四正柏:流式新手必看丨从样本到检测,一步步送走粘连细胞

诺扬生物
2025-08-06


去除粘连细胞

在流式细胞术(Flow Cytometry)实验中,去除粘连细胞是确保数据准确性的关键步骤。粘连细胞(两个或多个细胞黏附形成的聚集体)会导致流式细胞仪对事件数、荧光强度及细胞周期分布的判定出现偏差,从而降低实验结果的可靠性。以下从重要性适用场景使用方法三方面展开说明。


一、去粘连细胞的重要性


1.避免事件计数偏差

粘连细胞会被流式细胞仪识别为单个事件,造成细胞计数虚高。例如,两个二倍体细胞粘连可能被误判为一个四倍体细胞,导致 G2/M 期比例显著偏高;在细胞分选时,粘连体还会降低目标细胞纯度,例如非荧光标记细胞可能混入阳性群体。


2.确保荧光信号准确性

粘连细胞的荧光信号是多个细胞的叠加,可能掩盖亚群的真实表达水平。例如,一个阴性细胞与一个弱阳性细胞粘连时,可能被误判为中等阳性,导致表型分析偏差。


3.减少仪器损伤风险

大量粘连细胞可能堵塞流式细胞仪的喷嘴或管路,影响仪器性能并增加维护成本。


二、适用场景


1.样本制备过程可能产生细胞粘连

组织解离样本:如实体瘤、器官组织等经酶解或机械解离后,容易产生细胞团块或粘连。

②细胞培养样本:细胞密度过高、消化不充分或细胞外基质残留时,可能形成细胞簇。

③血液 / 体液样本:凝血或白细胞聚集可能导致细胞粘连(如未充分抗凝的血液)。


2. 需精确分析单个细胞的荧光信号

①细胞周期分析(如 PI 染色):粘连细胞可能被误判为多倍体细胞,影响周期分布结果。

②表面标志物检测(如 CD 分子):粘连细胞的荧光强度可能叠加,导致亚群比例计算偏差。

③稀有细胞检测(如循环肿瘤细胞 CTCs):粘连细胞可能掩盖稀有细胞的真实信号。


3. 避免非特异性荧光干扰

粘连细胞可能因荧光信号重叠(如不同染色的细胞粘连),导致假阳性结果(如双阳性细胞比例虚高)。


三、常规去粘连细胞的方法


(一)样本处理优化

机械分散与过滤

方法:轻柔吹打或使用细胞筛(如 40 μm 尼龙滤网)过滤单细胞悬液,去除预成型团块。对于组织样本,可结合振荡解离(如轨道摇床)促进分散。必要时可采用多级过滤,从100 μm、70 μm至40 μm依次过滤样品,避免过滤期间的过滤器堵塞。[1]


酶解消化

方法:根据组织类型选择酶解方案:

1.贴壁细胞:胰蛋白酶(Trypsin)或 TrypLE 消化,需严格控制时间(通常 < 5 分钟)以避免过度损伤细胞膜抗原。

2.实体组织:胶原酶(Collagenase)与 DNase I 联用,分解细胞外基质并降解游离 DNA(防止黏性聚集)。例如,在消化液(含50 U/mL DNase I和0.8 mg/mL胶原酶IV)中于37°C孵育1-2小时(肠道、肺和肿瘤组织)或6-12小时(皮肤),将组织解离为单细胞悬液。[2~5]

3.球体或肿瘤组织:Accumax 等商业化试剂结合轻柔吹打,可在 10 分钟内将球体解离为单细胞,单细胞率 > 95%。


(二)流式检测阶段的电子排除


1.基于散射光参数设门

方法:利用前向散射光面积(FSC-A)与高度(FSC-H)或宽度(FSC-W)的差异排除粘连体。单细胞的 FSC-A 与 FSC-H 呈线性关系(位于对角线),而粘连体因面积增加但高度不变,会偏离对角线。

操作步骤

①在 FSC-A vs SSC-A 散点图中圈定目标细胞群(如淋巴细胞),排除碎片和死细胞。

②将目标群体显示于 FSC-A vs FSC-H 散点图,围绕对角线画门(Singlets 门),排除右下角的粘连体。

例如:在对8月龄C57BL/6J小鼠外周血进行流式细胞术分析的实验中,对研究人员老年慢性感染小鼠的CD8 T细胞亚群进行分类,分群策略如下:[1]


2.荧光通道设门

方法:对于做细胞周期的样本结合荧光脉冲宽度(如 FL2-W)进一步验证单细胞。例如,PI 染色检测 DNA 含量时,粘连体的 FL2-W 值显著高于单细胞。特别适用于细胞周期分析(如 PI 染色):粘连细胞可能被误判为多倍体细胞,影响周期分布结果。


设门步骤

1.先进行基础设门:通过前向散射光(FSC)和侧向散射光(SSC)圈选细胞群体,排除碎片和杂质。

2.绘制荧光 A/H 散点图:选择目标荧光通道(如 FITC、PE 等),观察细胞分布。

3.设定阈值门:根据荧光 A 与 H 的比例,手动或自动划定单个细胞区域(通常为斜率≈1 的对角线区域)。

例如:Bio-Protocol中,涂溢晖,王雪冬等通过对比不同处理组(如正常细胞 vs 药物处理细胞)的 PI-A/PI-W 分布,证明该方法可有效区分 G0/G1 期(PI-A=4N)与 G2/M 期(PI-A=8N)的单细胞,同时排除因药物诱导凋亡导致的粘连体干扰。[6]

3.优化方案

当样本为实体样本,情况比较复杂是,建议通过FSC-H与FSC-W、SSC-H与SSC-W的门控排除双阳性细胞,

例如:用流式方法检测Tcrd-H2BeGFP小鼠腹腔淋巴结(pLN)中的γδ T细胞实验中,我们看到作者在FSC-A与SSC-A图中定义淋巴细胞。随后,通过FSC-H与FSC-W、SSC-H与SSC-W的门控排除双阳性细胞,并进一步排除死亡细胞。[1]

图A展示了小鼠pLN中Vγ4+(红色)和Vγ6+(绿色)γδT细胞的代表性分选策略,图B则呈现耳部皮肤中表皮小鼠Vγ5+ γδ T细胞(DETCs,红色)与真皮层小鼠Vγ4+、Vγ6+ γδ T细胞(蓝色)的分选结果。反向分选首先通过FSC-A与SSC-A图谱对淋巴细胞进行初始分选,随后通过FSC-H与FSC-W、SSC-H与SSC-W图谱排除双阳性细胞,并剔除DAPI阳性或Zombie-Aqua+染色的死细胞。在针对TCRß-细胞的分析中,首先筛选出总γδ TCR +CD3+ γδ T细胞,最后通过抗-Vγ4抗体和17D1抗体染色,结合偶联抗IgM抗体检测Vγ6+/Vγ5+ γδ T细胞,从而实现不同亚群的精准分群。


四、总结

去除粘连细胞是流式实验的关键质控步骤,需结合样本类型优化物理、酶解及化学处理方法,并通过流式参数设门排除残留粘连体。通过上述方法,可显著提高单细胞悬液质量,确保流式检测结果的准确性和可重复性。


参考文献

[1]Andrea Cossarizza et al. Guidelines for the use of flow cytometry and cell sorting in immunological studies (third edition) Eur. J. Immunol. 2021. 51: 2708–3145.DOI: 10.1002/eji.202170126

[2]Sathaliyawala, T., Kubota, M., Yudanin, N., Turner, D., Camp, P., Thome, J. J. C., Bickham, K. L. et al., Distribution and compartmentalization of human circulating and tissue-resident memory T cell subsets. Immunity 2013. 38: p. 187–197.

[3]Hombrink, P., Helbig, C., Backer, R. A., Piet, B., Oja, A. E., Stark, R., Brasser, G. et al., Programs for the persistence, vigilance and control of human CD8(+) lung-resident memory T cells. Nat. Immunol. 2016. 17: 1467–1478.

[4]Oja, A. E., Piet, B.,Helbig, C., Stark, R., van der Zwan, D.,Blaauwgeers, H., Remmerswaal, E. B. M. et al., Trigger-happy resident memory CD4(+) T cells inhabit the human lungs. Mucosal Immunol. 2018. 11: 654–667.

[5]Du, W., Lenz, D., Köhler, R., Zhang, E., Cendon, C., Li, J., Massoud, M. et al., Rapid Isolation of Functional ex vivo Human Skin TissueResident Memory T Lymphocytes. Front. Immunol. 2021. 12: 624013.

[6]Tu, Y. H., Wang, X. D., Ding, Y. B. and Bian, W. (2019). Cell Cycle Analysis by Flow Cytometry. Bio-101 e1010328. Doi: 10.21769/BioProtoc.1010328.


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