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【佰乐博流式小课堂】FcR阻断剂的应用:减少非特异性结合,提升流式细胞术精度

发表时间:2024-09-04 访问次数:42

流式细胞术中,抗体的非特异性结合是影响实验精度的重要问题,特别是由于Fc受体(FcR, Fragment Crystallizable Receptor)的存在。抗体由Fab段和Fc段组成,其中Fab段负责与目标分子特异性结合,而Fc段则与效应分子或细胞相互作用(见Fig 1)。FcR是免疫调节系统中的重要受体,主要表达在先天免疫细胞(Innate Immune Cells)表面,如巨噬细胞(Macrophages)、单核细胞(Monocytes)、中性粒细胞(Neutrophils)、树突状细胞(Dendritic Cells)等。FcR能够识别并结合抗体的Fc段,从而引发免疫应答。在实验中,这种识别可能导致抗体的Fc段与细胞表面的FcR发生非特异性结合,进而产生背景噪音,甚至是假阳性信号。

 

 

Fig 1.Diagram showing the interaction of IgG with various receptors


准确区分阳性和阴性细胞在细胞实验中至关重要。尽管阳性细胞依赖于抗体的特异性结合,但大多数免疫细胞(如巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞)表面均表达FcR,并与抗体的Fc段有不同程度的亲和力。这意味着抗体的Fc段可能与这些细胞表面的FcR发生非特异性结合,导致流式细胞图中出现本不应存在的非特异性细胞群。因此,尤其是在涉及抗原-抗体反应的实验中,使用FcR阻断剂(FcR Blocking Reagents)尤为重要,以确保实验的特异性.

Fig 2. MFI values of CD14⁺ monocytes stained with IgG antibodies under different Fc blocking conditions, showing reduced non-specific binding with various blocking reagents.

研究表明,常用的同型对照并不能有效扣除这种非特异性结合的信号,反而可能导致背景增高甚至是假阳性结果。因此,建议在实验中添加FcR阻断剂,以减少这种非特异性反应。Anderson等人在2016年的研究中发现,小鼠IgG1和IgG2a抗体与人类单核细胞和巨噬细胞结合时表现出明显的非特异性结合,而B细胞(B Cells)、T细胞(T Cells)和NK细胞(Natural Killer Cells)则没有这种现象。研究还指出,常用的同型对照在消除这种非特异性结合时并不可靠,建议使用FcR阻断剂来提高实验的准确性。

Fig 3. Isotype control binding cells are exclusively monocytes. 


FcR根据其结合的免疫球蛋白(Ig)的类型分为五类:IgG(FcγR)、IgE(FcεR)、IgA(FcαR)、IgM(FcμR)和IgD(FcδR)。其中,IgG类型的Fc受体根据其与Fc段的亲和力可进一步分为三个亚家族:FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)和FcγRIII(CD16),每个亚家族还有多个亚类(见图4)。这些FcR主要表达在中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、B细胞和NK细胞表面,尤以B细胞、中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞的表达最为显著。

Fig 4. Schematic diagram of the main types of Fcγ receptors and their distribution across different cell types.

对于FcR高表达或具有高Fc段亲和力的细胞类型,如髓系细胞(Myeloid Cells)系,建议在实验中使用FcR阻断剂,以减少非特异性反应。此外,在检测或分析低表达水平的表面抗原时,或者在处理复杂样本时,使用FcR阻断剂有助于提高检测的特异性。通过使用Fc阻断剂,能够显著减少流式细胞术中的假阳性信号,降低背景干扰,从而获得更清晰、可靠的实验结果。

总结来说,无论是为了在流式细胞术中区分阳性和阴性细胞,还是为了减少非特异性反应,使用FcR阻断剂都是确保实验精度的关键步骤。对于那些FcR表达较高的细胞类型,尤其是髓系细胞,使用FcR阻断剂可以大大提高实验数据的可靠性和准确性。

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参考文献:

[1]Andersen, Morten N et al. “Elimination of erroneous results in flow cytometry caused by antibody binding to Fc receptors on human monocytes and macrophages.” Cytometry. Part A : the journal of the International Society for Analytical Cytology vol. 89,11 (2016): 1001-1009. doi:10.1002/cyto.a.22995