基本原理
抗体和抗原之间的结合具有高度的特异性,免疫组织化学正是利用了这一原理。先将组织或细胞中的某种化学物质提取出来,以此作为抗原或半抗原,通过免疫动物后获得特异性的抗体,再以此抗体去探测组织或细胞中的同类的抗原物质。由于抗原与抗体的复合物是无色的,因此还必须借助于组织化学的方法将抗原抗体结合的部位显示出来,以其达到对组织或细胞中的未知抗原进行定性,定位或定量的研究。
分类
1、免疫荧光方法
最早建立的免疫组织化学技术。它利用抗原抗体特异性结合的原理,先将已知抗体标上荧光素,以此作为探针检查细胞或组织内的相应抗原,在荧光显微镜下观察。当抗原抗体复合物中的荧光素受激发光的照射后即会发出一定波长的荧光,从而可确定组织中某种抗原的定位,进而还可进行定量分析。由于免疫荧光技术特异性强、灵敏度高、快速简便,所以在临床病理诊断、检验中应用比较广。
2、免疫酶标方法
免疫酶标方法是继免疫荧光后,于60年代发展起来的技术。基本原理是先以酶标记的抗体与组织或细胞作用,然后加入酶的底物,生成有色的不溶性产物或具有一定电子密度的颗粒,通过光镜或电镜,对细胞表面和细胞内的各种抗原成分进行定位研究。免疫酶标技术是目前定位准确、对比度好、染色标本可长期保存,适合于光、电镜研究等。免疫酶标方法的发展非常迅速,已经衍生出了多种标记方法,目前在病理诊断中广为使用的当属PAP法(过氧化物酶-抗过氧化物酶)、ABC法(卵白素-生物素-过氧化物酶复合物)、SP法(链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶)、即用型二步法(聚合物链接)等。
3、免疫胶体金技术
免疫胶体金技术是以胶体金这样一种特殊的金属颗粒作为标记物。胶体金是指金的水溶胶,它能迅速而稳定地吸附蛋白,对蛋白的生物学活性则没有明显的影响。因此,用胶体金标记一抗、二抗或其他能特异性结合免疫球蛋白的分子(如葡萄球菌A蛋白)等作为探针,就能对组织或细胞内的抗原进行定性、定位,甚至定量研究。由于胶体金有不同大小的颗粒,且胶体金的电子密度高,所以免疫胶体金技术特别适合于免疫电镜的单标记或多标记定位研究。由于胶体金本身呈淡至深红色,因此也适合进行光镜观察。如应用银加强的免疫金银法则更便于光镜观察。
4、免疫铁蛋白法
5、放射免疫自显影法
在病理科,利用特异的肿瘤标志物,医生通过IHC诊断肿瘤是良性还是恶性,确定肿瘤的分期和分级,并确定细胞类型和转移的来源,以便找到原发肿瘤的位置。同样,IHC也能用于药物开发,通过检测疾病靶点的上调或下调来判断药物疗效。
免疫组化指的是根据抗体与抗原特异结合的原理来检测组织切片中的抗原(如蛋白)。immuno的词根来自操作中所使用的抗体,而histo意味着组织。另一种类似的技术是免疫细胞化学(Immunocytochemistry,简称ICC)。这两个词大家经常混着用,看着好像差不多,但实际上还是有点区别。这里顺便说说。
IHC vs ICC
对于IHC,组织是来自患者或动物,经过冷冻或石蜡包埋。将这些组织制成约4μm厚的切片,封片后再处理。通过这种方法,研究人员可观察细胞组分的定位,同时维持周围组织的原先结构。
对于ICC,大部分细胞外基质及其他基质组分被去除,只剩下整个细胞来染色。ICC的来源可以是细胞悬液,来自患者或动物(如血涂片、拭子等),或在实验室中进行的组织培养细胞系。
除了生物学来源,IHC和ICC在样品处理的程度上也有所不同。ICC需要透化,要么通过固定过程,要么是单独的透化步骤,这样抗体才能与细胞内的靶点相结合。而IHC可能不要单独的透化步骤,这取决于切片的厚度和固定方法。包埋在石蜡中的IHC切片必须进一步处理,才能进行抗体染色。一旦处理好样品,IHC和ICC的染色操作就几乎没什么差异了。当然,就染色而言,根据所使用的抗体来优化还是少不了的。
设计一个成功的IHC/ICC实验
从技术上讲,IHC的原理很简单。首先固定样品,以保留细胞完整性,之后与封闭液共同孵育,避免抗体的非特异结合。随后将样品先后与一抗和二抗孵育,并通过显微镜分析观察信号。
然而,这并不意味着实验很好做。最大的挑战在于如何确定最佳的实验条件,让每个抗原都产生强烈而特异的信号。如果是个高丰度蛋白,那么挺好办,需要的固定时间短,封闭时间短,可以用荧光标记一抗直接检测。但如果要检测冰冻切片中的磷酸化蛋白呢?那可能需要抗原修复,外加放大检测。
IHC/ICC实验设计和优化的变量,如下表:
变量 | 因素 |
抗原 | 物种、表达水平、样品类型 & 亚细胞定位 |
表位 | 取决于构象和翻译后修饰 |
样品类型 | 组织或细胞 |
样品制备 | 组织:石蜡或冰冻
细胞:贴壁细胞或细胞悬液 |
适当对照 | 无一抗、同型对照、吸附对照、组织类型对照 |
固定方法 | 灌注或浸泡 |
固定剂 | 甲醛、醇类或丙酮 |
封闭液 | 正常血清、牛血清白蛋白(BSA)或脱脂奶粉 |
抗原修复 | 蛋白酶诱导的表位修复(PIER)或热诱导的表位修复(HIER) |
检测方法 | 直接或间接(有无放大) |
一抗 | 单克隆或多克隆 |
二抗 | 物种和标记 |
标记方法 | 荧光或显色 |
标记 | 荧光染料、DAB、AEC |
复染剂 | 荧光:DAPI
显色:苏木精 |
封片剂 | 荧光:抗淬灭封片剂
显色:水性封片剂 |
观察&分析 | 荧光显微镜或标准的光学显微镜 |
看完这些,是不是觉得有些头晕呢,这么多地方需要优化。其实也没那么恐怖,接下来我们会发布一些优化指南,包括如何制备样品,如何选择固定剂,如何优化抗体检测等,精彩继续,千万别错过。
来源:麦约尔生物