从外周血中分离免疫细胞,该如何使用密度梯度离心法?

文摘   2024-11-15 08:55   北京  

循环系统中存在许多不同的免疫细胞以及其他细胞成分,如血小板和红细胞。红细胞(RBCs)最丰富,其次是中性粒细胞和淋巴细胞。免疫细胞可分为单个核细胞(单核细胞和淋巴细胞)或多形核细胞(粒细胞)[1]


目前已经开发了许多方法从血液中分离各种细胞类型,密度梯度离心法便是一种常用方法,保持较高的产量和较低的成本。细胞分离后,可用于多种应用,包括 1)进一步纯化更多特定细胞亚群,2)使用流式细胞术进一步鉴定和定量细胞群,或 3)进行细胞培养,以研究对各种刺激的反应。



什么是密度梯度离心?


密度梯度离心法是一种根据细胞密度差异分离细胞群的方法。将指定密度的分层液与样品(如全血)混合,然后离心。基于分层液的密度以及细胞的浮力密度差异,不同免疫细胞群将沉降在分层液的不同位置。粒细胞(中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和嗜酸性粒细胞)是比重最大的细胞,其次是单核细胞,然后是淋巴细胞(B 细胞、T 细胞、NK 细胞)[1,2]


全血中含有各种免疫细胞:单个核细胞(单核细胞和淋巴细胞)和多形核细胞(粒细胞)。密度梯度离心法可将免疫细胞与红细胞、血小板和血浆等其他全血成分分离。


分离单个核细胞


为分离淋巴细胞,将全血置于约 1.077 g/mL 的分层液中。使用该密度的分层液将分离出所有单个核细胞(淋巴细胞和单核细胞)[1]。离心后,粒细胞和红细胞将在底部沉淀,在分层液液面上有一层单个核细胞。这些细胞可以进一步纯化成 T 细胞或 B 细胞等特定细胞群。


从淋巴细胞中分离单核细胞


单核细胞由于比重较低且略大,可采用密度梯度离心法进一步从淋巴细胞中分离出单核细胞。这种分离可以通过两个不同密度层的组合[3]或一个密度层[4]完成。离心后,可在淋巴细胞或其他全血成分的上一层发现单核细胞。


分离单核细胞的两个技巧:

• 避免过度涡旋,这可能会激活或杀死细胞。

• 离心后可能存在残留的红细胞,可使用低渗裂解法去除。


分离粒细胞


分离粒细胞通常需要略不同的梯度方案。由于它们的比重更大,因而需要更高密度的分离液与红细胞分离(接近 1.1 或 1.2 g/mL)。


例如,一种常用方案是甲泛影钠和葡聚糖 500[5]的混合物。这将产生六层梯度(从上到下):血浆、单个核细胞、分离液、粒细胞、更多分离液和红细胞。该梯度可以分离开粒细胞和大多数红细胞,并且相对于其他分离方法(如微珠选择)也有更高的产量[6]。不过,通过密度梯度离心法分离粒细胞后可使用微珠筛选特定细胞群,如嗜酸性粒细胞或中性粒细胞。任何残留的红细胞仍需要裂解。


在分离过程中减少细胞死亡和多形核细胞活化的三个技巧:

• 细胞的处理时间不要过长,特别是中性粒细胞的寿命很短。

• 避免将细胞「挤压」太紧,从而减少涡旋(必要时轻轻涡旋)和移液。

• 使细胞保持恒温,因为从低温到高温的变化容易激活细胞[7,8]



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参考文献:

1.Verhoeckx, K., et al. (2015). The impact of food bioactives on health: In vitro and Ex Vivo models. In The Impact of Food Bioactives on Health: In Vitro and Ex Vivo Models. 

2.Lowes, L. E., & Allan, A. L. (2018). Circulating Tumor Cells and Implications of the Epithelial-to-Mesenchymal Transition. In Advances in Clinical Chemistry. 

3.Graham, J. M. (2002). Separation of human monocytes from a leukocyte-rich plasma. TheScientificWorldJournal. 

4.Graham, J. M. (2002). Separation of monocytes from whole human blood. TheScientificWorldJournal. 

5.Oh, H., Siano, B., & Diamond, S. (2008). Neutrophil isolation protocol. Journal of Visualized Experiments. 

6.Zhou, L., et al. (2012). Impact of human granulocyte and monocyte isolation procedures on functional studies. Clinical and Vaccine Immunology. 

7.Forsyth, K. D., & Levinsky, R. J. (1990). Preparative procedures of cooling and re-warming increase leukocyte integrin expression and function on neotrophils. Journal of Immunological Methods.

8.Fearon, D.T., & Collins, L.A. (1983) Increased expression of C3b receptors on polymorphonuclear leukocytes induced by chemotactic factors and by purification procedures. J Immunol.


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