泪膜细胞因子分析有助于研究多种眼部疾病。基于微球的多重检测方法操作简便、灵敏度高,能够在少量样本中同时检测多个靶标。本文介绍了一种利用基于微球的多重检测技术进行泪膜细胞因子谱分析的实验方案。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
泪膜细胞因子分析有助于研究多种眼部疾病。基于微球的多重检测方法操作简便、灵敏度高,能够在少量样本中同时检测多个靶标。本文介绍了一种利用基于微球的多重检测技术进行泪膜细胞因子谱分析的实验方案。
泪膜是由覆盖在眼球外表面的脂质、蛋白质和矿物质组成的复杂混合物,可为下方细胞提供润滑、营养和保护。泪液分析是识别多种眼表疾病生物标志物以进行预测、诊断和预后的新兴研究领域。泪液易于获取,且采集过程无创。因此,随着技术的进步,越来越多的研究致力于在泪液中鉴定多种分析物,以研究蛋白质或代谢物组成的变化及其与病理状态的关联。泪液中的细胞因子是研究眼表健康状况的理想生物标志物,也有助于理解干眼症和春季性结膜炎等不同类型眼表疾病的发生机制。基于微球的多重检测技术能够在少量样本中高灵敏度地同时检测多种分析物。本文介绍了一种标准化的泪液样本采集、提取及利用基于微球的多重检测方法进行细胞因子谱分析的实验方案。
泪液由泪腺和副泪腺产生,覆盖在眼球的外表面。泪膜由外层的脂质层和内层的水样层组成,其中水样层包含可溶性蛋白质、黏蛋白以及膜结合型黏蛋白。泪液可防止微生物侵袭、提供营养,并为眼表提供润滑作用。泪液还在空气与组织之间形成界面,促进氧气向角膜的传输。1 泪膜的成分包括蛋白质、碳水化合物、脂质和电解质。多项研究已发现,泪液蛋白质与青光眼、干眼症、春季结膜炎、糖尿病、甲状腺相关性眼病及癌症等眼部和全身性疾病之间存在关联。2,3,4 泪液样本可通过微毛细管或泪液采集条(Schirmer条)收集。此外,Schirmer试验是角膜与屈光手术门诊中的常规检查方法,其结果可用于细胞因子分析实验。由于泪液样本采集无创、生物样本易于获取,且泪液成分与多种生理和病理状态密切相关,因此泪膜被认为是多种眼部和全身性疾病的潜在生物标志物来源。4,5,6
泪液细胞因子在研究眼表健康及各种眼病的炎症状态中起着重要作用。7 已有报道指出,泪液样本中多种细胞因子浓度异常与干眼病、春季角结膜炎(VKC)、特应性角结膜炎(AKC)、季节性过敏性结膜炎以及葡萄膜炎相关。8,9,10,11,12,13 泪液蛋白可通过传统方法进行分析,如质谱法、蛋白质印迹法和酶联免疫吸附测定(ELISA)。14,15 然而,这些方法的局限性在于灵敏度较低,且需要较大体积的样本,难以实现每位患者泪液中多种细胞因子的同时分析。16,17 基于微球的多重检测技术已被开发用于复杂混合样本中多种分析物的检测,并已成功应用于泪液样本,以在不同疾病中分析多种细胞因子。6,18 结合夹心ELISA与流式细胞术的技术使这些检测方法在单一样本中对多种分析物的定量检测灵敏度高于传统ELISA。19 该方法可应用于多种临床样本及细胞培养上清液,有助于研究多种病理生理条件下免疫应答的变化。20,21,22,23,24
已有若干研究对基于微球的多重检测法与ELISA进行了比较,并报道了两种方法之间存在相关性。Loo 等 比较了基于微球的多重检测法与传统ELISA在人血清或血浆样本中检测脂联素(adiponectin)、抵抗素(resistin)、瘦素(leptin)和饥饿素(ghrelin)的效果,报道两种方法间具有强相关性(r>0.9)25。Dupont 等 报道,在检测来自孕妇的植物血凝素和脂多糖刺激的全血样本中的IL-1β、IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IFN-ϒ和TNF-α时,基于微球的多重检测法与ELISA之间也存在强相关性26。Pickering 等 报道了基于微球的多重检测法与ELISA在检测血清中针对b型流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza type b)多糖(r=0.96)、破伤风梭菌(Clostridium tetani)类毒素(r=0.96)以及白喉棒状杆菌(Corynebacterium diphtheriae)类毒素(r=0.91)的抗体时,同样具有强相关性27。Biagini 等 报道,基于微球的多重检测法与ELISA在检测血清样本中炭疽杆菌(Bacillus anthracis)抗保护性抗原IgG时具有高度正相关性(r=0.852)28。Wang 等 报道,在脑脊液样本中检测阿尔茨海默病生物标志物——淀粉样蛋白-β 42(r=0.77)、总tau蛋白(r=0.94)以及181位氨基酸磷酸化的tau蛋白(r=0.82)时,基于微球的多重检测法与ELISA之间也存在相关性29。这些研究证明了基于微球的多重检测法适用于多种临床样本,所需样本量较小,且与标准ELISA具有良好的相关性,使其成为传统ELISA方法在不同类型样本中检测多种分析物的有力替代方案,尤其适用于不同疾病表型的研究。本文中,我们描述了一种标准化的基于微球的多重检测法操作流程,用于使用Schirmer试纸从健康受试者采集的泪液样本中进行41种分析物的细胞因子谱分析。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本研究中使用的方案已获得新加坡陈笃生医院机构审查委员会的批准。
1. 泪液细胞因子分析
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
使用泪液流量试纸从4名健康男性受试者的8只眼睛中采集泪液样本,并采用上述方案分析细胞因子水平。4名受试者的年龄分别为36岁、42岁、44岁和52岁。根据2007年国际干眼研讨会(International Dry Eye Workshop)指南,通过临床检查(包括泪膜破裂时间、Schirmer试验、角膜染色、结膜染色、眼睑/睑板腺检查、角膜泪液征象以及视觉症状和体征)评估眼表健康状况及干眼病情况,所有受试者均未表现出任何干眼病的体征或症状。31
在分析的41种细胞因子中,有31种细胞因子在所有泪液样本中均被检测到;IL-17A、MIP-1β和TNF-α在4名受试者的7只眼中被检测到;IL-4在4名受试者的6只眼中被检测到;IFN-γ在3名受试者的6只眼中被检测到;IL-1A在3名受试者的5只眼中被检测到;eotaxin和IL-9在2名受试者的3只眼中被检测到;IL-3在1只眼中被检测到,而MIP-1α在任...
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
细胞因子是一类由细胞分泌的小分子蛋白质,具有强大的免疫调节功能,可调控免疫反应。32 泪液样本中多种细胞因子的表达谱与眼部多种病理状态相关,对细胞因子谱的研究有助于理解疾病发病机制、判断眼表健康状况、疾病严重程度、诊断及进展过程。2,5 传统方法面临的主要挑战是蛋白浓度较低和样本体积较小,这限制了ELISA等检测方法在泪液细胞因子谱分析中的应用。33 基于微球的多重检测技术是一种免疫分析方法,相较于ELISA具有显著优势。该技术仅需少量样本即可同时分析多种分析物,且灵敏度高,能够检测生物液体中皮克水平的蛋白质浓度。34
本文报道了一种利用基于微球的多重检测技术对健康人泪液中41种细胞因子进行定量分析的标准化方案。在该检测面板包含的41种细胞因子中,基于微球的多重检测技术可在泪液样本中检测到40种,而未能检测到MIP-1α。该...
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
作者无任何利益冲突需要披露。无财务利益或利益冲突。
本研究工作得到了陈笃生医院个性化种子基金项目2015年中心资助、新加坡眼科研究所试点资助以及陈笃生医院基金申请资助的支持。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Milliplex MAP 人细胞因子/趋化因子磁珠面板-1 试剂盒 | 美国默克公司 | HCYTOMAG-60K-41 | |
| Flexmap 3D Luminex 仪器 | Luminex Corp,美国德克萨斯州奥斯汀 | ||
| xPonent 软件 | Luminex Corp,美国德克萨斯州奥斯汀 | ||
| RBXGenerator 软件 | BIO-RAD,法国 | ||
| Bio-Plex Manager 6.1 | BIO-RAD,法国 | ||
| 平板振荡器 | 美国康宁公司 | ||
| 帝肯酶标洗板机 | Tecan,瑞士 | HydroSpeed | |
| Vortex Genie 2 | 美国 Scientific Industries 公司 | G560E | |
| 移液器 | Mettler Toledo,加利福尼亚州,美国 | ||
| 1.5 ml 微量离心管 | Axygen,美国 | MCT-150-C | |
| Schirmer 泪液分泌试验试纸条 | 眼科护理与治疗,美国 | 101657 | |
| Flexmap 3D 校准试剂盒 | Luminex Corp,美国德克萨斯州奥斯汀 | 40-028 | |
| Flexmap 3D 验证试剂盒 | Luminex Corp,美国德克萨斯州奥斯汀 | 40-029 | |
| 眼科检查椅 |
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。