免疫組化(IHC)的原理是,根據抗體與抗原的特異結合來檢測組織切片中的抗原(如蛋白)。詞根immuno是指操作中所使用的抗體,而histo代表著組織。
利用特異的腫瘤標志物,醫生們可以通過IHC診斷腫瘤是良性還是惡性,確定腫瘤的分期和分級,鑒別細胞類型和轉移的來源。IHC也能用于藥物開發,研究者們通過檢測靶點的上調或下調來判斷藥物的療效。
商業化的IHC抗體一般都提供有稀釋和染色的建議,能為你節省許多摸索過程。然而,事情往往沒那么簡單。你的抗體可能沒在IHC中驗證過,或者你的樣本并不標準,又或者實驗就是不像文獻或演示視頻那樣順利,這時我們該怎么辦呢?
“IHC不只與一抗有關,還有緩沖液、抗原修復液和酶,”紐約大學Langone醫學中心的IHC主管Luis Chiriboga說,“這些都是重要的變量。”平衡這些變量是一件相當繁瑣事,而本文介紹的一些小竅門可以幫你簡化這一過程。
首先要有信號
Chiriboga在教學生做IHC時總會說,生成信號是*要務。“你必須先看到信號,才知道接下來要怎么做。” 一開始他通常使用較高的抗體濃度,在抗原表達水平不同的組織中進行測試,以便獲得一個動態范圍。
不過,調整信號就不只是抗體的問題了。“高品質抗體是*要素。但如果用錯了其它試劑,好抗體也會失敗,”CST公司的Katherine Crosby說。
緩沖系統對一抗結合抗原的能力有著深遠的影響。如果你用了抗體供應商推薦的試劑和方案但卻沒有看到理想的結果,就應該及時供應商的。如果你用的是經未測試的抗體,就有必要對pH或離子強度進行調節。
如果實驗仍然檢測不到組織里的抗原,但該抗原的確有表達,那么可能是抗原表位在固定過程中出了問題(比如被掩蓋或變性)。在這種情況下,我們就需要對抗原進行修復。目前的抗原修復基本上是酶處理(比如pronase或trypsin)或者某種形式的加熱,Sigma Aldrich公司的Lynn Stephenson說。
另外,我們還可以嘗試不同的固定劑,用乙醇、甲醇甚至丙酮來取代福爾馬林。“這些試劑會使抗原表位產生不同的改變,”Stephenson指出。
更好的標記體系
一般情況下,抗原識別只是整個過程的一部分。經典IHC方案是用二抗來識別一抗。二抗可以與辣根過氧化物酶(HRP)直接相連,不過更多情況是先用二抗連接生物素,然后用連有酶的鏈霉親和素來進行識別。這樣能形成一個多層次的信號放大系統。
“不過,這樣的系統也可能帶來更多的誤差和背景,”Sigma Aldrich公司的Aaron Sin說。舉例來說,親和素可能識別內源生物素,尤其是在肝臟和腎臟這樣的組織。(延伸閱讀:攻克多重PCR之難)
為此,許多研究者放棄了偶聯生物素的二抗,開始使用一種以聚合物為基礎的試劑。“它們相當于拖著一長串酶的二抗,”Vector Laboratories公司的Craig Pow說,該公司致力于生物試劑蛋白標記和檢測試劑。“這顯然比使用HRP二抗要靈敏得多。”
據Pow介紹,這種試劑的敏感度與生物素/親和素差不多,但使用起來要簡單得多,而且不用擔心內源生物素產生的背景。如果需要更高的敏感度,還可以采用基于多級聚合物的試劑,比如Vector Laboratorieszui近推出的ImmPRESS™ Excel Amplified HRP Polymer Staining Kit。
與酶體系相比,熒光體系能夠更的定位抗體,甚至可以同時成像兩個核抗原。不過,熒光成像的黑色背景不能提供常規顯微鏡那樣的形態學結構。Sigma Aldrich公司的Duolink®系統有足夠的敏感性和特異性,可以通過兩個一抗檢測鄰近的抗原表位。
選擇合適的顏色
IHC中zui常用的酶是HRP和堿性酶(AP),不過它們的效果并非*相同。HRP體系傾向于生成更密集的信號,“與AP相比能提供更細小更清晰的定位,”Pow說。但這并不是說AP就比HRP差,“實際上在某些應用中,正因為AP不那么稠密,反而能展現出更好的形態。”
這兩種酶都有不同的生色底物,可以產生不同顏色的產物。“我們應當選擇合適的顏色和復染劑,”Crosby說。
IHC遠遠不是把抗體放在組織切片上,然后用顯微鏡觀察那么簡單。要想得到實用、可靠而且清晰的結果,就需要耐心的對每一步進行優化。
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