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小鼠淋巴器官中干扰素-γ分泌的检测方法

2025年7月8日

本文内容

摘要

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来源:Mazet, J. M., . 小鼠脾脏中原位干扰素γ产生的成像 单核细胞增生李斯特菌 感染。 视频实验杂志 (2019).

本视频演示了一种用于可视化成像的方法 原位 小鼠脾脏中干扰素-γ(IFN-γ)的分泌。在细菌感染后,T细胞和自然杀伤细胞内IFN-γ积累被诱导,随后从小鼠体内取出脾脏。获取组织切片后,通过免疫染色对细胞内IFN-γ进行可视化检测。

方案

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所有涉及动物模型的实验程序均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 小鼠中抗原特异性CD8+ T细胞的过继转移

  1. 使用小鼠 CD8+ T 细胞分离试剂盒,按照制造商说明书从 T 细胞受体转基因小鼠的淋巴结悬液中分离表达绿色荧光蛋白(OTI-GFP)或红色荧光蛋白(OTI-RFP)的卵清蛋白(OVA)特异性 CD8+ T 细胞(OTI)。通过注射器活塞碾压淋巴结制备细胞悬液,方法如前所述。
  2. 通过静脉注射将 OTI-GFP 或 OTI-RFP 细胞(3 × 106 个细胞)转移至 C57BL/6 野生型小鼠受体中,操作方法参照 Cahalan 等人的描述。通常使用 6–12 周龄的小鼠。
    注意:此步骤为可选步骤,仅在需要追踪抗原特异性 CD8+ T 细胞时才需进行。

2. Listeria monocytogenes 感染

  1. 展开 L. monocytogenes 在37 °C、轻度振荡条件下,在肉汤心浸液中将经基因改造以表达OVA的单核细胞增生李斯特菌(LM-OVA)培养至对数生长期,直至OD600达到0.08–0.1,方法如前所述。
  2. 通过29 G胰岛素注射器,将100 µL(最大体积为200 µL)用磷酸盐缓冲液(PBS)稀释的0.1–0.5 LD50 LM-OVA,静脉注射至携带OTI-GFP或OTI-RFP细胞的C57BL/6野生型小鼠受体中(按指示进行)。
    注意: 在我们实验室,0.1 x LD50 LM-OVA 相当于 2 x 104 菌落形成单位(CFU) L. monocytogenes 经遗传修饰以表达OVA的细胞用于激活先前转移的OTI CD8+ T细胞,但其他品系的 L. monocytogenes 可以使用。

3. 使用布雷菲德菌素A(BFA)处理以阻断细胞因子分泌

  1. 使用29 G胰岛素注射器,在小鼠处死前6小时,以200 µL PBS溶液腹腔注射250 µg布雷菲德菌素A(BFA)。
    注意:冻干的BFA首先用二甲基亚砜(DMSO)重悬,配制成25 mg/mL的储存液。然后在室温(RT)下用PBS稀释,以避免注射前发生结晶。抑制细胞因子分泌可导致IFNγ在细胞内积聚,这对细胞因子的检测至关重要。

4. 脾脏的采集

  1. 采用逐渐增加浓度的 CO2 对小鼠实施安乐死,随后进行颈椎脱位。
    注意:应遵循当地机构关于人道处死小鼠的指导原则。
  2. 用 70% 乙醇清洁腹部,使用剪刀在小鼠左侧 flank(脾脏所在位置)皮肤上做 1–2 cm 的切口。小心切开腹膜以暴露脾脏,并用镊子取出脾脏。采集脾脏时需注意避免使用镊子用力挤压或切割,以防破坏脾脏结构。

5. 使用多聚甲醛(PFA)固定脾脏

  1. 通过混合 3.75 mL PBS 和 3.75 mL 0.2 M L-赖氨酸来配制固定液。加入 21 mg 高碘酸钠并充分混匀,然后加入 2.5 mL 4% 多聚甲醛(PFA)和 20 µL 12 N NaOH。
    注意:固定液需当天配制并使用,多余部分应丢弃,不可储存。如果样品中含有 GFP 等荧光蛋白,此固定步骤尤为重要。请勿使用含有甲醇残留的 PFA,因其会变性荧光蛋白。
    注意:PFA 具有毒性,操作时须谨慎。
  2. 将脾脏完全浸入固定液中,于 4°C 轻柔振荡条件下固定至少 4 小时,通常为 16–20 小时。
  3. 弃去固定液,加入 5 mL PBS,在室温下轻柔振荡洗涤 5 分钟。
  4. 更换为 5 mL 新鲜 PBS,于 4 °C 轻柔振荡孵育 1 小时。
  5. 用 5 mL 30% 蔗糖溶液替换 PBS,并孵育 12–24 小时。
    注意:该方法有助于维持组织形态。经蔗糖溶液孵育后,器官应沉降至孔板底部。

6. 冷冻与切片

  1. 将干冰放入一个较大的容器中,并在其中放置一个较小的容器,内含约 50 mL 纯甲醇和几块干冰。
  2. 用无绒布轻轻擦干脾脏。
  3. 将脾脏放入底部含有少量最佳切割温度(OCT)包埋剂的底模中,注意避免产生气泡。然后在脾脏上方再添加 OCT 包埋剂。
  4. 用镊子将底模放置在甲醇液面上,确保底模不接触 OCT 包埋剂,以尽可能快速地冷冻组织,从而减少组织损伤。
  5. 当组织完全冻结后,即可进行切片。
    注意:冷冻后的脾脏可在 -80 °C 下保存数月。
  6. 使用冷冻切片机对组织进行切片。
    1. 将恒温冷冻切片机的腔室温度设为 -21 °C,切取所需厚度的切片(通常约为 10 µm)。本方案适用于厚度不超过 30 µm 的切片。
  7. 将切下的组织切片转移至玻璃载玻片上(参见材料表),并进行肉眼检查。
    注意:切片可在 -80 °C 下保存数月。

7. 免疫荧光染色

  1. 将切片置于室温下平衡。
  2. 使用液体阻隔笔(例如 PAP 笔)在组织切片周围画一个圆圈。画圈时应位于 OCT 包埋介质之外,否则无法有效封闭。
  3. 待液体阻隔圈干燥后,通过在组织切片上加入 PBS 溶液 5 分钟以重新水化样本。
    注意:加入切片上的液体体积取决于切片大小,通常使用 100–300 µL。切片一旦开始水化后,切勿让其干燥。
  4. 用 PBS 至少清洗两次,确保切片牢固地附着于载玻片上。
  5. 向切片中加入封闭液,以减少抗体的非特异性结合。
    1. 按以下方法配制封闭液:PBS 中含 0.1% Triton X-100、2% 胎牛血清(FCS)和 2.5 µg/mL Fc 受体阻断剂(抗小鼠 CD16/32)。然后根据染色方案中每种二抗的来源物种,加入相应物种的正常血清至终浓度为 2–5%。
      注意:若抗体为直接偶联或生物素标记的,应加入每种一抗来源物种的正常血清至终浓度为 5%。若一抗与某一二抗来源于同一物种(例如,一抗为兔源,二抗为兔抗大鼠),则不应使用该物种的正常血清,以免增加背景信号。
    2. 轻轻吸去切片上的 PBS,每张样本切片加入 100 µL 封闭液。在加盖的湿盒中,室温孵育至少 1 小时。
  6. 使用一抗进行染色。
    1. 用封闭液将一抗稀释至最佳浓度。一般起始浓度为 5 µg/mL,但需根据每种抗体和组织类型进行优化。
      注意:若抗体为直接偶联的,使用前需将抗体混合液在 4 °C 下以 17.135 × g(13,500 rpm)离心 15 分钟。荧光染料可能发生沉淀,此步骤可使沉淀物沉降,从而防止其非特异性沉积在载玻片上。
    2. 将每张样本的封闭液替换为一抗混合液。
    3. 在加盖的湿盒中,室温孵育 4 小时或 4 °C 过夜(OVN)。
  7. 进行洗涤。
    1. 通过向 PBS 中加入 2% FCS 配制洗涤缓冲液。
    2. 用洗涤缓冲液洗涤 4 次:第一次快速洗涤(不孵育),第二次 10 分钟,第三和第四次各 5 分钟。最后用 PBS 洗涤 5 分钟。
  8. 使用二抗进行染色。
    1. 用封闭液将目标二抗稀释至最佳浓度。混合液的离心步骤参照一抗处理方法进行。
    2. 吸去最后一次洗涤液,将二抗混合液加至切片上,在加盖的湿盒中室温孵育 1–4 小时。
  9. 用洗涤缓冲液洗涤 4 次:第一次快速洗涤(不孵育),第二次 10 分钟,第三和第四次各 5 分钟。最后用 PBS 洗涤 5 分钟。
  10. 吸去最后一次洗涤液,让 PBS 自然挥发,但避免切片过度干燥。在样本上滴加一滴封片剂,小心地将盖玻片覆盖其上。封片剂应完全覆盖整个组织区域。在避光条件下室温静置,使其过夜聚合。
    注意:在加封片剂前,可在载玻片背面的切片周围画一圈标记。一旦加入封片剂后,组织可能变得难以观察。
  11. 将载玻片避光保存于 4 °C,待成像时取出。

8. 成像与分析

  1. 使用共聚焦显微镜对染色样本进行成像。
    注意: 在本实验方案中,使用了倒置光谱激光扫描显微镜(见材料表),并配备10x/NA 0.40或60x/NA 1.4物镜(用于细胞因子亚细胞定位分析)。各荧光染料和荧光蛋白的激发波长与发射波长详见材料表
  2. 根据需要使用图像处理软件(如Imaris或Fiji)进行分析与定量。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
布雷菲尔德菌素A剑桥生物科学CAY11861
多聚甲醛Agar 科学R1018
L-赖氨酸二盐酸盐Sigma生命科学L5751
偏高碘酸钠Thermo Scientific20504
D(+)-蔗糖VWR 化学品27480.294
精密擦拭纸 Kimtech 科学金佰利专业75512
O.C.T. 包埋剂,冷冻切片用封固介质VWR 化学品361603E
Fc阻断剂,纯化抗小鼠CD16/32,克隆93Biolegend101302抗体克隆及使用浓度: 2.5 mg/ml
显微镜载玻片 - Superfrost PlusVWR 化学品631-0108
抗-CD169 - AF647Biolegend142407抗体克隆及使用浓度: 克隆 3D6.112 1.6 mg/ml
         激发波长: 650
         发射波长: 65
抗-F4/80 - APCBiolegend123115抗体克隆及使用浓度: 克隆 BM8 2.5 mg/ml
        激发波长: 650
         发射波长: 660
抗-B220 - PBBiolegend103230抗体克隆及使用浓度: 克隆 RA3-6B2 1.6 mg/ml
      激发波长: 410
      发射波长: 455
抗-IFNγ - 生物素Biolegend505804抗体克隆及使用浓度: 克隆 XMG1.2 5 mg/ml
抗-IFNγ - BV421Biolegend505829抗体克隆及使用浓度: 克隆 XMG1.2 5 mg/ml
      激发波长: 405
      发射波长: 436
抗-Nkp46/NCRIR&D SystemsAF2225抗体克隆及使用浓度: 山羊 2.5 mg/ml
抗山羊IgG-FITCNovusbioNPp 1-74814抗体克隆及使用浓度: 1 mg/ml
      激发波长: 490
      发射波长: 525
链霉亲和素 - PEBiolegend405203抗体克隆及使用浓度: 2.5 mg/ml
      激发波长: 565
      发射波长: 578
链霉亲和素 - FITCBiolegend405201抗体克隆及使用浓度: 2.5 mg/ml
      激发波长: 490
        发射波长: 525
Fluoromount G南方生物技术0100-01
盖玻片 22x40mmMenzel-Glazer12352128
液体阻断剂 Super PAP PEN miniAxxoraCAC-DAI-PAP-S-M
Imaris - 显微图像分析软件Bitplane
共聚焦显微镜 - Olympus FV1200 激光扫描显微镜Olympus
冷冻切片机 - CM 1900 UVLeica
一次性基底模具费舍尔科学英国有限公司11670990
PBS 1XLife Technologies Ltd20012068
BHI 肉汤VWR 品牌303415ZA
GFP激发波长: 484
         发射波长: 507
RFP激发波长: 558
          发射波长: 583
胰岛素注射器,带针头,29GVWR 国际BDAM324824
C57BL/6 野生型小鼠查尔斯河

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