Elabscience - 常见的细胞因子检测方法【建议收藏】

细胞因子（Cytokine）是由免疫细胞或者非免疫细胞合成和分泌的、具有多种生物活性的低分子量可溶性的多肽或蛋白质，包括淋巴因子（由淋巴细胞产生的细胞因子）、单核因子（由单核细胞产生的细胞因子）、趋化因子（具有趋化活性的细胞因子）和白细胞介素（由一种白细胞产生并作用于其它白细胞的细胞因子）。细胞因子在免疫应答中发挥着重要的作用，如Th1细胞通过分泌IL-2、IFN-γ对抗细胞内细菌及原虫等抗原物质；Th2细胞通过分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-13等诱导和促进体液免疫应答，抵御细胞外抗原物质；Treg细胞通过分泌IL-10、TGF-β发挥免疫负调控作用。今天Elabscience将带大家盘点一下常见的检测细胞因子的方法。

图1. 白细胞介素功能网络

目前检测细胞因子的方法有很多，根据检测原理和手段的不同，检测技术大致可分为：单指标检测技术、多指标检测技术、单细胞水平的细胞因子检测等。

本文主要介绍目前常用的细胞因子检测技术：

1、 单指标检测技术：ELISA

2、 多指标检测技术：多重免疫荧光分析（流式微球多因子检测和Luminex多因子检测）

3、 单细胞水平的细胞因子检测：ELISpot、流式细胞术

 

1. 酶联免疫吸附试验（ELISA）

   Enzyme Linked Immunosorbent Assay（ELISA），酶联免疫吸附测定法，是将抗原、抗体的免疫反应和酶的高效催化反应相结合而发展起来的一种综合性技术。

图2. ELISA实验原理

ELISA是基础和临床研究中对单一分析物进行定量分析的重要技术，可广泛用于多个物种和靶标的检测。该方法能够高特异性检测复杂样品中的分析物，灵敏度高，操作简单方便，成本相对较低。但ELISA一次实验仅能检测一个靶标，若需在同一样品中检测多个靶标，操作多个ELISA较为复杂，时间花费长，且需要的样本量较大。

 

2. 多重免疫荧光分析（Multiplex Immunoassay）

   多重免疫荧光分析可以根据检测仪器的不同分为两种：流式微球多因子检测和Luminex多因子检测。

流式微球多因子检测利用不同颜色的荧光标记微球，每种微球表面涂覆特定的捕获抗体，用于捕获样本中的目标分子。通过流式细胞术检测微球上的荧光信号，可以同时定量多个靶标。

图3. 流式微球多因子检测实验原理

Luminex多因子检测使用一组带有不同荧光特征的微球，每种微球表面修饰特定的抗体或配体，当样本中的目标分子与微球上的抗体结合后，进一步添加标记的二抗（通常是酶标记或荧光标记）来检测。然后，通过Luminex的流式细胞仪读取微球的荧光信号，从而识别和定量每种靶标。

图4. Luminex检测原理

 

3.酶联免疫斑点分析（ELISpot）

   酶联免疫斑点技术（Enzyme Linked Immunospot Assay, ELISpot）是一种定量和定性的实验，基于夹心ELISA免疫分析原理，旨在计数细胞因子分泌细胞。ELISpot可以在单细胞水平对抗体分泌细胞（ASC）及细胞因子分泌细胞进行检测。首先，将细胞孵育在包被有捕获抗体的多孔板上，该抗体可捕获分泌的细胞因子。去除细胞后，加入检测抗体，通过显色反应或荧光观察细胞因子的产生。每个产生细胞因子的细胞位置都显示为一个斑点。通过ELISpot酶联斑点分析系统对斑点进行计数和分析，统计膜上的斑点数目，再除以当初加入孔内的细胞总数，即可以计算出阳性细胞的百分比。

图5. ELISpot实验原理

 

4.流式细胞术（Flow Cytometry）

   细胞因子是由细胞合成和分泌的，ELISA技术只检测分泌到细胞外的细胞因子，新合成的细胞因子可以通过流式细胞术检测。

获得需要的单细胞悬液后，经刺激阻断、通透处理，进行胞内细胞因子染色，通过流式细胞仪检测即可测量细胞因子分泌水平。流式细胞术能够同时检测多种细胞因子，尤其是在多重染色技术的配合下，可以在单细胞水平上进行分析。这种方法可以快速获得大量数据，适合复杂样本中多种细胞因子同时检测。

图6. 胞内因子流式实验流程

不同检测方法对比

方法	原理	灵敏度	适用仪器	检测通量	适用场景	检测特点
ELISA	酶联免疫吸附实验，通过抗体捕获并量化细胞因子	高	分光光度计/酶标仪	中等	单一细胞因子的定量检测	高特异性和高灵敏度，操作简便，定量分析，但一次实验只能检测一种因子
Luminex	磁性微珠多重检测技术，利用荧光标记微珠检测	高	Luminex分析仪	高（多达100种因子同时检测）	多重细胞因子的高通量检测	高通量、多因子检测，灵敏度高，数据分析复杂，设备昂贵，适合大规模分析
流式微球多因子检测	利用磁性颗粒分离与多重检测细胞因子	高	流式细胞仪	高（多种因子同时检测）	细胞因子的多重检测	高效、快速的多因子检测，适合同时检测多种细胞因子
ELISpot	基于细胞因子捕捉并显示单个细胞分泌的因子	高	ELISpot设备	中等（单细胞分泌因子检测）	单细胞分泌因子的检测	高灵敏度，能够量化单细胞分泌因子，但只适用于分泌因子的检测，实验设计要求高
流式细胞术	流式细胞术	高	流式细胞仪	高（单细胞水平、可检测多因子）	单细胞多因子分析、免疫表型分析	单细胞分辨率、能够同时检测多种因子，高通量

不同的细胞因子检测技术各有优势和局限，需要根据实验需求（如灵敏度、通量、成本等）综合考虑选择合适的检测方法。例如，ELISA适用于单一细胞因子的定量分析，而Luminex和流式微球多因子检测适合进行高通量的多因子分析；ELISpot适用于单细胞水平的细胞因子分泌研究，而流式细胞术则能够在单细胞分辨率下，快速检测多种细胞因子。

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