在創傷性腦損傷(TBI)的研究中,病理過程會隨著時間推移發生顯著變化。不同階段的核心病理事件差異明顯,這就使得多重免疫熒光染色(mIHC)指標的選擇尤為關鍵。今天,我們就來聊聊 TBI 急性期和后兩個月,mIHC 熒光多染分別推薦哪些指標。
急性期的核心病理包括神經元急性壞死 / 凋亡、血腦屏障(BBB)破壞、神經膠質細胞快速激活、早期炎癥風暴啟動。所以,mIHC 指標要重點覆蓋細胞存活與損傷、膠質激活、炎癥啟動、BBB 破壞這四大維度。
? 神經元損傷與存活:NeuN(神經元核抗原)能特異性標記成熟神經元,可用來量化神經元丟失或存活狀態,因為急性期神經元壞死 / 凋亡會導致 NeuN 表達減少。而 Cleaved caspase-3(活化的半胱天冬酶 - 3)是凋亡細胞的標記,能反映急性期細胞凋亡程度,與 NeuN 共染還可明確神經元凋亡比例。
? 神經膠質細胞激活:GFAP(膠質纖維酸性蛋白)是星形膠質細胞的特異性標志物,急性期星形膠質細胞會快速激活,表現為肥大、增生,GFAP 表達也會顯著上調,能反映膠質應激應答。Iba1(離子化鈣結合適配分子 1)則是小膠質細胞 / 巨噬細胞的特異性標志物,急性期小膠質細胞會迅速從靜息態轉化為激活態(阿米巴樣),通過 Iba1 可標記其數量及形態變化,以此反映炎癥啟動情況。
? 炎癥啟動:TNF-α(腫瘤壞死因子 -α)或 IL-1β(白介素 - 1β)是早期促炎因子,由激活的小膠質細胞 / 星形膠質細胞分泌,是炎癥風暴的核心驅動因子,與 Iba1/GFAP 共染能明確炎癥來源。
? 血腦屏障破壞:Claudin-5(閉合蛋白 - 5)或 ZO-1(緊密連接蛋白 - 1)是 BBB 緊密連接的核心成分,急性期 BBB 破壞會使其表達減少或分布紊亂,結合血管標記物(如 CD31)可評估 BBB 完整性。
? 基礎組合:NeuN(神經元)+ GFAP(星形膠質細胞)+ Iba1(小膠質細胞)+ Cleaved caspase-3(凋亡)
? 擴展組合(含 BBB / 炎癥):NeuN + GFAP + Iba1 + Claudin-5 + TNF-α
損傷后 2 個月進入慢性階段,核心病理有慢性神經炎癥、膠質瘢痕形成、神經再生嘗試、軸突 / 突觸重塑障礙。此時,mIHC 指標要重點覆蓋慢性膠質激活、神經再生、結構重塑、炎癥表型轉換四大維度。
1、神經元再生與存活:NeuN 仍需用于監測成熟神經元的長期存活狀態,因為慢性期神經元丟失可能持續。DCX(雙皮質素)能特異性標記新生神經元(未成熟神經元),可反映內源性神經發生能力,畢竟 TBI 后室管膜下區可能啟動神經再生。
2、慢性膠質激活與瘢痕形成:GFAP在慢性期,星形膠質細胞會持續激活并參與膠質瘢痕形成,且形態更致密,結合其分布可評估瘢痕范圍。Vimentin(波形蛋白)與 GFAP 共表達于慢性激活的星形膠質細胞,能強化膠質瘢痕的標記,因為瘢痕區星形膠質細胞 Vimentin 表達上調。
3、小膠質細胞炎癥表型轉換:Iba1仍可標記小膠質細胞,但要結合表型標志物區分功能狀態。CD16/32 是促炎表型(M1 型)標志物,能反映慢性促炎狀態,這種狀態可能加劇神經損傷;CD206 是抗炎 / 修復表型(M2 型)標志物,可反映神經保護傾向,有利于組織修復。
4、軸突與突觸重塑:NF-H(神經絲重鏈)或 β-III tubulin 可標記軸突,用于評估慢性期軸突再生或斷裂后的變性(如 Wallerian 變性)。PSD-95(突觸后致密物 - 95)或 Synaptophysin(突觸小泡蛋白)分別標記突觸后膜和突觸小泡,能反映突觸數量及功能狀態,要知道慢性期突觸重塑障礙是神經功能恢復不良的關鍵。
5、血管新生(可選):CD31(血小板內皮細胞黏附分子)可標記血管內皮細胞,用于評估慢性期腦內血管新生,這與神經修復的血供支持相關。
? 基礎組合:NeuN(成熟神經元)+ DCX(新生神經元)+ GFAP(星形膠質細胞)+ Iba1 + CD206(抗炎小膠質細胞)
? 擴展組合(含突觸重塑):NeuN + DCX + GFAP + Iba1 + PSD-95 + NF-H
1、抗體兼容性:mIHC 無需避免抗體種屬沖突,比如一抗可以是相同種屬都是兔抗的,建議優先選擇單克隆一抗。
2、熒光素匹配:要避免熒光光譜重疊,如果要做8-10色,可通過光譜拆分技術優化信號。
3、研究側重調整:如果關注 “氧化應激",急性期可加染 4-HNE(4 - 羥基壬烯醛);若關注 “鐵沉積",慢性期可加染 Ferritin(鐵蛋白)。
通過針對性地選擇指標,能清晰揭示 TBI 不同階段的病理特征,為機制研究(如炎癥調控、神經再生)或干預靶點(如調控小膠質細胞表型、促進突觸重塑)提供可視化證據。希望這些內容能對從事 TBI 研究的你有所幫助!
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