导师说我流式图不行,原来克隆号选错了……

 

流式细胞术作为现代免疫学和细胞生物学研究的核心技术,其检测结果的准确性与可靠性高度依赖于抗体性能。然而,在抗体选择过程中,研究人员往往重点关注靶标特异性种属匹配性荧光标记等因素,而对抗体克隆号的筛选重视不足。克隆号代表了由单个B细胞克隆产生的、针对同一抗原表位的单克隆抗体。不同克隆号意味着抗体识别抗原的表位位置空间构象结合动力学存在差异,这些差异可能导致实验结果出现显著偏差甚至完全错误。因此,深入理解克隆号对流式实验结果的影响机制并建立科学的筛选策略,对保证实验可重复性和数据可靠性具有重要意义。

 

一、抗体克隆号的本质:表位特异性的分子烙印

单克隆抗体由单一 B 细胞克隆产生,其克隆号代表对特定抗原表位的唯一识别能力。例如,下表是CD3抗体常见克隆号,其中OKT3克隆的抗体识别T细胞受体复合物的ε链,尽管UCHT1主要靶向CD3ε的胞外域,但也有证据表明,UCHT1抗体可以同时染色表面和细胞内CD3ε。可见,克隆号不仅是抗体的 “身份标签”,更是其分子功能的直接体现。

图片

 

克隆号的选择对流式实验的影响

 

1. 表位识别差异与检测策略

不同克隆号抗体所识别的表位,在空间位置、构象依赖性及化学性质上可能存在显著差异,而这种差异直接决定了抗体适用的检测场景及样本处理方式。

 

以 CD206 检测为例,抗小鼠 CD206 的抗体通常与人 CD206 无交叉反应,反之亦然。在人 CD206 检测中,常见抗体克隆号如 15-2、19.2,其识别胞外区域,适用于胞外染色;而检测小鼠 CD206 的常见抗体克隆号包括 C068C2、MR6F3、QA17A35,这类抗体识别胞内区域,因此适用于胞内染色。

 

1.1 克隆号特异性的影响

不同克隆号的抗体和不同来源、不同组织的抗原亲和力不同,也对实验产生巨大影响。

 

以 CD16(FcγRIII)抗体为例,3G8 克隆号与 Fc 受体结合后,可同时检测 NK 细胞和粒细胞;而 MEM-154 抗体则不与 NK 细胞上的 CD16a 反应,但能与 CD16 阳性粒细胞反应。

 

针对 CD25 的抗体中,克隆 S20019D 可阻断克隆 M-A251 与靶细胞的结合,且其自身与靶细胞的结合会被 M-A251 阻断;但克隆 S20019D 不会阻断克隆 S20019C、BC96 及 TÜ6 与靶细胞的结合,也不影响白细胞介素 - 2(IL-2)与受体的结合。因此,国际流式细胞术协会(ISAC)及临床检验标准化机构(如 CLSI)发布的指南中,推荐特定克隆号用于标准化实验。例如,在人类调节性 T 细胞检测的标准化方案中,M-A251 和 BC96 被列为首选克隆号,原因是其表位稳定性高,受样本处理(如固定、破膜)的影响较小。

 

1.2 实验条件的兼容性

采用流式细胞术检测 T 细胞分泌的细胞因子时,需用 PMA 刺激外周血单个核细胞(PBMC)以诱导其分泌细胞因子;但 PMA 暴露会导致 CD4 膜蛋白发生内吞,随后经溶酶体降解。研究人员检测多个克隆号的 CD4 抗体后发现,Leu3a、Dako、IOT4、V4 等克隆号抗体受此影响较显著 ——CD4 内吞后,这些克隆号的抗体难以有效检测;而 Leu3a/3b 多克隆抗体不仅信噪比更高,且受 PMA 处理的影响最小[1]

图片

 

在实践中,人们还发现,固定、破膜这些常规操作也会部分影响部分克隆号抗体的性能

 

请见下表:

图片

图片

 

*本表格来自于https://www.thermofisher.cn

 

2、克隆号与检测性能的关系

 

2.1 亲和力差异与信号灵敏度

不同克隆号抗体对抗原的亲和力存在显著差异,这直接影响弱表达抗原的检出能力。高亲和力克隆号可提升低密度抗原的信号强度和信噪比,尤其在与弱荧光染料搭配时更为关键。例如,在调节性T细胞(Treg)检测中,小鼠FoxP3抗体克隆号FJK-16s的抗体为金标准之一,为Nature Protocols(2007):"Flow cytometry analysis of regulatory T cells"推荐克隆号,需温和固定破膜条件,避免甲醇破坏表位。3G3克隆号抗体,信号较弱,但背景极低,适合对低丰度 Foxp3 表达细胞的检测,表位对固定剂(如甲醛)的耐受性强,但对破膜试剂中的去垢剂浓度敏感,建议使用低浓度皂苷破膜(避免高浓度去垢剂导致表位遮蔽)。抗人FOXP3抗体克隆,尽管存在一些争论,但普遍共识认为236A/E7和259D克隆是最佳的。[2-6]

 

2.2 种属交叉反应与实验通用性

尽管抗体说明书中会标注适用种属,但同一靶标对应的不同克隆号,其种属交叉反应性存在差异。下表中的抗体均为原本针对人类样本设计的克隆号,然而研究人员发现,它们同样适用于食蟹猴、恒河猴等样本。

图片

图片

 

因此,在设计涉及非模式生物的实验时,需特别筛选具有交叉反应潜力的克隆号。

 

总之,在流式实验中,抗体克隆号的选择至关重要。选择时应优先考虑经文献充分验证、适用于多平台的成熟克隆号:在 PubMed 等数据库检索目标靶标时,加入克隆号作为限定词,能精准获取该克隆号的实际应用数据;高影响力期刊中反复出现的克隆号,其特异性往往有更可靠的记录。例如,CD44 抗体的 IM7 克隆号因在 200 余篇流式相关论文中被应用,已成为该领域的金标准。

 

抗体厂商的数据库同样是重要参考。BD Biosciences、BioLegend、Thermo Fisher 等公司提供详尽的克隆号性能对比指南,涵盖表位定位、亲和力数据及适用检测场景。需特别注意的是,部分克隆号可能因专利限制仅由特定厂商供应,此时需评估替代克隆号的等效性。

 

 

 

参考文献

1、Brian Hennessy,1 Janet North,1 Akinwale Deru, etc,Use of Leu3a/3b for the Accurate Determination of CD4 Subsets for Measurement of Intracellular Cytokines.2001 Wiley-Liss, Inc. Cytometry 44:148–152 (2001)

2、 Fox, B. C., Bignone, P. A., Brown, P. J. and Banham, A. H., Defense of the clone: antibody 259D effectively labels human FOXP3 in a variety of applications. Blood 2008. 111: 3897–3899.

3、 Kaur, G., Goodall C. J., Jarvis, L. B. and Gaston Hill, J. S., Character isation of Foxp3 splice variants in human CD4+ and CD8+ T cells–identification of Foxp3Delta7 in human regulatory T cells. Mol. Immunol. 2010. 48: 321–332.

4、Law, J. P., Hirschkorn, D. F., Owen, R. E., Biswas, H. H., Nor ris, P. J. and Lanteri, M. C., The importance of Foxp3 antibody and fixation/permeabilization buffer combinations in identifying CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cells. Cytometry A 2009. 75: 1040–1050.

5、 Mahnke, Y. D., Beddall, M. H. and Roederer, M., OMIP-015: human reg ulatory and activated T-cells without intracellular staining. Cytometry A 2013. 83: 179–181.

6、 Pillai, V. and Karandikar, N. J., Attack on the clones Human FOXP3 detection by PCH101, 236A/E7, 206D, and 259D reveals 259D as the out lier with lower sensitivity. Blood 2008. 111: 463–464; author reply 464-466.

7、OMIP-005、OMIP-016、OMIP-026、OMIP-028、OMIP-035、OMIP-052、OMIP-075

 

苏州四正柏生物科技有限公司

拥有晶美生物、北京四正柏生物20多年的技术积累,现已成长为一家集生命科学研究、临床转化应用、流式技术服务、进出口平台四位一体的国家级高新技术企业。公司于2019年和2022年分别完成数千万元天使轮和Pre-A轮融资,拥有国家专利授权30余项,并承担国家科技部、北京市科委、深圳市科委等四项科研基金项目,获得苏州市高新区创业领军人才项目支持。公司已建成满足ISO9001:2015标准要求的全面质量管理体系,以及达到GMP规范要求的IVD生产线。公司已获医疗器械证200余件。四正柏企业愿景是发展成为全球生命科学和临床诊断领域最具竞争力的高新技术企业之一,植根中国,服务中国,面向世界。

官方网址:www.4abio.com

官方邮箱:info@4abio.com

技术咨询:tech@4abio.com

电话:0512-65829739

地址:苏州高新区科技城锦峰路8号17号楼201