在肿瘤组织流式细胞检测实验中,散点图模糊、阳性检测率偏低、细胞碎片堆积、有效活细胞数量不足是普遍高发的问题。究其根源,绝大多数实验误差都源于肿瘤组织解离、单细胞悬液制备这一关键步骤。与性状稳定、均一性高的传代细胞系不同,临床新鲜手术肿瘤组织成分复杂,包含致密肿瘤细胞团、纤维基质、坏死组织、红细胞及多种混杂免疫细胞,若组织消化、解离过程把控不当,会直接造成后续流式检测结果失真,数据可靠性大幅下降。
新鲜肿瘤组织离体后细胞活性会快速衰退,需严格把控样本转运时效,全程采用低温缓冲液保存,最大程度保留细胞活性。同时,组织剪碎粒径、胰酶与胶原酶复合消化体系的温度、孵育时长、摇床振荡转速等关键参数,均需通过梯度摸索确定最优条件:消化过度会导致细胞膜破损、表面抗原降解、细胞大量凋亡;消化不充分则会残留大量细胞团块,不仅易造成上机堵管,还会导致细胞分群效果差、检测分辨率低。此外,样本过滤、离心重悬等后续操作若存在疏漏,也会引入大量细胞碎片与杂质,严重干扰荧光信号识别与结果判读。
本文整理的操作规范源自权威文献《Guidelines for preparation and flow cytometry analysis of human nonlymphoid tissue DC》,由一线实验从业者撰写、行业同行专家评审,且经全体作者共同核验确认,是适用于基础免疫、临床肿瘤免疫研究的通用标准化操作指南,特此分享供各位科研人员参考借鉴。
人实体肿瘤组织制备单细胞悬液操作方案 [1]
一、实验试剂与耗材
(一)培养基与缓冲液
1.完全培养基:RPMI 1640,添加 10% 热灭活胎牛血清、100 U/mL青霉素、100 μg/mL链霉素、2mM L -谷氨酰胺。
2. 肿瘤解离、消化液:RPMI 1640基础培养基 + 5% FCS + 0.14%胶原酶 A + 0.1% DNase I。
3. 红细胞裂解缓冲液:NH4Cl、KHCO3、EDTA混合水溶液,用于去除样本红细胞。
4. FACS 染色缓冲液:含0.1% BSA、0.02%叠氮化钠的PBS。
(二)酶制剂信息

(三)设备耗材
无菌22号手术刀片、磁力搅拌解离瓶、潜水式37℃磁力水浴搅拌器、100μm细胞筛、50mL无菌离心管、移液管、低温离心机。
二、完整操作步骤
步骤 1 :肿瘤样本取材与预处理
1、手术新鲜人肿瘤组织(体积建议≥1 cm³),全程无菌操作,快速转移至装有10 mL完全培养基的50 mL离心管。
2、冰上操作,无菌镊子剔除肿瘤表面脂肪、坏死组织、正常间质组织。
3、将肿瘤置于无菌培养皿,使用22号手术刀切成1~2 mm细小组织块,尽量切碎增大酶液接触面积。
步骤 2 :酶消化体系配制与孵育
4、配制解离培养基:每批次样本配制30 mL解离液(适配常规大小肿瘤),倒入带磁力搅拌棒的无菌解离锥形瓶。
5、将全部切碎肿瘤组织转入解离瓶,37℃水浴磁力搅拌轻柔孵育30 min。
6、消化结束后,用无菌手术刀反复刮擦瓶壁,同时用移液管多次强力吹打,释放黏附细胞;重复刮取、吹打操作数次,最大化释放细胞。
步骤 3 :过滤去除未消化组织残渣
7、将瓶内全部细胞悬液通过100 μm无菌细胞筛过滤至全新50 mL离心管。
8、取10 mL完全培养基冲洗解离瓶与细胞筛,冲洗液体一并收集入离心管,减少细胞损耗。
步骤 4 :离心收集细胞沉淀
9、4℃,530×g离心5min,小心完全吸弃上清,保留底部细胞沉淀。
步骤 5: 红细胞裂解(沉淀泛红时执行)
10、沉淀重悬于10 mL红细胞裂解缓冲液,室温静置裂解红细胞。
11、裂解完成后补加足量完全培养基中和裂解液,再次4℃、530×g离心 5 min,弃上清。
步骤 6 :细胞重悬与备用
12、用适量完全培养基重悬细胞沉淀,台盼蓝染色计数活细胞。
13、所得单细胞悬液可直接用于:流式细胞染色、细胞体外培养、转录组测序、免疫功能检测;短期4℃冰上避光保存待用。
三、关键实验要点
1.样本时效性:肿瘤离体后尽快处理,全程低温冰上存放,缩短离体时间,大幅提升细胞存活率。
2. 保护细胞表面标志物:解离液添加5%胎牛血清,可有效防止酶降解CD45、CD1c、CD141 等免疫细胞表面抗原。
3. 机械力度控制:磁力搅拌 + 轻柔吹打结合,禁止剧烈涡旋,避免免疫细胞破损死亡。
4. 酶使用限制:胶原酶、DNase I分装单次使用,禁止反复冻融,防止酶活下降、解离效率降低。
5.细胞团聚处理:若消化后悬液黏稠,可二次添加少量DNase I室温孵育5 min再过滤。
四、下游适配实验
✔多色流式细胞术分析肿瘤浸润 DC、巨噬细胞、T 细胞等免疫亚群;
✔免疫磁珠细胞分选;
✔原代免疫细胞体外共培养、细胞因子功能实验;
✔单细胞转录组、蛋白组测序
针对不同种属、不同类型肿瘤、目标分离细胞及后续下游实验,需匹配差异化酶解体系。本文整理多种经典肿瘤组织的酶消化方案,以供实验参考。


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文献
[1]Diana Dudziak, Lukas Heger, William W Agace4,Joyce Bakker,etc,Guidelines for preparation and flow cytometry analysis of human nonlymphoid tissue DC,《European Journal of Immunology》2025
[2]Volovitz, I., Shapira, N., Ezer, H. et al. A non-aggressive, highly efficient, enzymatic method for dissociation of human brain-tumors and brain-tissues to viable single-cells. BMC Neurosci 17, 30 (2016).
[3]M. Yakut Ali1 , Sandeep V. Anand1 , Krishnarao Tangella2,3 , Davendra Ramkumar2,3 , Taher A. Saif Isolation of Primary Human Colon Tumor Cells from Surgical Tissues and Culturing Them Directly on Soft Elastic Substrates for Traction Cytometry. , J Vis Exp , e52532 , 2015.
[4]Kwong, B. , Roberts, S. , Silberzahn, T. , Filler, R. , Neustadter, J. , Galan, A. , Reddy, S. , Lin, W. , Ellis, P. , Langford, C. , Hayday, A. and Girardi, M.Molecular Analysis of Tumor-Promoting CD8+ T cells in Two-Stage Cutaneous Chemical Carcinogenesis. J Invest Dermatol.130,1726, 2010.
[5]Rasheed, Z. , Wang, Q. and Matsui, W.Isolation of Stem Cells from Human Pancreatic Cancer Xenografts. J Vis Exp 43,2169,2010
[6]Vaughan, A. , Halbert, C. , Wootton, S. and Miller, A.Lung Cancer in Mice Induced by the Jaagsiekte Sheep Retrovirus Envelope Protein is not Maintained by Rare Cancer Stem Cells, but Tumorigenicity does Correlate with Wnt Pathway Activation. Mol Cancer Res 10 , 86 , 2012
[7]Hamzah, J. , Kotamraju, V. , Seo, J. , Agemy, L. , Fogal, V. , Mahakian, L. , Peters, D. , Roth, L. , Gagnon, M. , Ferrara, K. and Ruoslahti, E.Specific Penetration and Accumulation of a Homing Peptide Within Atherosclerotic Plaques of Apolipoprotein E-deficient Mice. Proc Natl Acad Sci USA.108 , 7154 , 2011
[8]Devaud, C. , Westwood, J. , John, L. , Flynn, J. , Paquet-Fifield, S. , Duong, C. , Yong, C. , Pegram, H. , Stacker, S. , Achen, M. Stewart, T., Snyder, L. , Teng, M. , Smyth, M. , Darcy, P. and Kershaw, M,Tissues in Different Anatomical Sites can Sculpt and Vary the Tumor Microenvironment to Affect Responses to Therapy. Mol Ther 22, 18-27 , 2014
[9]Watkins, S. , Zhu, Z. , Watkins, K. and Hurwitz, A.Isolation of Immune Cells from Primary Tumors. , J Vis Exp 64 , e3952 , 2012