuneSystem):這是生物體抵御病原體入侵的第一道防線,具有非特異性和快速反應(yīng)的特點(diǎn)。其組成成分包括:
***物理屏障**:如皮膚、黏膜及其附屬物(汗腺、皮脂腺等),能物理性地阻止大部分病原體進(jìn)入體內(nèi)。例如,皮膚角質(zhì)層的致密結(jié)構(gòu)、呼吸道黏膜的纖毛運(yùn)動(dòng)和黏液分泌,都屬于物理屏障的范疇。
***化學(xué)屏障**:體表和體內(nèi)分泌物含有多種抑菌或殺菌物質(zhì)。例如,皮膚和黏膜表面的pH值(偏酸性)、唾液中的溶菌酶、胃液中的胃酸、淚液和汗液中的溶菌酶和IgA,都能抑制或殺滅部分微生物。
***免疫細(xì)胞**:主要包括吞噬細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞Macrophages、中性粒細(xì)胞Neutrophils)和自然殺傷細(xì)胞(NKCells)。吞噬細(xì)胞能夠識(shí)別、吞噬并消化病原體或細(xì)胞碎片;中性粒細(xì)胞是炎癥早期到達(dá)感染部位的主要吞噬細(xì)胞;NK細(xì)胞能直接殺傷缺乏MHCI類(lèi)分子的靶細(xì)胞(如被病毒感染的細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞)。
***免疫分子**:包括補(bǔ)體系統(tǒng)(ComplementSystem)、干擾素(Interferons,IFNs)、細(xì)胞因子(Cytokines)等。補(bǔ)體系統(tǒng)通過(guò)經(jīng)典途徑、凝集素途徑和替代途徑激活,能裂解病原體、促進(jìn)吞噬、激活NK細(xì)胞等;干擾素主要由被病毒感染的細(xì)胞產(chǎn)生,能干擾病毒復(fù)制并增強(qiáng)其他免疫細(xì)胞的功能;細(xì)胞因子種類(lèi)繁多,如白細(xì)胞介素(ILs)、腫瘤壞死因子(TNFs)等,在調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答中起著關(guān)鍵的“指揮官”作用。
(2)獲得性免疫系統(tǒng)(AdaptiveImmuneSystem):也稱(chēng)為適應(yīng)性免疫系統(tǒng)或特異性免疫系統(tǒng),其特點(diǎn)是具有高度的特異性(針對(duì)特定抗原產(chǎn)生應(yīng)答)和免疫記憶(再次接觸相同抗原時(shí)能更快、更強(qiáng)地反應(yīng))。其核心細(xì)胞是淋巴細(xì)胞,主要包括:
***B淋巴細(xì)胞(BCells)**:在骨髓中發(fā)育成熟。B細(xì)胞通過(guò)其表面的B細(xì)胞受體(BCR,本質(zhì)是膜結(jié)合型IgM或IgD)特異性識(shí)別可溶性抗原。被抗原激活后,B細(xì)胞可以分化為漿細(xì)胞(PlasmaCells),產(chǎn)生大量特異性抗體;或分化為記憶B細(xì)胞(MemoryBCells),為二次免疫應(yīng)答做準(zhǔn)備。
***T淋巴細(xì)胞(TCells)**:在胸腺中發(fā)育成熟。T細(xì)胞具有兩種主要的表面受體:T細(xì)胞受體(TCR)。T細(xì)胞的活化通常需要兩個(gè)信號(hào):第一信號(hào)來(lái)自TCR與抗原呈遞細(xì)胞(APC)上呈遞的抗原肽-MHC分子的結(jié)合;第二信號(hào)來(lái)自共刺激分子(如B7-CD28)。根據(jù)功能和表面標(biāo)記,T細(xì)胞可分為:
***輔助性T細(xì)胞(HelperTCells,Th,或CD4+T細(xì)胞)**:識(shí)別由APC(如樹(shù)突狀細(xì)胞DCs)通過(guò)MHCII類(lèi)分子呈遞的抗原?;罨腡h細(xì)胞能產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,協(xié)調(diào)和增強(qiáng)B細(xì)胞應(yīng)答、細(xì)胞毒性T細(xì)胞應(yīng)答以及其他免疫細(xì)胞的功能。
***細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CytotoxicTCells,Tc,或CD8+T細(xì)胞)**:識(shí)別由被感染的體細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞通過(guò)MHCI類(lèi)分子呈遞的抗原肽。活化的CD8+T細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞,能直接殺傷表達(dá)相應(yīng)抗原的靶細(xì)胞。
***調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(RegulatoryTCells,Tregs)**:如CD25+CD4+Foxp3+T細(xì)胞,在維持免疫耐受、防止自身免疫性疾病發(fā)生中起重要作用,能抑制其他T細(xì)胞的活性。
***記憶性T細(xì)胞(MemoryTCells)**:包括效應(yīng)記憶T細(xì)胞(TEM)和中心記憶T細(xì)胞(TCM),在二次免疫應(yīng)答中迅速被激活并產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫效應(yīng)。
2.免疫應(yīng)答過(guò)程
(1)抗原識(shí)別:免疫應(yīng)答的起始是免疫細(xì)胞對(duì)特定抗原的識(shí)別。不同類(lèi)型的免疫細(xì)胞通過(guò)不同的受體識(shí)別不同類(lèi)型的抗原。
***B細(xì)胞識(shí)別**:BCR直接識(shí)別完整的、可溶性的抗原分子。識(shí)別通常較“非特異性”(能識(shí)別抗原的多表位)。
***T細(xì)胞識(shí)別**:TCR識(shí)別的是與MHC分子結(jié)合呈遞的抗原肽片段(通常是8-15個(gè)氨基酸長(zhǎng))。T細(xì)胞的識(shí)別具有嚴(yán)格的“MHC限制性”:CD8+T細(xì)胞識(shí)別由MHCI類(lèi)分子呈遞的肽(主要在感染細(xì)胞內(nèi));CD4+T細(xì)胞識(shí)別由MHCII類(lèi)分子呈遞的肽(主要在APC內(nèi))。
(2)免疫細(xì)胞活化:獲得性免疫應(yīng)答需要復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程,通常涉及至少兩個(gè)信號(hào):
***信號(hào)1(核心信號(hào))**:TCR/BCR與其識(shí)別的抗原肽-MHC復(fù)合物的結(jié)合。這是特異性識(shí)別。
***信號(hào)2(共刺激信號(hào))**:主要來(lái)自APC或活化的T細(xì)胞提供的共刺激分子與T細(xì)胞表面相應(yīng)受體的結(jié)合(如CD80/CD86與CD28)。信號(hào)2對(duì)于T細(xì)胞活化的充分啟動(dòng)至關(guān)重要,能提供“第二信使”,促進(jìn)細(xì)胞因子產(chǎn)生、轉(zhuǎn)錄因子激活等。缺乏信號(hào)2的T細(xì)胞活化可能不充分或朝向耐受方向發(fā)展。
***對(duì)于B細(xì)胞**:B細(xì)胞活化通常也需要信號(hào)1(BCR結(jié)合抗原)和信號(hào)2(來(lái)自Th細(xì)胞的CD40L與B細(xì)胞CD40的結(jié)合)。此外,某些抗原(如TI抗原)的活化可能只需要信號(hào)1和補(bǔ)體分子的協(xié)同刺激。
(3)免疫效應(yīng):活化的免疫細(xì)胞分化并發(fā)揮功能,清除抗原。
***T細(xì)胞效應(yīng)**:CD8+T細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL),通過(guò)釋放穿孔素(Perforin)和顆粒酶(Granzyme)或誘導(dǎo)Fas/FasL途徑來(lái)殺傷靶細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞分化為T(mén)h1、Th2、Th17、Tfh等亞型,分別產(chǎn)生不同的細(xì)胞因子,調(diào)控炎癥反應(yīng)、體液免疫、抗感染免疫等不同方向。記憶T細(xì)胞則長(zhǎng)期存活,維持免疫記憶。
***B細(xì)胞效應(yīng)**:活化的B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞,漿細(xì)胞是“抗體工廠”,能合成并大量分泌針對(duì)特定抗原的抗體(Isotypeswitching可能產(chǎn)生IgG,IgA,IgE等不同類(lèi)型)。抗體通過(guò)中和毒素、調(diào)理吞噬、激活補(bǔ)體、結(jié)合Fc受體(介導(dǎo)ADCC)等多種機(jī)制發(fā)揮免疫效應(yīng)。部分B細(xì)胞分化為記憶B細(xì)胞,提供長(zhǎng)期保護(hù)。
(4)免疫記憶:這是獲得性免疫的重要特征。在初次免疫應(yīng)答后,一部分活化的B細(xì)胞和T細(xì)胞會(huì)分化為長(zhǎng)壽命的記憶細(xì)胞(MemoryBCells和MemoryTCells)。當(dāng)機(jī)體再次遇到相同的抗原時(shí),記憶細(xì)胞能被迅速激活,產(chǎn)生比初次應(yīng)答更快、更強(qiáng)、更持久的免疫效應(yīng),這就是免疫記憶的機(jī)制,是疫苗能夠提供保護(hù)的基礎(chǔ)。
(二)免疫學(xué)研究方法
1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型:在免疫學(xué)研究中,動(dòng)物模型是研究免疫機(jī)制、評(píng)估疫苗或藥物效果不可或缺的工具。選擇合適的模型對(duì)于研究的順利進(jìn)行至關(guān)重要。
(1)常用模型:
***小鼠**:是最常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,具有遺傳背景清晰(許多品系如C57BL/6,BALB/c等)、易于操作、成本相對(duì)較低、與人類(lèi)免疫系統(tǒng)有較高相似性等優(yōu)點(diǎn)??蛇M(jìn)行各種免疫學(xué)實(shí)驗(yàn),包括細(xì)胞學(xué)分析、分子生物學(xué)研究、藥物測(cè)試等。
***大鼠**:體型比小鼠大,某些免疫應(yīng)答(如補(bǔ)體系統(tǒng))與人類(lèi)更接近,常用于藥理學(xué)研究、更大規(guī)模的免疫刺激實(shí)驗(yàn)等。
***斑馬魚(yú)(Zebrafish)**:作為一種模式生物,其發(fā)育速度快、透明體表便于觀察、部分免疫細(xì)胞和通路與人類(lèi)相似,尤其在研究先天免疫、炎癥反應(yīng)、疫苗開(kāi)發(fā)等方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
***其他模型**:如豚鼠(常用作過(guò)敏反應(yīng)研究)、裸鼠(缺乏MHCII類(lèi)分子,主要用于研究細(xì)胞免疫)、轉(zhuǎn)基因或基因敲除小鼠(用于研究特定基因功能)。
(2)建模方法:
***病原體感染模型**:通過(guò)給動(dòng)物接種特定病原體(病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)),模擬自然感染過(guò)程,研究宿主免疫應(yīng)答、疾病發(fā)展過(guò)程及免疫干預(yù)策略。例如,用小鼠感染李斯特菌研究先天免疫;用大鼠感染鉤蟲(chóng)研究腸道免疫。
***免疫缺陷動(dòng)物模型**:如裸鼠(無(wú)胸腺,T細(xì)胞缺乏)、SCID小鼠(嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷,T細(xì)胞和B細(xì)胞均缺乏),用于研究特定免疫細(xì)胞或分子的功能。
***轉(zhuǎn)基因/基因敲除/敲入動(dòng)物**:通過(guò)基因工程技術(shù)構(gòu)建帶有特定基因修改的動(dòng)物,用于研究該基因在免疫系統(tǒng)中的功能。例如,構(gòu)建CD4基因敲除小鼠研究T細(xì)胞功能。
***腫瘤模型**:荷瘤小鼠或大鼠模型用于研究腫瘤免疫逃逸機(jī)制、開(kāi)發(fā)免疫治療藥物(如免疫檢查點(diǎn)抑制劑)。
2.細(xì)胞學(xué)分析:細(xì)胞水平的研究是理解免疫應(yīng)答機(jī)制的基礎(chǔ)。
(1)流式細(xì)胞術(shù)(FlowCytometry,FCM):是一種快速、精確、高通量分析單個(gè)細(xì)胞物理和化學(xué)特性的技術(shù)。
***原理**:利用激光照射單細(xì)胞懸液,細(xì)胞依次通過(guò)激光束時(shí),會(huì)散射光(前向散射FSC,反映細(xì)胞大??;側(cè)向散射SSC,反映細(xì)胞顆粒度)并發(fā)出熒光(由細(xì)胞表面或胞內(nèi)標(biāo)記的熒光抗體、熒光蛋白等發(fā)出)。通過(guò)檢測(cè)這些信號(hào),可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)、分選和群體分析。
***常用標(biāo)記物**:CD系列分子(用于鑒定T細(xì)胞亞群、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等)、細(xì)胞因子受體、活化標(biāo)志物(如CD69,CD25)、凋亡相關(guān)蛋白(如AnnexinV,PI)、細(xì)胞周期標(biāo)記物等。
***應(yīng)用**:分析免疫細(xì)胞的種類(lèi)、比例、活化狀態(tài)、功能狀態(tài)(如細(xì)胞因子分泌能力)、細(xì)胞周期、凋亡情況等。是免疫學(xué)研究中最常用的技術(shù)之一。
(2)免疫細(xì)胞分選(CellSorting):在流式細(xì)胞術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合細(xì)胞分選技術(shù)(如熒光激活細(xì)胞分選FACS或磁性激活細(xì)胞分選MACS),可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的熒光標(biāo)記陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn),將特定類(lèi)型的細(xì)胞群體從混合細(xì)胞樣本中分離出來(lái),用于后續(xù)的功能研究、基因測(cè)序等。
***FACS**:通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電磁閥,將符合條件的細(xì)胞分選到不同的收集管中??蓪?shí)現(xiàn)高純度、高回收率的細(xì)胞分選。
***MACS**:利用磁珠標(biāo)記目標(biāo)細(xì)胞,在磁場(chǎng)中通過(guò)磁珠的磁性將目標(biāo)細(xì)胞吸附下來(lái),從而實(shí)現(xiàn)分選。操作相對(duì)FACS簡(jiǎn)單,尤其適用于分選大量細(xì)胞。
(3)其他細(xì)胞學(xué)技術(shù):如相差顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)和運(yùn)動(dòng);暗視野顯微鏡觀察細(xì)胞動(dòng)態(tài)過(guò)程(如吞噬);細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)(體外維持、增殖、功能誘導(dǎo)等)。
3.分子生物學(xué)技術(shù):在分子水平上研究免疫基因表達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫分子結(jié)構(gòu)等功能。
(1)PCR技術(shù)(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)):一種在體外快速擴(kuò)增特定DNA片段的技術(shù)。
***原理**:利用DNA聚合酶在引物作用下,沿模板鏈合成互補(bǔ)DNA鏈,經(jīng)過(guò)變性-退火-延伸的循環(huán)過(guò)程,使目標(biāo)DNA片段呈指數(shù)級(jí)擴(kuò)增。
***應(yīng)用**:檢測(cè)基因表達(dá)(如Q-PCR檢測(cè)mRNA水平)、檢測(cè)病原體DNA/RNA、基因分型、構(gòu)建基因重組體等。
***類(lèi)型**:常規(guī)PCR、實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Q-PCR,能定量分析起始模板量)、巢式PCR(提高檢測(cè)靈敏度)、逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR,用于檢測(cè)mRNA)。
(2)基因編輯技術(shù):能夠?qū)ι矬w基因組進(jìn)行精確、高效、可逆的修飾的技術(shù)。
***CRISPR/Cas9系統(tǒng)**:是目前最主流的基因編輯技術(shù)。利用一段引導(dǎo)RNA(gRNA)識(shí)別并結(jié)合目標(biāo)DNA序列,然后通過(guò)Cas9核酸酶在該位點(diǎn)進(jìn)行切割,引發(fā)細(xì)胞自身的DNA修復(fù)機(jī)制,從而實(shí)現(xiàn)基因敲除、插入、替換等操作。
***應(yīng)用**:構(gòu)建免疫細(xì)胞基因功能研究模型、改造免疫細(xì)胞用于治療(如CAR-T細(xì)胞)、研究遺傳病與免疫的關(guān)系。
(3)基因表達(dá)譜分析:如微陣列(Microarray)和下一代測(cè)序(Next-GenerationSequencing,NGS)技術(shù)。
***原理**:微陣列可以在一張芯片上固定大量基因的探針,通過(guò)與樣本中的mRNA(或cDNA)雜交,檢測(cè)大量基因的表達(dá)水平變化。NGS則可以對(duì)樣本中所有或大部分的RNA、DNA進(jìn)行測(cè)序,提供更全面、更精確的分子信息。
***應(yīng)用**:比較不同免疫狀態(tài)下(如活化T細(xì)胞與靜息T細(xì)胞)基因表達(dá)譜的差異;研究細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控;繪制免疫細(xì)胞單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜,解析免疫細(xì)胞的異質(zhì)性和功能狀態(tài)。
(三)免疫學(xué)研究應(yīng)用
1.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:免疫學(xué)研究成果深刻改變了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的面貌。
(1)腫瘤免疫:利用免疫系統(tǒng)對(duì)抗腫瘤細(xì)胞是當(dāng)前免疫治療的熱點(diǎn)。
***免疫檢查點(diǎn)抑制劑**:阻斷腫瘤細(xì)胞表達(dá)的PD-1或其配體PD-L1與T細(xì)胞上相應(yīng)受體(PD-CTLA-4)的結(jié)合,解除對(duì)T細(xì)胞的抑制,使其能持續(xù)殺傷腫瘤。代表藥物有PD-1抑制劑(如納武利尤單抗、帕博利珠單抗)和PD-L1抑制劑。
***過(guò)繼性細(xì)胞療法**:收集患者自身的免疫細(xì)胞(主要是T細(xì)胞),在體外通過(guò)基因工程技術(shù)改造(如加入識(shí)別腫瘤特異抗原的CAR結(jié)構(gòu)),擴(kuò)增后再輸回患者體內(nèi),使其能特異性殺傷腫瘤細(xì)胞。CAR-T細(xì)胞療法是目前最成功的例子。
***腫瘤疫苗**:利用腫瘤特異性抗原(如突變抗原、腫瘤相關(guān)抗原)制備疫苗,激發(fā)患者自身的抗腫瘤免疫應(yīng)答。
***免疫細(xì)胞治療**:如使用CIK細(xì)胞(細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞)、NK細(xì)胞等進(jìn)行治療。
(2)自身免疫疾?。哼@類(lèi)疾病是由于免疫系統(tǒng)錯(cuò)誤地攻擊自身組織而引起的。
***發(fā)病機(jī)制研究**:通過(guò)動(dòng)物模型和患者樣本,研究自身免疫病的觸發(fā)因素(如環(huán)境因素、遺傳易感性)、免疫耐受的破壞機(jī)制等。
***治療策略**:目標(biāo)是控制異常免疫應(yīng)答,減少組織損傷。常用方法包括:
***免疫抑制劑**:如糖皮質(zhì)激素(潑尼松)、甲氨蝶呤、硫唑嘌呤等,能廣泛抑制免疫反應(yīng),但副作用較大。
***生物制劑**:靶向特定免疫分子或細(xì)胞的藥物,如TNF-α抑制劑(依那西普、英夫利西單抗)、IL-6抑制劑(托珠單抗)、B細(xì)胞清除療法(利妥昔單抗,針對(duì)CD20陽(yáng)性B細(xì)胞)。
***免疫調(diào)節(jié)劑**:如小劑量糖皮質(zhì)激素、免疫球蛋白等。
(3)感染性疾?。阂呙缡穷A(yù)防感染性疾病最有效的手段。
***疫苗開(kāi)發(fā)**:基于免疫學(xué)原理,設(shè)計(jì)和制備各種類(lèi)型的疫苗,如減毒活疫苗、滅活疫苗、亞單位疫苗、重組蛋白疫苗、病毒載體疫苗、mRNA疫苗等。疫苗誘導(dǎo)的保護(hù)性免疫通常包括體液免疫(抗體)和細(xì)胞免疫(T細(xì)胞)。
***免疫診斷**:利用抗原抗體反應(yīng)等免疫學(xué)原理,檢測(cè)體內(nèi)是否存在特定病原體或其產(chǎn)生的抗體/抗原,用于疾病的早期診斷、感染狀態(tài)評(píng)估、療效監(jiān)測(cè)等。常用方法有ELISA、膠體金法、免疫熒光法、快速診斷試劑盒等。
***治療性抗體**:?jiǎn)慰寺】贵w可用于治療某些感染,如中和毒素(如肉毒桿菌素)、阻止病毒吸附細(xì)胞、清除感染細(xì)胞等。
2.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:免疫學(xué)原理在動(dòng)植物健康保障和育種中也有重要應(yīng)用。
(1)動(dòng)物疫病防控:通過(guò)免疫學(xué)手段預(yù)防和控制動(dòng)物傳染病。
***疫苗免疫**:為家畜家禽(如豬、雞、牛)接種疫苗,建立群體免疫屏障,降低發(fā)病率。疫苗研發(fā)需考慮免疫原性、安全性、有效性等因素。
***免疫增強(qiáng)劑**:使用某些物質(zhì)(如疫苗佐劑、植物提取物、中草藥等)增強(qiáng)動(dòng)物免疫系統(tǒng)的應(yīng)答能力,提高疫苗效果。
***疾病監(jiān)測(cè)**:通過(guò)血清學(xué)檢測(cè)(如ELISA檢測(cè)抗體)、病原學(xué)檢測(cè)等方法,監(jiān)測(cè)動(dòng)物群的健康狀況和疫病流行情況。
(2)植物免疫:研究植物的防御機(jī)制,提高作物的抗病能力。
***抗病育種**:利用自然抗病資源或通過(guò)基因工程將抗病基因?qū)胱魑?,培育抗病品種,減少農(nóng)藥使用。
***誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性(ISR)和獲得性系統(tǒng)抗性(ASR)**:通過(guò)特定處理(如接種植物促生菌PGPR、使用水楊酸、乙烯等信號(hào)分子),激活植物的防御系統(tǒng),使其對(duì)多種病原物產(chǎn)生廣譜、持久的抗性。
***植物病害診斷**:利用ELISA、抗體芯片、分子診斷技術(shù)(如PCR、qPCR)等檢測(cè)植物體內(nèi)的病原菌或病毒。
二、免疫學(xué)研究關(guān)鍵技術(shù)
(一)免疫熒光技術(shù)
1.原理:免疫熒光技術(shù)利用熒光標(biāo)記的抗體(熒光素標(biāo)記的二抗或直接標(biāo)記的一抗)與細(xì)胞或組織切片中的靶抗原發(fā)生特異性結(jié)合。結(jié)合后,在特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射下,熒光標(biāo)記物會(huì)發(fā)出相應(yīng)顏色的熒光,通過(guò)熒光顯微鏡或流式細(xì)胞儀等設(shè)備可以觀察到抗原的定位、分布和相對(duì)含量。根據(jù)熒光顏色(如FITC綠色、TRITC紅色、AlexaFluor系列多種顏色)和顯色方式(直接法或間接法),可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)靶抗原。
2.操作步驟(以間接免疫熒光法為例):
(1)**樣本制備**:
***組織固定**:取材后立即放入固定液(常用4%多聚甲醛或4%甲醛溶液)中,4℃固定數(shù)小時(shí)至過(guò)夜。固定作用是使組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,抗原不易流失。注意選擇合適的固定時(shí)間,過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致抗原變性。
***滲透**:將固定后的樣本放入滲透液(如0.1MPBS或Tris緩沖液,含0.1%-0.5%TritonX-100或SDS)中,4℃滲透30分鐘至1小時(shí)。滲透作用是使固定液和抗體等試劑能進(jìn)入組織內(nèi)部。
***洗滌**:用PBS或TBS緩沖液洗滌樣本3-5次,每次15-30分鐘,以去除未結(jié)合的固定劑和滲透劑。建議使用冷緩沖液洗滌。
***封閉(阻斷非特異性結(jié)合)**:將樣本置于含血清(同種來(lái)源血清最佳,如兔血清封閉兔源抗體)或BSA(牛血清白蛋白)的封閉液中,室溫孵育1-2小時(shí)。此步驟能封閉細(xì)胞膜、細(xì)胞器等背景位點(diǎn),防止抗體非特異性吸附,減少背景熒光。
***抗原修復(fù)(可選)**:對(duì)于某些不易與抗體結(jié)合的抗原(如甲醛固定的蛋白質(zhì)),可能需要進(jìn)行抗原修復(fù),如用熱修復(fù)(TRIS-EDTA緩沖液,95℃加熱10-20分鐘)或酶修復(fù)(如用胰蛋白酶或蛋白酶K處理)。
(2)**一抗孵育**:將樣本置于含特異性一抗(直接識(shí)別抗原的抗體)的抗體工作液中,通常在4℃孵育過(guò)夜,使一抗充分與靶抗原結(jié)合。有時(shí)也可在室溫下孵育1-2小時(shí),但靈敏度可能較低。
(3)**洗滌**:用PBS或TBS緩沖液洗滌樣本3-5次,每次15分鐘,去除未結(jié)合的一抗。
(4)**二抗孵育**:將樣本置于含熒光素標(biāo)記的、能與對(duì)應(yīng)一抗物種來(lái)源的二抗結(jié)合的熒光二抗工作液中,室溫避光孵育1小時(shí)。例如,如果使用兔源一抗,則需用山羊抗兔IgG-FITC作為二抗。二抗需經(jīng)過(guò)優(yōu)化濃度,避免過(guò)飽和導(dǎo)致背景高。
(5)**洗滌**:同步驟(3),洗滌3-5次,去除未結(jié)合的二抗。
(6)**復(fù)染(可選)**:如果需要觀察細(xì)胞核或細(xì)胞結(jié)構(gòu),可在最后一步用DAPI(藍(lán)色熒光)或Hoechst(藍(lán)色熒光)染料對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行復(fù)染。
(7)**封片**:將樣本置于含抗熒光淬滅劑(如DAPI封片劑)的封片液中,蓋上蓋玻片,置于顯微鏡下觀察或保存。
3.儀器設(shè)備:熒光顯微鏡(正置或倒置,需配備相應(yīng)激發(fā)光源和濾光片組)、載玻片、蓋玻片、冷庫(kù)、搖床等。
4.結(jié)果分析:通過(guò)熒光顯微鏡觀察熒光信號(hào)的位置(細(xì)胞膜、細(xì)胞漿、細(xì)胞核)、強(qiáng)度和分布模式??梢允褂肐mageJ等軟件進(jìn)行定量分析,如熒光強(qiáng)度積分、陽(yáng)性細(xì)胞百分比等。需要注意設(shè)置陰性對(duì)照(未加一抗或用非特異性抗體替代一抗的對(duì)照)以排除背景熒光干擾。
(二)ELISA技術(shù)
1.原理:ELISA(酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定)是一種基于抗原抗體特異性結(jié)合,并通過(guò)酶標(biāo)記物顯色進(jìn)行定性和定量分析的技術(shù)。其核心是利用固相載體(如酶標(biāo)板微孔)固定抗原或抗體,使反應(yīng)體系封閉在固相表面進(jìn)行,便于洗滌和檢測(cè),特異性高,靈敏度高。
2.類(lèi)型及操作要點(diǎn):
(1)**直接ELISA**:
***原理**:將已知抗原固定在酶標(biāo)板微孔表面,洗滌后直接加入酶標(biāo)記的一抗,孵育后洗滌,加入底物顯色,最后測(cè)定吸光度值。
***操作要點(diǎn)**:抗原固定是關(guān)鍵,需優(yōu)化固定條件(濃度、緩沖液pH、時(shí)間、溫度)以確??乖浞直┞恫⒈挥行Ч潭???贵w濃度也需優(yōu)化。
(2)**間接ELISA**:
***原理**:將已知抗原固定在酶標(biāo)板微孔表面,洗滌后加入未標(biāo)記的一抗(針對(duì)抗原),孵育后洗滌,再加入酶標(biāo)記的二抗(針對(duì)一抗的種屬來(lái)源,如羊抗鼠IgG-HRP),孵育后洗滌,加入底物顯色,測(cè)定吸光度值。
***操作要點(diǎn)**:由于使用了二抗,檢測(cè)靈敏度通常高于直接ELISA。但操作步驟多,需要分別優(yōu)化一抗和二抗的濃度及孵育條件。需設(shè)置陰性對(duì)照(未加一抗或用非特異性抗體替代一抗的對(duì)照)。
(3)**競(jìng)爭(zhēng)ELISA**:
***原理**:將待測(cè)樣本和已知量的標(biāo)記抗原(如放射性同位素標(biāo)記或酶標(biāo)記)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合固相上的一抗。孵育后洗滌,加入能結(jié)合標(biāo)記抗原的抗體(或直接加酶標(biāo)抗體),最后加入底物顯色。樣本中待測(cè)抗原濃度越高,則結(jié)合到固相上的標(biāo)記抗原就越少,顯色越淺(或放射性計(jì)數(shù)越低),呈現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。
***應(yīng)用**:常用于檢測(cè)小分子物質(zhì)(如激素、藥物、毒素)。
(4)**雙抗體夾心ELISA**:
***原理**:將已知抗原固定在酶標(biāo)板微孔表面,洗滌后加入酶標(biāo)記的一抗,孵育后洗滌,再加入未標(biāo)記的捕獲抗體(能與抗原的另一表位結(jié)合),使一抗和捕獲抗體形成“夾心”結(jié)構(gòu)包裹住抗原,孵育后洗滌,加入底物顯色,測(cè)定吸光度值。
***操作要點(diǎn)**:特異性強(qiáng),靈敏度高,是檢測(cè)抗原最常用的ELISA類(lèi)型。關(guān)鍵在于優(yōu)化包被抗原和酶標(biāo)抗體(夾心抗體)的濃度及孵育條件。需要設(shè)置陰性對(duì)照(未加包被抗原或酶標(biāo)抗體)。
3.操作步驟(以雙抗體夾心ELISA為例):
(1)**包被**:將已知濃度的抗原稀釋后加入酶標(biāo)板微孔中,4℃包被過(guò)夜或室溫包被2-4小時(shí)。包被后用洗滌液(如洗滌緩沖液,含0.05%Tween-20的PBS)洗滌3次。
(2)**封閉**:加入封閉液(如5%脫脂奶粉或BSA的封閉緩沖液)室溫孵育1-2小時(shí),封閉未結(jié)合的固相位點(diǎn)。封閉后用洗滌液洗滌3-5次。
(3)**加酶標(biāo)抗體(夾心抗體)**:將酶標(biāo)記的二抗(針對(duì)一抗的種屬來(lái)源)用稀釋液稀釋至合適濃度,加入酶標(biāo)板微孔中,室溫孵育1小時(shí)。孵育后用洗滌液洗滌3-5次。
(4)**加底物**:向每個(gè)微孔加入適量酶的底物溶液(如TMB、ABTS等),避光室溫孵育15-30分鐘(或根據(jù)說(shuō)明書(shū)及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整),底物在酶的作用下發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生有色產(chǎn)物。
(5)**終止反應(yīng)**:加入終止液(如2MH2SO4或HCl),終止酶與底物的反應(yīng)。此時(shí)有色產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為無(wú)色物質(zhì),溶液顏色變深。
(6)**測(cè)定吸光度**:立即使用酶標(biāo)儀在指定波長(zhǎng)(如TMB為450nm,ABTS為405nm)測(cè)定各孔的吸光度值(OD值)。OD值與樣本中待測(cè)抗原濃度在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。
4.儀器設(shè)備:酶標(biāo)板、酶標(biāo)儀、移液器及吸頭、洗板機(jī)(可選)、水浴鍋或恒溫?fù)u床、底物孵育箱等。
5.結(jié)果分析:通過(guò)酶標(biāo)儀讀取各孔OD值。計(jì)算平均值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(使用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品制作)或公式(OD值=C×k,其中C為抗原濃度,k為比例常數(shù))計(jì)算樣本中待測(cè)抗原的濃度。需設(shè)置空白對(duì)照(不含任何樣本或抗原的孔,用于校準(zhǔn))、陰性對(duì)照(不含樣本的孔,用于判斷非特異性結(jié)合)和陽(yáng)性對(duì)照(已知抗原濃度的孔,用于判斷實(shí)驗(yàn)有效性)。
(三)細(xì)胞因子檢測(cè)
1.方法:細(xì)胞因子是免疫細(xì)胞產(chǎn)生的小分子蛋白質(zhì),在免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。檢測(cè)細(xì)胞因子水平是研究免疫應(yīng)答狀態(tài)的重要手段。
(1)**Luminex技術(shù)(xMAP技術(shù))**:
***原理**:一種高通量、多參數(shù)檢測(cè)技術(shù)。將多種不同的檢測(cè)分子(如生物素標(biāo)記的抗體、熒光微球、捕獲抗體等)固定在微球表面,通過(guò)磁力分離,實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)微球內(nèi)多種生物分子(如細(xì)胞因子、抗體、微生物等)的同時(shí)檢測(cè)和定量。
***操作流程**:通常包括以下步驟:
***樣本準(zhǔn)備**:收集細(xì)胞培養(yǎng)上清、血清、血漿或組織提取液等樣本。必要時(shí)進(jìn)行離心去除細(xì)胞碎片。
***標(biāo)準(zhǔn)品制備**:制作細(xì)胞因子濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。
***加樣**:將樣本、標(biāo)準(zhǔn)品和Luminex檢測(cè)試劑盒(包含預(yù)包被有捕獲抗體的微球和生物素標(biāo)記的檢測(cè)抗體)加入反應(yīng)管中混合。
***孵育**:室溫孵育,使樣本中的細(xì)胞因子與微球上的捕獲抗體結(jié)合,然后加入生物素標(biāo)記的檢測(cè)抗體。
***磁分離**:通過(guò)磁力架將結(jié)合了生物分子簇的微球與游離組分分離。
***洗滌**:洗滌微球,去除未結(jié)合的游離組分。
***檢測(cè)**:將微球轉(zhuǎn)移到流式細(xì)胞儀中,用激光激發(fā)微球,檢測(cè)每個(gè)微球上結(jié)合的生物素分子簇發(fā)出的熒光信號(hào)。根據(jù)熒光強(qiáng)度和微球類(lèi)型,即可確定樣本中各細(xì)胞因子的濃度。
***應(yīng)用**:可同時(shí)檢測(cè)數(shù)十種甚至上百種細(xì)胞因子,靈敏度高,是研究細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)和免疫微環(huán)境的強(qiáng)大工具。
(2)**ELISA技術(shù)**:
***原理**:與上文所述ELISA類(lèi)似,但通常用于檢測(cè)單一或少量細(xì)胞因子。通過(guò)抗原抗體反應(yīng),將細(xì)胞因子捕獲在固相載體上,然后用酶標(biāo)記的抗體進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)底物顯色定量。
***類(lèi)型**:主要有雙抗體夾心ELISA(最常用,特異性高)、間接ELISA(用生物素標(biāo)記的抗體檢測(cè))等。
***操作**:參照ELISA技術(shù)步驟進(jìn)行,但需使用針對(duì)特定細(xì)胞因子的包被抗體和酶標(biāo)抗體。
***應(yīng)用**:廣泛應(yīng)用于臨床檢測(cè)(如炎癥狀態(tài)評(píng)估)、研究實(shí)驗(yàn)室中細(xì)胞因子水平的定量分析。
2.應(yīng)用:細(xì)胞因子檢測(cè)在免疫學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
***評(píng)估免疫應(yīng)答**:檢測(cè)不同免疫刺激(如疫苗、藥物、病原體感染)下細(xì)胞因子(如IL-2,IFN-γ,TNF-α,IL-4,IL-10等)的表達(dá)變化,判斷免疫應(yīng)答的類(lèi)型(Th1,Th2,Th17等)和強(qiáng)度。
***疾病狀態(tài)研究**:分析不同疾病(如感染性疾病、自身免疫病、腫瘤、過(guò)敏性疾?。┗颊唧w內(nèi)的細(xì)胞因子譜,了解疾病發(fā)生發(fā)展的免疫機(jī)制。
***藥物研發(fā)與評(píng)價(jià)**:檢測(cè)藥物對(duì)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的影響,評(píng)估藥物的免疫調(diào)節(jié)作用。
***免疫治療監(jiān)測(cè)**:在免疫治療(如細(xì)胞因子治療、免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療)過(guò)程中,監(jiān)測(cè)相關(guān)細(xì)胞因子的變化,評(píng)估療效和安全性。
三、免疫學(xué)研究前沿
(一)免疫調(diào)控機(jī)制
1.腸道菌群與免疫:腸道是人體最大的免疫器官,約70-80%的免疫細(xì)胞位于腸道相關(guān)淋巴組織(GALT)。腸道菌群作為最大的微生物群落,與宿主免疫系統(tǒng)之間存在著復(fù)雜而精密的相互作用。
***雙向溝通機(jī)制**:腸道菌群通過(guò)其代謝產(chǎn)物(如丁酸鹽、TMAO)、結(jié)構(gòu)成分(如LPS)和細(xì)胞因子(如IL-22)等,影響宿主免疫細(xì)胞的發(fā)育、分化和功能(如促進(jìn)Treg細(xì)胞產(chǎn)生、增強(qiáng)Th17反應(yīng))。反過(guò)來(lái),宿主免疫系統(tǒng)也通過(guò)分泌免疫因子(如IL-10,TGF-β)和物理屏障(如腸道上皮細(xì)胞)調(diào)節(jié)腸道菌群的組成和定植。
***研究進(jìn)展**:利用宏基因組學(xué)、宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)等技術(shù),系統(tǒng)研究腸道菌群與特定免疫疾?。ㄈ缪装Y性腸病IBD、過(guò)敏性疾病、自身免疫?。┑年P(guān)系。開(kāi)發(fā)基于腸道菌群的干預(yù)策略(如益生菌、益生元、糞菌移植FMT)作為疾病治療的輔助手段。
2.免疫檢查點(diǎn):免疫檢查點(diǎn)是一類(lèi)存在于免疫細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)受體-配體復(fù)合物,它們?cè)诰S持免疫耐受、防止自身免疫病和腫瘤免疫逃逸中起著關(guān)鍵的“剎車(chē)”作用。當(dāng)免疫細(xì)胞過(guò)度活化時(shí),免疫檢查點(diǎn)分子會(huì)被激活,向T細(xì)胞等免疫細(xì)胞發(fā)送抑制信號(hào),從而終止免疫應(yīng)答。
***主要檢查點(diǎn)分子**:
***PD-1/PD-L1通路**:PD-1是T細(xì)胞表面的inhibitoryreceptor,PD-L1是多種細(xì)胞(包括腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞)表面表達(dá)的ligand。PD-1與PD-L1結(jié)合后抑制T細(xì)胞活性。PD-1/PD-L1通路是當(dāng)前腫瘤免疫治療的主要靶點(diǎn)。
***CTLA-4/CD80/CD86通路**:CTLA-4是T細(xì)胞表面的inhibitoryreceptor,與APC表面的CD80/CD86結(jié)合,抑制APC提呈抗原和T細(xì)胞活化。
***其他檢查點(diǎn)**:如LAG-3、TIM-3、TIGIT等,也在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。
***研究進(jìn)展**:深入解析免疫檢查點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系,開(kāi)發(fā)新型靶向藥物(如抗體、小分子抑制劑),克服腫瘤免疫逃逸,提高免疫治療效果。同時(shí)研究免疫檢查點(diǎn)在維持自身免疫耐受中的作用,為治療自身免疫病提供新思路。
(二)免疫治療進(jìn)展
1.腫瘤免疫治療:利用患者自身的免疫系統(tǒng)來(lái)對(duì)抗腫瘤。
(1)**免疫檢查點(diǎn)抑制劑**:如上文所述,通過(guò)阻斷PD-1/PD-L1或CTLA-4通路,解除對(duì)T細(xì)胞的抑制,恢復(fù)其殺傷腫瘤的能力。已在多種腫瘤(如黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎癌等)的治療中取得顯著成效。
(2)**過(guò)繼性細(xì)胞療法(ACT)**:從患者體內(nèi)采集免疫細(xì)胞(主要是T細(xì)胞),在體外通過(guò)基因工程技術(shù)改造(如CAR-T細(xì)胞療法),使其特異性識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞,然后重新輸回患者體內(nèi)。CAR-T細(xì)胞療法是當(dāng)前最成功的ACT方案,尤其在血液腫瘤治療中效果突出。
(3)**腫瘤疫苗**:利用腫瘤特異性抗原(如突變抗原、腫瘤相關(guān)抗原)制備疫苗,激發(fā)患者自身的抗腫瘤免疫應(yīng)答??煞譃轭A(yù)防性疫苗(預(yù)防腫瘤發(fā)生)和治療性疫苗(治療已發(fā)生的腫瘤)。
(4)**免疫細(xì)胞治療**:如使用CIK細(xì)胞(細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞)、NK細(xì)胞等進(jìn)行治療,通過(guò)體外增殖擴(kuò)增或基因修飾增強(qiáng)其抗腫瘤活性。
2.其他疾病免疫治療:免疫調(diào)節(jié)策略不僅限于腫瘤,也在其他疾病領(lǐng)域展現(xiàn)出潛力。
(1)**自身免疫性疾病治療**:通過(guò)抑制過(guò)度活化的免疫細(xì)胞或調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答,控制疾病進(jìn)展。如使用B細(xì)胞清除療法(利妥昔單抗)治療CD20陽(yáng)性B細(xì)胞相關(guān)的自身免疫??;使用JAK抑制劑等靶向藥物調(diào)節(jié)信號(hào)通路。
(2)**感染性疾病治療**:利用免疫調(diào)節(jié)劑或免疫細(xì)胞療法治療難治性感染。如使用免疫增強(qiáng)劑提高機(jī)體抵抗力;開(kāi)發(fā)針對(duì)特定病原體的免疫治療策略。
(3)**過(guò)敏性疾病治療**:通過(guò)免疫療法(如脫敏治療)調(diào)節(jié)過(guò)敏反應(yīng),降低機(jī)體對(duì)過(guò)敏原的敏感性。
(三)單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)
1.原理:?jiǎn)渭?xì)胞測(cè)序技術(shù)能夠?qū)蝹€(gè)細(xì)胞內(nèi)的全部或部分基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀基因組等分子信息進(jìn)行測(cè)序和分析。通過(guò)去除細(xì)胞間異質(zhì)性,揭示細(xì)胞群體內(nèi)部的復(fù)雜性和功能多樣性。主要技術(shù)包括單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)、單細(xì)胞DNA測(cè)序(scDNA-seq)、單細(xì)胞ATAC測(cè)序(scATAC-seq)等。
(1)**scRNA-seq**:通過(guò)反轉(zhuǎn)錄過(guò)程將單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的RNA轉(zhuǎn)錄成cDNA,然后進(jìn)行測(cè)序??梢詸z測(cè)細(xì)胞表達(dá)的基因種類(lèi)和豐度,繪制細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜,分析細(xì)胞分化軌跡、細(xì)胞亞群特征和功能狀態(tài)。
(2)**scDNA-seq**:主要用于檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的基因組結(jié)構(gòu)變異(如SNV、INDEL)、拷貝數(shù)變異(CNV)和染色體結(jié)構(gòu)變異。常用于腫瘤基因組研究、細(xì)胞遺傳學(xué)研究。
(3)**scATAC-seq**:通過(guò)檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞中開(kāi)放染色質(zhì)區(qū)域的DNA序列,間接反映基因的轉(zhuǎn)錄活性。適用于研究染色質(zhì)重塑、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和細(xì)胞狀態(tài)。
2.應(yīng)用:?jiǎn)渭?xì)胞測(cè)序技術(shù)在免疫學(xué)研究中具有革命性的意義。
(1)**解析免疫細(xì)胞異質(zhì)性**:揭示不同免疫細(xì)胞亞群(如T細(xì)胞亞群、B細(xì)胞亞群、NK細(xì)胞亞群、巨噬細(xì)胞亞群)的分子特征和功能差異。
(2)**繪制免疫細(xì)胞分化圖譜**:追蹤免疫細(xì)胞在發(fā)育和應(yīng)答過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化,解析分化路徑。
(3)**研究免疫微環(huán)境**:分析免疫細(xì)胞與其他細(xì)胞(如
一、免疫學(xué)概述
免疫學(xué)是研究生物體免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其與外界環(huán)境相互作用的科學(xué)。它不僅涉及基礎(chǔ)生物學(xué)原理,還廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。本手冊(cè)旨在為免疫學(xué)研究提供系統(tǒng)性的指導(dǎo),涵蓋免疫學(xué)的基本概念、研究方法、關(guān)鍵技術(shù)及前沿進(jìn)展。
(一)免疫學(xué)的基本概念
1.免疫系統(tǒng)組成
(1)先天性免疫系統(tǒng):包括物理屏障(皮膚、黏膜)、化學(xué)屏障(分泌液)、免疫細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等)和免疫分子(補(bǔ)體系統(tǒng)、干擾素等)。
(2)獲得性免疫系統(tǒng):包括B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫和T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫,具有特異性和記憶性。
2.免疫應(yīng)答過(guò)程
(1)抗原識(shí)別:免疫細(xì)胞通過(guò)表面受體(如T細(xì)胞受體、B細(xì)胞受體)識(shí)別抗原。
(2)免疫細(xì)胞活化:抗原呈遞細(xì)胞(APC)將抗原信息傳遞給T細(xì)胞,啟動(dòng)免疫應(yīng)答。
(3)免疫效應(yīng):激活的T細(xì)胞和B細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞,清除病原體或異常細(xì)胞。
(4)免疫記憶:部分細(xì)胞分化為記憶細(xì)胞,提供長(zhǎng)期免疫保護(hù)。
(二)免疫學(xué)研究方法
1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型
(1)常用模型:小鼠、大鼠、斑馬魚(yú)等,用于研究免疫應(yīng)答、疾病機(jī)制及藥物篩選。
(2)建模方法:包括基因敲除、轉(zhuǎn)基因、無(wú)菌動(dòng)物等技術(shù)。
2.細(xì)胞學(xué)分析
(1)流式細(xì)胞術(shù):檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)記、細(xì)胞周期、凋亡等指標(biāo)。
(2)免疫細(xì)胞分選:通過(guò)磁珠分選或FACS技術(shù)獲取特定細(xì)胞群體。
3.分子生物學(xué)技術(shù)
(1)PCR技術(shù):檢測(cè)基因表達(dá)、抗原序列分析。
(2)基因編輯:CRISPR/Cas9技術(shù)用于修飾免疫細(xì)胞基因。
(三)免疫學(xué)研究應(yīng)用
1.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
(1)腫瘤免疫:通過(guò)免疫檢查點(diǎn)抑制劑、CAR-T細(xì)胞療法等手段治療癌癥。
(2)自身免疫疾?。貉芯考膊“l(fā)病機(jī)制,開(kāi)發(fā)靶向藥物(如類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥)。
2.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
(1)動(dòng)物疫病防控:利用疫苗、免疫增強(qiáng)劑提高動(dòng)物免疫力。
(2)轉(zhuǎn)基因作物:培育抗病品種,減少農(nóng)藥使用。
二、免疫學(xué)研究關(guān)鍵技術(shù)
(一)免疫熒光技術(shù)
1.原理:利用熒光標(biāo)記的抗體檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)或組織中的抗原。
2.操作步驟:
(1)細(xì)胞固定:使用甲醇或甲醛固定細(xì)胞。
(2)封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn):使用封閉液(如BSA、血清)。
(3)一抗孵育:加入特異性抗體。
(4)二抗孵育:加入熒光標(biāo)記的二抗。
(5)成像分析:通過(guò)熒光顯微鏡觀察結(jié)果。
(二)ELISA技術(shù)
1.原理:酶標(biāo)記的抗體與抗原結(jié)合,通過(guò)底物顯色定量分析。
2.類(lèi)型:
(1)直接ELISA:直接用酶標(biāo)抗體檢測(cè)抗原。
(2)間接ELISA:用生物素標(biāo)記抗體,再結(jié)合鏈霉親和素-過(guò)氧化物酶復(fù)合物。
(3)雙抗體夾心ELISA:檢測(cè)抗原需同時(shí)存在捕獲抗體和檢測(cè)抗體。
(三)細(xì)胞因子檢測(cè)
1.方法:
(1)Luminex技術(shù):高通量檢測(cè)多種細(xì)胞因子。
(2)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA):?jiǎn)我换蛏倭考?xì)胞因子檢測(cè)。
2.應(yīng)用:評(píng)估免疫應(yīng)答強(qiáng)度、疾病狀態(tài)(如炎癥、感染)。
三、免疫學(xué)研究前沿
(一)免疫調(diào)控機(jī)制
1.腸道菌群與免疫:腸道微生物通過(guò)代謝產(chǎn)物影響免疫細(xì)胞功能。
2.免疫checkpoints:研究PD-1/PD-L1等抑制性通路,開(kāi)發(fā)抗腫瘤藥物。
(二)免疫治療進(jìn)展
1.CAR-T細(xì)胞療法:改造患者T細(xì)胞靶向癌細(xì)胞。
2.免疫療法聯(lián)合化療:提高腫瘤治療療效。
(三)單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)
1.技術(shù)優(yōu)勢(shì):解析復(fù)雜免疫微環(huán)境中的細(xì)胞異質(zhì)性。
2.應(yīng)用場(chǎng)景:腫瘤免疫微環(huán)境分析、自身免疫病機(jī)制研究。
四、免疫學(xué)研究倫理
1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn):遵循3R原則(替代、減少、優(yōu)化)。
2.人類(lèi)樣本:獲得知情同意,保護(hù)隱私。
3.數(shù)據(jù)共享:避免利益沖突,規(guī)范成果發(fā)布。
**一、免疫學(xué)概述**
免疫學(xué)是生物學(xué)的一個(gè)重要分支,專(zhuān)注于研究生物體(包括動(dòng)物和人類(lèi))的免疫系統(tǒng)、其組成部分、功能機(jī)制以及與內(nèi)外環(huán)境(如病原體、腫瘤細(xì)胞、異物等)的相互作用。它不僅是一個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域,為理解生命活動(dòng)提供了重要視角,其研究成果還在醫(yī)學(xué)診斷、疾病治療(如疫苗開(kāi)發(fā)、免疫治療)、生物技術(shù)等多個(gè)方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本手冊(cè)旨在為免疫學(xué)研究者提供一個(gè)系統(tǒng)性的知識(shí)框架和實(shí)用的操作指南,內(nèi)容涵蓋從基本概念到前沿技術(shù)的各個(gè)方面,力求信息準(zhǔn)確、邏輯清晰、操作性強(qiáng)。
(一)免疫學(xué)的基本概念
1.免疫系統(tǒng)組成
(1)先天性免疫系統(tǒng)(InnateImmuneSystem):這是生物體抵御病原體入侵的第一道防線,具有非特異性和快速反應(yīng)的特點(diǎn)。其組成成分包括:
***物理屏障**:如皮膚、黏膜及其附屬物(汗腺、皮脂腺等),能物理性地阻止大部分病原體進(jìn)入體內(nèi)。例如,皮膚角質(zhì)層的致密結(jié)構(gòu)、呼吸道黏膜的纖毛運(yùn)動(dòng)和黏液分泌,都屬于物理屏障的范疇。
***化學(xué)屏障**:體表和體內(nèi)分泌物含有多種抑菌或殺菌物質(zhì)。例如,皮膚和黏膜表面的pH值(偏酸性)、唾液中的溶菌酶、胃液中的胃酸、淚液和汗液中的溶菌酶和IgA,都能抑制或殺滅部分微生物。
***免疫細(xì)胞**:主要包括吞噬細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞Macrophages、中性粒細(xì)胞Neutrophils)和自然殺傷細(xì)胞(NKCells)。吞噬細(xì)胞能夠識(shí)別、吞噬并消化病原體或細(xì)胞碎片;中性粒細(xì)胞是炎癥早期到達(dá)感染部位的主要吞噬細(xì)胞;NK細(xì)胞能直接殺傷缺乏MHCI類(lèi)分子的靶細(xì)胞(如被病毒感染的細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞)。
***免疫分子**:包括補(bǔ)體系統(tǒng)(ComplementSystem)、干擾素(Interferons,IFNs)、細(xì)胞因子(Cytokines)等。補(bǔ)體系統(tǒng)通過(guò)經(jīng)典途徑、凝集素途徑和替代途徑激活,能裂解病原體、促進(jìn)吞噬、激活NK細(xì)胞等;干擾素主要由被病毒感染的細(xì)胞產(chǎn)生,能干擾病毒復(fù)制并增強(qiáng)其他免疫細(xì)胞的功能;細(xì)胞因子種類(lèi)繁多,如白細(xì)胞介素(ILs)、腫瘤壞死因子(TNFs)等,在調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答中起著關(guān)鍵的“指揮官”作用。
(2)獲得性免疫系統(tǒng)(AdaptiveImmuneSystem):也稱(chēng)為適應(yīng)性免疫系統(tǒng)或特異性免疫系統(tǒng),其特點(diǎn)是具有高度的特異性(針對(duì)特定抗原產(chǎn)生應(yīng)答)和免疫記憶(再次接觸相同抗原時(shí)能更快、更強(qiáng)地反應(yīng))。其核心細(xì)胞是淋巴細(xì)胞,主要包括:
***B淋巴細(xì)胞(BCells)**:在骨髓中發(fā)育成熟。B細(xì)胞通過(guò)其表面的B細(xì)胞受體(BCR,本質(zhì)是膜結(jié)合型IgM或IgD)特異性識(shí)別可溶性抗原。被抗原激活后,B細(xì)胞可以分化為漿細(xì)胞(PlasmaCells),產(chǎn)生大量特異性抗體;或分化為記憶B細(xì)胞(MemoryBCells),為二次免疫應(yīng)答做準(zhǔn)備。
***T淋巴細(xì)胞(TCells)**:在胸腺中發(fā)育成熟。T細(xì)胞具有兩種主要的表面受體:T細(xì)胞受體(TCR)。T細(xì)胞的活化通常需要兩個(gè)信號(hào):第一信號(hào)來(lái)自TCR與抗原呈遞細(xì)胞(APC)上呈遞的抗原肽-MHC分子的結(jié)合;第二信號(hào)來(lái)自共刺激分子(如B7-CD28)。根據(jù)功能和表面標(biāo)記,T細(xì)胞可分為:
***輔助性T細(xì)胞(HelperTCells,Th,或CD4+T細(xì)胞)**:識(shí)別由APC(如樹(shù)突狀細(xì)胞DCs)通過(guò)MHCII類(lèi)分子呈遞的抗原?;罨腡h細(xì)胞能產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,協(xié)調(diào)和增強(qiáng)B細(xì)胞應(yīng)答、細(xì)胞毒性T細(xì)胞應(yīng)答以及其他免疫細(xì)胞的功能。
***細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CytotoxicTCells,Tc,或CD8+T細(xì)胞)**:識(shí)別由被感染的體細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞通過(guò)MHCI類(lèi)分子呈遞的抗原肽?;罨腃D8+T細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞,能直接殺傷表達(dá)相應(yīng)抗原的靶細(xì)胞。
***調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(RegulatoryTCells,Tregs)**:如CD25+CD4+Foxp3+T細(xì)胞,在維持免疫耐受、防止自身免疫性疾病發(fā)生中起重要作用,能抑制其他T細(xì)胞的活性。
***記憶性T細(xì)胞(MemoryTCells)**:包括效應(yīng)記憶T細(xì)胞(TEM)和中心記憶T細(xì)胞(TCM),在二次免疫應(yīng)答中迅速被激活并產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫效應(yīng)。
2.免疫應(yīng)答過(guò)程
(1)抗原識(shí)別:免疫應(yīng)答的起始是免疫細(xì)胞對(duì)特定抗原的識(shí)別。不同類(lèi)型的免疫細(xì)胞通過(guò)不同的受體識(shí)別不同類(lèi)型的抗原。
***B細(xì)胞識(shí)別**:BCR直接識(shí)別完整的、可溶性的抗原分子。識(shí)別通常較“非特異性”(能識(shí)別抗原的多表位)。
***T細(xì)胞識(shí)別**:TCR識(shí)別的是與MHC分子結(jié)合呈遞的抗原肽片段(通常是8-15個(gè)氨基酸長(zhǎng))。T細(xì)胞的識(shí)別具有嚴(yán)格的“MHC限制性”:CD8+T細(xì)胞識(shí)別由MHCI類(lèi)分子呈遞的肽(主要在感染細(xì)胞內(nèi));CD4+T細(xì)胞識(shí)別由MHCII類(lèi)分子呈遞的肽(主要在APC內(nèi))。
(2)免疫細(xì)胞活化:獲得性免疫應(yīng)答需要復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程,通常涉及至少兩個(gè)信號(hào):
***信號(hào)1(核心信號(hào))**:TCR/BCR與其識(shí)別的抗原肽-MHC復(fù)合物的結(jié)合。這是特異性識(shí)別。
***信號(hào)2(共刺激信號(hào))**:主要來(lái)自APC或活化的T細(xì)胞提供的共刺激分子與T細(xì)胞表面相應(yīng)受體的結(jié)合(如CD80/CD86與CD28)。信號(hào)2對(duì)于T細(xì)胞活化的充分啟動(dòng)至關(guān)重要,能提供“第二信使”,促進(jìn)細(xì)胞因子產(chǎn)生、轉(zhuǎn)錄因子激活等。缺乏信號(hào)2的T細(xì)胞活化可能不充分或朝向耐受方向發(fā)展。
***對(duì)于B細(xì)胞**:B細(xì)胞活化通常也需要信號(hào)1(BCR結(jié)合抗原)和信號(hào)2(來(lái)自Th細(xì)胞的CD40L與B細(xì)胞CD40的結(jié)合)。此外,某些抗原(如TI抗原)的活化可能只需要信號(hào)1和補(bǔ)體分子的協(xié)同刺激。
(3)免疫效應(yīng):活化的免疫細(xì)胞分化并發(fā)揮功能,清除抗原。
***T細(xì)胞效應(yīng)**:CD8+T細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL),通過(guò)釋放穿孔素(Perforin)和顆粒酶(Granzyme)或誘導(dǎo)Fas/FasL途徑來(lái)殺傷靶細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞分化為T(mén)h1、Th2、Th17、Tfh等亞型,分別產(chǎn)生不同的細(xì)胞因子,調(diào)控炎癥反應(yīng)、體液免疫、抗感染免疫等不同方向。記憶T細(xì)胞則長(zhǎng)期存活,維持免疫記憶。
***B細(xì)胞效應(yīng)**:活化的B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞,漿細(xì)胞是“抗體工廠”,能合成并大量分泌針對(duì)特定抗原的抗體(Isotypeswitching可能產(chǎn)生IgG,IgA,IgE等不同類(lèi)型)??贵w通過(guò)中和毒素、調(diào)理吞噬、激活補(bǔ)體、結(jié)合Fc受體(介導(dǎo)ADCC)等多種機(jī)制發(fā)揮免疫效應(yīng)。部分B細(xì)胞分化為記憶B細(xì)胞,提供長(zhǎng)期保護(hù)。
(4)免疫記憶:這是獲得性免疫的重要特征。在初次免疫應(yīng)答后,一部分活化的B細(xì)胞和T細(xì)胞會(huì)分化為長(zhǎng)壽命的記憶細(xì)胞(MemoryBCells和MemoryTCells)。當(dāng)機(jī)體再次遇到相同的抗原時(shí),記憶細(xì)胞能被迅速激活,產(chǎn)生比初次應(yīng)答更快、更強(qiáng)、更持久的免疫效應(yīng),這就是免疫記憶的機(jī)制,是疫苗能夠提供保護(hù)的基礎(chǔ)。
(二)免疫學(xué)研究方法
1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型:在免疫學(xué)研究中,動(dòng)物模型是研究免疫機(jī)制、評(píng)估疫苗或藥物效果不可或缺的工具。選擇合適的模型對(duì)于研究的順利進(jìn)行至關(guān)重要。
(1)常用模型:
***小鼠**:是最常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,具有遺傳背景清晰(許多品系如C57BL/6,BALB/c等)、易于操作、成本相對(duì)較低、與人類(lèi)免疫系統(tǒng)有較高相似性等優(yōu)點(diǎn)。可進(jìn)行各種免疫學(xué)實(shí)驗(yàn),包括細(xì)胞學(xué)分析、分子生物學(xué)研究、藥物測(cè)試等。
***大鼠**:體型比小鼠大,某些免疫應(yīng)答(如補(bǔ)體系統(tǒng))與人類(lèi)更接近,常用于藥理學(xué)研究、更大規(guī)模的免疫刺激實(shí)驗(yàn)等。
***斑馬魚(yú)(Zebrafish)**:作為一種模式生物,其發(fā)育速度快、透明體表便于觀察、部分免疫細(xì)胞和通路與人類(lèi)相似,尤其在研究先天免疫、炎癥反應(yīng)、疫苗開(kāi)發(fā)等方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
***其他模型**:如豚鼠(常用作過(guò)敏反應(yīng)研究)、裸鼠(缺乏MHCII類(lèi)分子,主要用于研究細(xì)胞免疫)、轉(zhuǎn)基因或基因敲除小鼠(用于研究特定基因功能)。
(2)建模方法:
***病原體感染模型**:通過(guò)給動(dòng)物接種特定病原體(病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)),模擬自然感染過(guò)程,研究宿主免疫應(yīng)答、疾病發(fā)展過(guò)程及免疫干預(yù)策略。例如,用小鼠感染李斯特菌研究先天免疫;用大鼠感染鉤蟲(chóng)研究腸道免疫。
***免疫缺陷動(dòng)物模型**:如裸鼠(無(wú)胸腺,T細(xì)胞缺乏)、SCID小鼠(嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷,T細(xì)胞和B細(xì)胞均缺乏),用于研究特定免疫細(xì)胞或分子的功能。
***轉(zhuǎn)基因/基因敲除/敲入動(dòng)物**:通過(guò)基因工程技術(shù)構(gòu)建帶有特定基因修改的動(dòng)物,用于研究該基因在免疫系統(tǒng)中的功能。例如,構(gòu)建CD4基因敲除小鼠研究T細(xì)胞功能。
***腫瘤模型**:荷瘤小鼠或大鼠模型用于研究腫瘤免疫逃逸機(jī)制、開(kāi)發(fā)免疫治療藥物(如免疫檢查點(diǎn)抑制劑)。
2.細(xì)胞學(xué)分析:細(xì)胞水平的研究是理解免疫應(yīng)答機(jī)制的基礎(chǔ)。
(1)流式細(xì)胞術(shù)(FlowCytometry,FCM):是一種快速、精確、高通量分析單個(gè)細(xì)胞物理和化學(xué)特性的技術(shù)。
***原理**:利用激光照射單細(xì)胞懸液,細(xì)胞依次通過(guò)激光束時(shí),會(huì)散射光(前向散射FSC,反映細(xì)胞大小;側(cè)向散射SSC,反映細(xì)胞顆粒度)并發(fā)出熒光(由細(xì)胞表面或胞內(nèi)標(biāo)記的熒光抗體、熒光蛋白等發(fā)出)。通過(guò)檢測(cè)這些信號(hào),可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)、分選和群體分析。
***常用標(biāo)記物**:CD系列分子(用于鑒定T細(xì)胞亞群、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等)、細(xì)胞因子受體、活化標(biāo)志物(如CD69,CD25)、凋亡相關(guān)蛋白(如AnnexinV,PI)、細(xì)胞周期標(biāo)記物等。
***應(yīng)用**:分析免疫細(xì)胞的種類(lèi)、比例、活化狀態(tài)、功能狀態(tài)(如細(xì)胞因子分泌能力)、細(xì)胞周期、凋亡情況等。是免疫學(xué)研究中最常用的技術(shù)之一。
(2)免疫細(xì)胞分選(CellSorting):在流式細(xì)胞術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合細(xì)胞分選技術(shù)(如熒光激活細(xì)胞分選FACS或磁性激活細(xì)胞分選MACS),可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的熒光標(biāo)記陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn),將特定類(lèi)型的細(xì)胞群體從混合細(xì)胞樣本中分離出來(lái),用于后續(xù)的功能研究、基因測(cè)序等。
***FACS**:通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電磁閥,將符合條件的細(xì)胞分選到不同的收集管中??蓪?shí)現(xiàn)高純度、高回收率的細(xì)胞分選。
***MACS**:利用磁珠標(biāo)記目標(biāo)細(xì)胞,在磁場(chǎng)中通過(guò)磁珠的磁性將目標(biāo)細(xì)胞吸附下來(lái),從而實(shí)現(xiàn)分選。操作相對(duì)FACS簡(jiǎn)單,尤其適用于分選大量細(xì)胞。
(3)其他細(xì)胞學(xué)技術(shù):如相差顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)和運(yùn)動(dòng);暗視野顯微鏡觀察細(xì)胞動(dòng)態(tài)過(guò)程(如吞噬);細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)(體外維持、增殖、功能誘導(dǎo)等)。
3.分子生物學(xué)技術(shù):在分子水平上研究免疫基因表達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫分子結(jié)構(gòu)等功能。
(1)PCR技術(shù)(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)):一種在體外快速擴(kuò)增特定DNA片段的技術(shù)。
***原理**:利用DNA聚合酶在引物作用下,沿模板鏈合成互補(bǔ)DNA鏈,經(jīng)過(guò)變性-退火-延伸的循環(huán)過(guò)程,使目標(biāo)DNA片段呈指數(shù)級(jí)擴(kuò)增。
***應(yīng)用**:檢測(cè)基因表達(dá)(如Q-PCR檢測(cè)mRNA水平)、檢測(cè)病原體DNA/RNA、基因分型、構(gòu)建基因重組體等。
***類(lèi)型**:常規(guī)PCR、實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Q-PCR,能定量分析起始模板量)、巢式PCR(提高檢測(cè)靈敏度)、逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR,用于檢測(cè)mRNA)。
(2)基因編輯技術(shù):能夠?qū)ι矬w基因組進(jìn)行精確、高效、可逆的修飾的技術(shù)。
***CRISPR/Cas9系統(tǒng)**:是目前最主流的基因編輯技術(shù)。利用一段引導(dǎo)RNA(gRNA)識(shí)別并結(jié)合目標(biāo)DNA序列,然后通過(guò)Cas9核酸酶在該位點(diǎn)進(jìn)行切割,引發(fā)細(xì)胞自身的DNA修復(fù)機(jī)制,從而實(shí)現(xiàn)基因敲除、插入、替換等操作。
***應(yīng)用**:構(gòu)建免疫細(xì)胞基因功能研究模型、改造免疫細(xì)胞用于治療(如CAR-T細(xì)胞)、研究遺傳病與免疫的關(guān)系。
(3)基因表達(dá)譜分析:如微陣列(Microarray)和下一代測(cè)序(Next-GenerationSequencing,NGS)技術(shù)。
***原理**:微陣列可以在一張芯片上固定大量基因的探針,通過(guò)與樣本中的mRNA(或cDNA)雜交,檢測(cè)大量基因的表達(dá)水平變化。NGS則可以對(duì)樣本中所有或大部分的RNA、DNA進(jìn)行測(cè)序,提供更全面、更精確的分子信息。
***應(yīng)用**:比較不同免疫狀態(tài)下(如活化T細(xì)胞與靜息T細(xì)胞)基因表達(dá)譜的差異;研究細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控;繪制免疫細(xì)胞單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜,解析免疫細(xì)胞的異質(zhì)性和功能狀態(tài)。
(三)免疫學(xué)研究應(yīng)用
1.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:免疫學(xué)研究成果深刻改變了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的面貌。
(1)腫瘤免疫:利用免疫系統(tǒng)對(duì)抗腫瘤細(xì)胞是當(dāng)前免疫治療的熱點(diǎn)。
***免疫檢查點(diǎn)抑制劑**:阻斷腫瘤細(xì)胞表達(dá)的PD-1或其配體PD-L1與T細(xì)胞上相應(yīng)受體(PD-CTLA-4)的結(jié)合,解除對(duì)T細(xì)胞的抑制,使其能持續(xù)殺傷腫瘤。代表藥物有PD-1抑制劑(如納武利尤單抗、帕博利珠單抗)和PD-L1抑制劑。
***過(guò)繼性細(xì)胞療法**:收集患者自身的免疫細(xì)胞(主要是T細(xì)胞),在體外通過(guò)基因工程技術(shù)改造(如加入識(shí)別腫瘤特異抗原的CAR結(jié)構(gòu)),擴(kuò)增后再輸回患者體內(nèi),使其能特異性殺傷腫瘤細(xì)胞。CAR-T細(xì)胞療法是目前最成功的例子。
***腫瘤疫苗**:利用腫瘤特異性抗原(如突變抗原、腫瘤相關(guān)抗原)制備疫苗,激發(fā)患者自身的抗腫瘤免疫應(yīng)答。
***免疫細(xì)胞治療**:如使用CIK細(xì)胞(細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞)、NK細(xì)胞等進(jìn)行治療。
(2)自身免疫疾?。哼@類(lèi)疾病是由于免疫系統(tǒng)錯(cuò)誤地攻擊自身組織而引起的。
***發(fā)病機(jī)制研究**:通過(guò)動(dòng)物模型和患者樣本,研究自身免疫病的觸發(fā)因素(如環(huán)境因素、遺傳易感性)、免疫耐受的破壞機(jī)制等。
***治療策略**:目標(biāo)是控制異常免疫應(yīng)答,減少組織損傷。常用方法包括:
***免疫抑制劑**:如糖皮質(zhì)激素(潑尼松)、甲氨蝶呤、硫唑嘌呤等,能廣泛抑制免疫反應(yīng),但副作用較大。
***生物制劑**:靶向特定免疫分子或細(xì)胞的藥物,如TNF-α抑制劑(依那西普、英夫利西單抗)、IL-6抑制劑(托珠單抗)、B細(xì)胞清除療法(利妥昔單抗,針對(duì)CD20陽(yáng)性B細(xì)胞)。
***免疫調(diào)節(jié)劑**:如小劑量糖皮質(zhì)激素、免疫球蛋白等。
(3)感染性疾?。阂呙缡穷A(yù)防感染性疾病最有效的手段。
***疫苗開(kāi)發(fā)**:基于免疫學(xué)原理,設(shè)計(jì)和制備各種類(lèi)型的疫苗,如減毒活疫苗、滅活疫苗、亞單位疫苗、重組蛋白疫苗、病毒載體疫苗、mRNA疫苗等。疫苗誘導(dǎo)的保護(hù)性免疫通常包括體液免疫(抗體)和細(xì)胞免疫(T細(xì)胞)。
***免疫診斷**:利用抗原抗體反應(yīng)等免疫學(xué)原理,檢測(cè)體內(nèi)是否存在特定病原體或其產(chǎn)生的抗體/抗原,用于疾病的早期診斷、感染狀態(tài)評(píng)估、療效監(jiān)測(cè)等。常用方法有ELISA、膠體金法、免疫熒光法、快速診斷試劑盒等。
***治療性抗體**:?jiǎn)慰寺】贵w可用于治療某些感染,如中和毒素(如肉毒桿菌素)、阻止病毒吸附細(xì)胞、清除感染細(xì)胞等。
2.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:免疫學(xué)原理在動(dòng)植物健康保障和育種中也有重要應(yīng)用。
(1)動(dòng)物疫病防控:通過(guò)免疫學(xué)手段預(yù)防和控制動(dòng)物傳染病。
***疫苗免疫**:為家畜家禽(如豬、雞、牛)接種疫苗,建立群體免疫屏障,降低發(fā)病率。疫苗研發(fā)需考慮免疫原性、安全性、有效性等因素。
***免疫增強(qiáng)劑**:使用某些物質(zhì)(如疫苗佐劑、植物提取物、中草藥等)增強(qiáng)動(dòng)物免疫系統(tǒng)的應(yīng)答能力,提高疫苗效果。
***疾病監(jiān)測(cè)**:通過(guò)血清學(xué)檢測(cè)(如ELISA檢測(cè)抗體)、病原學(xué)檢測(cè)等方法,監(jiān)測(cè)動(dòng)物群的健康狀況和疫病流行情況。
(2)植物免疫:研究植物的防御機(jī)制,提高作物的抗病能力。
***抗病育種**:利用自然抗病資源或通過(guò)基因工程將抗病基因?qū)胱魑?,培育抗病品種,減少農(nóng)藥使用。
***誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性(ISR)和獲得性系統(tǒng)抗性(ASR)**:通過(guò)特定處理(如接種植物促生菌PGPR、使用水楊酸、乙烯等信號(hào)分子),激活植物的防御系統(tǒng),使其對(duì)多種病原物產(chǎn)生廣譜、持久的抗性。
***植物病害診斷**:利用ELISA、抗體芯片、分子診斷技術(shù)(如PCR、qPCR)等檢測(cè)植物體內(nèi)的病原菌或病毒。
二、免疫學(xué)研究關(guān)鍵技術(shù)
(一)免疫熒光技術(shù)
1.原理:免疫熒光技術(shù)利用熒光標(biāo)記的抗體(熒光素標(biāo)記的二抗或直接標(biāo)記的一抗)與細(xì)胞或組織切片中的靶抗原發(fā)生特異性結(jié)合。結(jié)合后,在特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射下,熒光標(biāo)記物會(huì)發(fā)出相應(yīng)顏色的熒光,通過(guò)熒光顯微鏡或流式細(xì)胞儀等設(shè)備可以觀察到抗原的定位、分布和相對(duì)含量。根據(jù)熒光顏色(如FITC綠色、TRITC紅色、AlexaFluor系列多種顏色)和顯色方式(直接法或間接法),可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)靶抗原。
2.操作步驟(以間接免疫熒光法為例):
(1)**樣本制備**:
***組織固定**:取材后立即放入固定液(常用4%多聚甲醛或4%甲醛溶液)中,4℃固定數(shù)小時(shí)至過(guò)夜。固定作用是使組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,抗原不易流失。注意選擇合適的固定時(shí)間,過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致抗原變性。
***滲透**:將固定后的樣本放入滲透液(如0.1MPBS或Tris緩沖液,含0.1%-0.5%TritonX-100或SDS)中,4℃滲透30分鐘至1小時(shí)。滲透作用是使固定液和抗體等試劑能進(jìn)入組織內(nèi)部。
***洗滌**:用PBS或TBS緩沖液洗滌樣本3-5次,每次15-30分鐘,以去除未結(jié)合的固定劑和滲透劑。建議使用冷緩沖液洗滌。
***封閉(阻斷非特異性結(jié)合)**:將樣本置于含血清(同種來(lái)源血清最佳,如兔血清封閉兔源抗體)或BSA(牛血清白蛋白)的封閉液中,室溫孵育1-2小時(shí)。此步驟能封閉細(xì)胞膜、細(xì)胞器等背景位點(diǎn),防止抗體非特異性吸附,減少背景熒光。
***抗原修復(fù)(可選)**:對(duì)于某些不易與抗體結(jié)合的抗原(如甲醛固定的蛋白質(zhì)),可能需要進(jìn)行抗原修復(fù),如用熱修復(fù)(TRIS-EDTA緩沖液,95℃加熱10-20分鐘)或酶修復(fù)(如用胰蛋白酶或蛋白酶K處理)。
(2)**一抗孵育**:將樣本置于含特異性一抗(直接識(shí)別抗原的抗體)的抗體工作液中,通常在4℃孵育過(guò)夜,使一抗充分與靶抗原結(jié)合。有時(shí)也可在室溫下孵育1-2小時(shí),但靈敏度可能較低。
(3)**洗滌**:用PBS或TBS緩沖液洗滌樣本3-5次,每次15分鐘,去除未結(jié)合的一抗。
(4)**二抗孵育**:將樣本置于含熒光素標(biāo)記的、能與對(duì)應(yīng)一抗物種來(lái)源的二抗結(jié)合的熒光二抗工作液中,室溫避光孵育1小時(shí)。例如,如果使用兔源一抗,則需用山羊抗兔IgG-FITC作為二抗。二抗需經(jīng)過(guò)優(yōu)化濃度,避免過(guò)飽和導(dǎo)致背景高。
(5)**洗滌**:同步驟(3),洗滌3-5次,去除未結(jié)合的二抗。
(6)**復(fù)染(可選)**:如果需要觀察細(xì)胞核或細(xì)胞結(jié)構(gòu),可在最后一步用DAPI(藍(lán)色熒光)或Hoechst(藍(lán)色熒光)染料對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行復(fù)染。
(7)**封片**:將樣本置于含抗熒光淬滅劑(如DAPI封片劑)的封片液中,蓋上蓋玻片,置于顯微鏡下觀察或保存。
3.儀器設(shè)備:熒光顯微鏡(正置或倒置,需配備相應(yīng)激發(fā)光源和濾光片組)、載玻片、蓋玻片、冷庫(kù)、搖床等。
4.結(jié)果分析:通過(guò)熒光顯微鏡觀察熒光信號(hào)的位置(細(xì)胞膜、細(xì)胞漿、細(xì)胞核)、強(qiáng)度和分布模式??梢允褂肐mageJ等軟件進(jìn)行定量分析,如熒光強(qiáng)度積分、陽(yáng)性細(xì)胞百分比等。需要注意設(shè)置陰性對(duì)照(未加一抗或用非特異性抗體替代一抗的對(duì)照)以排除背景熒光干擾。
(二)ELISA技術(shù)
1.原理:ELISA(酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定)是一種基于抗原抗體特異性結(jié)合,并通過(guò)酶標(biāo)記物顯色進(jìn)行定性和定量分析的技術(shù)。其核心是利用固相載體(如酶標(biāo)板微孔)固定抗原或抗體,使反應(yīng)體系封閉在固相表面進(jìn)行,便于洗滌和檢測(cè),特異性高,靈敏度高。
2.類(lèi)型及操作要點(diǎn):
(1)**直接ELISA**:
***原理**:將已知抗原固定在酶標(biāo)板微孔表面,洗滌后直接加入酶標(biāo)記的一抗,孵育后洗滌,加入底物顯色,最后測(cè)定吸光度值。
***操作要點(diǎn)**:抗原固定是關(guān)鍵,需優(yōu)化固定條件(濃度、緩沖液pH、時(shí)間、溫度)以確??乖浞直┞恫⒈挥行Ч潭???贵w濃度也需優(yōu)化。
(2)**間接ELISA**:
***原理**:將已知抗原固定在酶標(biāo)板微孔表面,洗滌后加入未標(biāo)記的一抗(針對(duì)抗原),孵育后洗滌,再加入酶標(biāo)記的二抗(針對(duì)一抗的種屬來(lái)源,如羊抗鼠IgG-HRP),孵育后洗滌,加入底物顯色,測(cè)定吸光度值。
***操作要點(diǎn)**:由于使用了二抗,檢測(cè)靈敏度通常高于直接ELISA。但操作步驟多,需要分別優(yōu)化一抗和二抗的濃度及孵育條件。需設(shè)置陰性對(duì)照(未加一抗或用非特異性抗體替代一抗的對(duì)照)。
(3)**競(jìng)爭(zhēng)ELISA**:
***原理**:將待測(cè)樣本和已知量的標(biāo)記抗原(如放射性同位素標(biāo)記或酶標(biāo)記)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合固相上的一抗。孵育后洗滌,加入能結(jié)合標(biāo)記抗原的抗體(或直接加酶標(biāo)抗體),最后加入底物顯色。樣本中待測(cè)抗原濃度越高,則結(jié)合到固相上的標(biāo)記抗原就越少,顯色越淺(或放射性計(jì)數(shù)越低),呈現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。
***應(yīng)用**:常用于檢測(cè)小分子物質(zhì)(如激素、藥物、毒素)。
(4)**雙抗體夾心ELISA**:
***原理**:將已知抗原固定在酶標(biāo)板微孔表面,洗滌后加入酶標(biāo)記的一抗,孵育后洗滌,再加入未標(biāo)記的捕獲抗體(能與抗原的另一表位結(jié)合),使一抗和捕獲抗體形成“夾心”結(jié)構(gòu)包裹住抗原,孵育后洗滌,加入底物顯色,測(cè)定吸光度值。
***操作要點(diǎn)**:特異性強(qiáng),靈敏度高,是檢測(cè)抗原最常用的ELISA類(lèi)型。關(guān)鍵在于優(yōu)化包被抗原和酶標(biāo)抗體(夾心抗體)的濃度及孵育條件。需要設(shè)置陰性對(duì)照(未加包被抗原或酶標(biāo)抗體)。
3.操作步驟(以雙抗體夾心ELISA為例):
(1)**包被**:將已知濃度的抗原稀釋后加入酶標(biāo)板微孔中,4℃包被過(guò)夜或室溫包被2-4小時(shí)。包被后用洗滌液(如洗滌緩沖液,含0.05%Tween-20的PBS)洗滌3次。
(2)**封閉**:加入封閉液(如5%脫脂奶粉或BSA的封閉緩沖液)室溫孵育1-2小時(shí),封閉未結(jié)合的固相位點(diǎn)。封閉后用洗滌液洗滌3-5次。
(3)**加酶標(biāo)抗體(夾心抗體)**:將酶標(biāo)記的二抗(針對(duì)一抗的種屬來(lái)源)用稀釋液稀釋至合適濃度,加入酶標(biāo)板微孔中,室溫孵育1小時(shí)。孵育后用洗滌液洗滌3-5次。
(4)**加底物**:向每個(gè)微孔加入適量酶的底物溶液(如TMB、ABTS等),避光室溫孵育15-30分鐘(或根據(jù)說(shuō)明書(shū)及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整),底物在酶的作用下發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生有色產(chǎn)物。
(5)**終止反應(yīng)**:加入終止液(如2MH2SO4或HCl),終止酶與底物的反應(yīng)。此時(shí)有色產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為無(wú)色物質(zhì),溶液顏色變深。
(6)**測(cè)定吸光度**:立即使用酶標(biāo)儀在指定波長(zhǎng)(如TMB為450nm,ABTS為405nm)測(cè)定各孔的吸光度值(OD值)。OD值與樣本中待測(cè)抗原濃度在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。
4.儀器設(shè)備:酶標(biāo)板、酶標(biāo)儀、移液器及吸頭、洗板機(jī)(可選)、水浴鍋或恒溫?fù)u床、底物孵育箱等。
5.結(jié)果分析:通過(guò)酶標(biāo)儀讀取各孔OD值。計(jì)算平均值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(使用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品制作)或公式(OD值=C×k,其中C為抗原濃度,k為比例常數(shù))計(jì)算樣本中待測(cè)抗原的濃度。需設(shè)置空白對(duì)照(不含任何樣本或抗原的孔,用于校準(zhǔn))、陰性對(duì)照(不含樣本的孔,用于判斷非特異性結(jié)合)和陽(yáng)性對(duì)照(已知抗原濃度的孔,用于判斷實(shí)驗(yàn)有效性)。
(三)細(xì)胞因子檢測(cè)
1.方法:細(xì)胞因子是免疫細(xì)胞產(chǎn)生的小分子蛋白質(zhì),在免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。檢測(cè)細(xì)胞因子水平是研究免疫應(yīng)答狀態(tài)的重要手段。
(1)**Luminex技術(shù)(xMAP技術(shù))**:
***原理**:一種高通量、多參數(shù)檢測(cè)技術(shù)。將多種不同的檢測(cè)分子(如生物素標(biāo)記的抗體、熒光微球、捕獲抗體等)固定在微球表面,通過(guò)磁力分離,實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)微球內(nèi)多種生物分子(如細(xì)胞因子、抗體、微生物等)的同時(shí)檢測(cè)和定量。
***操作流程**:通常包括以下步驟:
***樣本準(zhǔn)備**:收集細(xì)胞培養(yǎng)上清、血清、血漿或組織提取液等樣本。必要時(shí)進(jìn)行離心去除細(xì)胞碎片。
***標(biāo)準(zhǔn)品制備**:制作細(xì)胞因子濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。
***加樣**:將樣本、標(biāo)準(zhǔn)品和Luminex檢測(cè)試劑盒(包含預(yù)包被有捕獲抗體的微球和生物素標(biāo)記的檢測(cè)抗體)加入反應(yīng)管中混合。
***孵育**:室溫孵育,使樣本中的細(xì)胞因子與微球上的捕獲抗體結(jié)合,然后加入生物素標(biāo)記的檢測(cè)抗體。
***磁分離**:通過(guò)磁力架將結(jié)合了生物分子簇的微球與游離組分分離。
***洗滌**:洗滌微球,去除未結(jié)合的游離組分。
***檢測(cè)**:將微球
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