在蛋白翻譯后修飾(磷酸化、乙酰化、甲基化等)的研究過(guò)程中,固定劑不僅可以有效的“固定”住翻譯后修飾的位點(diǎn)(絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸等),也可以防止目標(biāo)位點(diǎn)在活細(xì)胞中很快降解(比如磷酸酶會(huì)去除磷酸化修飾、去甲基化酶會(huì)移除甲基化修飾等)。下面的例子是用IL-6的重組蛋白刺激人外周血15分鐘后看STAT3第705位酪氨酸的磷酸化水平,在刺激完樣本后就需要通過(guò)固定來(lái)實(shí)現(xiàn)目的氨基酸磷酸化水平“停留”在IL-6刺激15分鐘這個(gè)節(jié)點(diǎn)上。
理想的固定劑能使抗原固定,同時(shí)保持細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真實(shí)性,同時(shí)能夠保證抗體與所有細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)抗原的充分接觸。但“理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很骨干”,固定的過(guò)程或多或少對(duì)流式檢測(cè)帶來(lái)一些影響,只有了解了固定對(duì)流式染色帶來(lái)的影響我們才能更好的做好流式實(shí)驗(yàn)。
固定對(duì)熒光染料的影響是什么?
主要表現(xiàn)在固定劑對(duì)串聯(lián)染料(tandem-dye,如APC/Cy7、PE/Cy7等)的影響:一個(gè)是固定劑有可能造成串聯(lián)染料的斷裂,比如APC-Cy7和4%多聚甲醛溶液接觸時(shí)間超過(guò)4個(gè)小時(shí)染料就有可能斷裂,所以如果細(xì)胞直接重懸在固定液里面建議盡快上機(jī),如果要放到第二天上機(jī),需離心去除固定液后重懸在流式染色液或者是PBS里面,當(dāng)然有一些新的串聯(lián)熒光素可以有效減少這種情況,比如BioLegend的APC/Fire750TM染料。
另外一個(gè)是固定劑有可能造成串聯(lián)染料的熒光“溢漏(spillover)”增加,對(duì)于這類情況的建議是配色允許的情況下減少串聯(lián)染料的使用(但實(shí)際上很多多色panel來(lái)說(shuō),這都不算是一個(gè)解決方案);另外,使用一些商業(yè)化的固定buffer,也有可以在一定程度上減少熒光“溢漏”,如下圖所示:
4%多聚甲醛溶液固定后的樣本可以保存多久?
一般建議不要超過(guò)24個(gè)小時(shí),固定后的樣本放置時(shí)間越久,背景信號(hào)會(huì)越高,即使固定后的細(xì)胞重懸在不含固定劑成分的緩沖液中也會(huì)造成背景升高(我們建議固定后的樣本離心除去固定劑,重懸在流式染色緩沖液或者PBS里面)。
如果需要長(zhǎng)時(shí)間保存樣本,建議在樣本做完表面染色和固定后,保存在專門的保存緩沖液中。但即便是有專門的保存buffer,對(duì)于用了串聯(lián)染料(如APC/Cy7、PE/Cy7等)染色的樣本,我們還是建議不要長(zhǎng)時(shí)間保存,很難避免補(bǔ)償?shù)摹捌疲?/span>shift)”。
左圖:human PBMC刺激完當(dāng)天染色后上機(jī)檢測(cè);右圖:同一樣本,表染和固定后,保存在Cyto-Last? buffer里面,14天后做胞內(nèi)染色并上機(jī)。
Ki-67染色時(shí),選擇哪種固定方式?
流式在檢測(cè)一些特殊的核內(nèi)指標(biāo)時(shí),一般都會(huì)有推薦的固定破膜方案。比如在Ki-67染色一般會(huì)推薦用70%的冰乙醇作為固定劑(含打孔作用),如前文提到的脫水劑類固定劑對(duì)蛋白空構(gòu)象的影響大,在單染Ki-67的時(shí)候,乙醇的固定方式是完全沒(méi)有問(wèn)題的,但是在和其它指標(biāo)共染時(shí),就需要考慮乙醇固定的方式和其它抗體兼容性的問(wèn)題,比如CD38 (Clone: HIT2)的抗體是明確不能和乙醇固定的方式兼容,而CD34 (Clone: 581)很大程度上可以兼容這種固定方式。醇類和其它抗體(Clone)的兼容性很難一一驗(yàn)證,所以在做Ki-67染色的時(shí)候我們也會(huì)用FOXP3的固定/破膜方式來(lái)替代乙醇的方案,而且大多數(shù)時(shí)候是可以獲得不錯(cuò)的染色結(jié)果。
用BioLegend FOXP3 Buffer set對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定破膜處理后,染Ki-67抗體,左圖:小鼠淋巴結(jié)樣本;右圖:小鼠脾臟樣本。
對(duì)于需要先固定再染色的樣本,注意點(diǎn)在哪里?
流式實(shí)驗(yàn)中,有一些情況我們希望或需要對(duì)樣本進(jìn)行預(yù)先固定處理,比如前文說(shuō)過(guò)的傳染病人的樣本或者是需要檢測(cè)蛋白翻譯后修飾的樣本。對(duì)于需要預(yù)固定的樣本,首先需要考慮預(yù)先固定處理對(duì)檢測(cè)指標(biāo)的影響,有很多指標(biāo)先染色再固定和先固定再染色出來(lái)結(jié)果差異非常大,導(dǎo)致這些差異原因和指標(biāo)的類型、抗體的克隆號(hào)等因素都有關(guān)系。
如果我們的流式實(shí)驗(yàn)要求對(duì)樣本進(jìn)行預(yù)先固定的處理,那實(shí)際上這就需要提前去驗(yàn)證染色方案里所選的克隆是否適用于先固定后染色,這也有一定工作量。推薦大家參考借鑒BioLegend關(guān)于固定的專題,里面有做了很多克隆能否適用于先固定后染色的驗(yàn)證。
對(duì)比信息請(qǐng)參考:www.biolegend.com/fixation
樣本需要先固定再染色,但方案里的一些指標(biāo)不兼容預(yù)先固定,該怎么辦?
這個(gè)問(wèn)題其實(shí)相當(dāng)棘手,因?yàn)閾?jù)我們了解的情況,目前市面上還沒(méi)有一個(gè)試劑生產(chǎn)廠家有這樣“完美”固定試劑可以先固定樣本而不對(duì)后續(xù)染色產(chǎn)生任何影響,如果有的話,那我們今天所說(shuō)的關(guān)于固定的問(wèn)題,都不算是問(wèn)題。
在實(shí)際遇到預(yù)固定和指標(biāo)不兼容時(shí),我們會(huì)做如下建議:(1)使用替代指標(biāo)來(lái)更換那些受固定影響的指標(biāo);(2)如果沒(méi)有可以替代指標(biāo),請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)重要性原則來(lái)取舍檢測(cè)指標(biāo),比如是磷酸化的指標(biāo)會(huì)比表面的指標(biāo)更為重要。雖然這一段看起來(lái)有一點(diǎn)像“廢話”,但我們需要在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)會(huì)做取舍和判斷。
Cossarizza A, Chang HD, Radbruch A, et al.Guidelines for the use of flow cytometry and cell sorting in immunologicalstudies. Eur J Immunol. 2017 Oct; 47(10):1584-1797.
Li N, Hallde?n G, Hjemdahl P. A whole-blood flow cytometric assay for leukocyte CD11b expression using fluorescencesignal triggering. Eur J Haematol. 2000: 65:57±65.
Judith C. Stewart, Michelle L. Villasmil andMark W. Frampton. Changes in Fluorescence Intensity of Selected LeukocyteSurface Markers Following Fixation. Cytometry A. 2007 Jun;71(6):379-85.