Akış sitometrisi, protein ekspresyonunun tek hücre çözünürlüğünde kantitatif değerlendirilmesine olanak tanıyan, böylece heterojen ve nadir hücre popülasyonlarının incelenmesini kolaylaştıran güçlü ve yaygın olarak kullanılan bir analitik araçtır1,2,3. Geleneksel akış sitometrisi yaklaşımları öncelikle hücre yüzey antijenlerini hedefleyen antikorları kullansa da, transkripsiyon faktörleri, RNA işleme regülatörleri ve ligand kaynaklı internalizasyona uğrayan reseptörler gibi fonksiyonel açıdan önemli birçok protein hücre içi kompartmanlarda yer alır. Sonuç olarak, bu sitoplazmik ve nükleer proteinlere standart yüzey boyama protokolleri kullanılarak erişilemez. Hücre membranlarının fikse edilmesi ve permeabilizasyonunu içeren hücre içi boyama yöntemlerinin entegrasyonu, geleneksel akış sitometrisi analizinin yüksek verimli ve multiparametrik yeteneklerini korurken; hücre içi proteinlerin, sitokinlerin ve sinyal iletim ara maddelerinin kantitatif değerlendirilmesine imkan tanıyarak akış sitometrisinin kullanım alanını önemli ölçüde genişletmiştir4,5,6,7.
Akış sitometrisi ile hem yüzeyle ilişkili hem de hücre içi proteinlerin tespit edilmesindeki temel bir kısıtlama, uygun antikorların bulunabilirliği ve çoğu durumda epitop veya immünojen dizilerinin eksik bilinmesidir8,9. İmmünofenotipleme stratejileri büyük ölçüde hücre yüzey markerlarına dayandığından, akış sitometrisi için valide edilmiş ticari olarak mevcut antikorların çoğu monoklonaldir, tek bir hücre dışı epitopu tanır ve önceden floroforlarla konjuge edilmiştir. Buna karşılık, poliklonal antikorlar hedef bir protein içindeki birden fazla epitopu tanıma kapasitesine sahiptir ve yaygın olarak western blotting, immünohistokimya veya immünofloresans için kullanılırlar. Ancak, bu antikorlar genellikle konjuge edilmemiştir ve bu nedenle standart akış sitometrisi iş akışlarıyla doğrudan uyumlu değildirler. Konjuge edilmemiş primer antikorların, florofor-konjuge ikincil antikorlarla birlikte kullanılması, tespit edilebilir hedef aralığını genişleten esnek bir alternatif sunar ve düşük bolluktaki proteinler için avantajlı olabilen sinyal amplifikasyonuna olanak tanıyabilir.
Bu sınırlamaları gidermek için, K562 insan eritroleukemi hücrelerinde protein boyama için bir protokol optimize ettik10. Hücre içi boyama, hücresel yapı ve durumun korunması için fiksasyonun yanı sıra antikorların hücre içi bölmelere erişebilmesi için permeabilizasyon gerektirir. Bu protokolde hücreler, hücresel morfolojiyi koruyan ve belirli koşullar altında hücre membranı geçirgenliğini artırabilen yaygın olarak kullanılan bir çapraz bağlayıcı fiksatif olan paraformaldehit (PFA) ile fikse edilir11,12,13,14. Etanol (EtOH) ile permeabilizasyon, nükleer hedeflere erişim de dahil olmak üzere antikorların hücre içi bölmelere girişini sağlar5,13,15. Permeabilizasyonu, konjuge edilmemiş primer poliklonal antikorlar ve florofor konjuge ikincil antikorlar ile boyama izler. Bu iş akışını kullanarak, yüzey dışı immünoreaktivitenin tespiti için tek başına PFA işlemi kullanılırken, nükleer hedef tespiti için ek bir EtOH permeabilizasyon adımı kullanılır. Peptit kompetisyonu ile nükleer boyama spesifitesinin değerlendirilmesi, antikor bağlanmasının spesifik peptit tarafından doz bağımlı olarak inhibe edildiğini ve spesifik olmayan bir kontrol tarafından edilmediğini göstermiştir. Genel olarak, konjuge edilmemiş primer poliklonal antikorların kullanımı, akış sitometrisinin uygulanabilirliğini florofor konjuge antikorlarla yapılan geleneksel yüzey belirteci analizinin ötesine taşır ve tek hücre çözünürlüğünde hücre içi protein ekspresyonunu değerlendirmek için esnek bir yaklaşım sunar.