免疫电镜 免疫电镜
免疫电镜

由丁明孝、梁凤霞、洪健、李伯勤、王素霞、朱平领衔主编的《生命科学中的电子显微镜技术》,精雕细琢历经 8 年,于 2021 年由高等教育出版社出版发行。这本书,凝聚了生命科学电镜技术领域的国内外40余位专家学者的经验和智慧,是一部“实用性强、便于操作 的实验技术专著”,几乎囊括了目前该领域的所有技术门类和技术问题。其中免疫电镜部分融合了新加坡国立大学任显辉研究员和纽约大学梁凤霞教授的工作,系统介绍了目前免疫电镜技术的要点、难点、实验技巧及实验设计的基本思路。

1.免疫电镜概述

随着分子生物学和生物化学研究的发展,特定蛋白质在细胞中的定位显得尤为重要。尽管激光共聚焦以及超分辨荧光显微镜已经使光镜的分辦率提高了许多,但光镜对蛋白质的精确定位仍有难度。电镜依然是研究特定蛋白质作用机理和功能不可缺少的工具。

       免疫电镜技术其难度在于既要保持良好的超微结构,又要保证良好的抗原活性。而实际操作过程中二者常常矛盾。一方面,抗原是由生物大分子组成的,固定剂和脱水剂极有可能导致抗原二级结构或高级结构的变化,其次,过高浓度的固定剂、脱水过程以及包埋剂都难 免会破坏细胞或组织的抗原活性。另一方面,目标抗原是否暴露于能够被抗体识别的表面位置,也是免疫电镜技术的另一个难点。

常温下,免疫标记技术可以归纳为两类。第一类,包埋前标记。用有机溶剂或去垢剂将培养细胞或组织的细胞质膜打孔,使抗体和标记物进入细胞,完成标记过程之后再对其进行固定、脱水和树脂包埋。第二类,包埋后标记。究竟选用哪种方法,需要具体分析。

例如,在多数组织中抗原的定位分析通常选用包埋后标记,但抗原在脑组织中的定位分析则不同,因为神经元的突触很长,如果选择包埋后标记,很难在一个切片上追踪到整个细胞的结构,因此很多情况下选用脑组织震动切片进行包埋前标记。

另外,若要标记样品中含量很少的抗原蛋白,采用包埋前标记则更容易发现所要标记的目标。例如,想要分析某种蛋白质在 HIV 感染细胞中的分布,而细胞的感染率只有 1%-5%, 那么,包埋前标记不失为最佳选择。否则如果采用包埋后标记,很难保证每一张切片正好切到有病毒感染的细胞,从而增加寻找目标细胞的难度。一些敏感抗原在经过固定和脱水处理后其构象会发生改变,导致抗体无法识别抗原,这种情况最好选择包埋前标记,或者选择不经过脱水和树脂包埋的冷冻超薄切片进行包埋后标记。

包埋后标记的方法有很多种。具体实验中选用哪一种方法,需要根据实验目的而定。