活细胞中铝佐剂的追踪

为了提高疫苗的效果,佐剂通常包含在疫苗制剂中。佐剂是一种增强疫苗诱导的免疫反应的分子,疫苗制剂中常用的佐剂是铝盐,如氢氧化铝和磷酸氢铝。尽管自20世纪20年代以来,这些矿物佐剂被广泛使用,但人们仍然不知道它们究竟是如何起作用的。

图1所示。细胞内铝佐剂的可视化。细胞中央共聚焦图像显示细胞核为蓝色(DAPI),铝佐剂为绿色(lumogallion)。A.与铝佐剂共培养的悬浮细胞系THP-1,用CellTrace™Far red染色后,胞浆呈红色。B.与铝佐剂共培养的贴壁细胞系GL261在LysoTracker®Deep red染色后显示溶酶体为红色,与铝佐剂共定位时显示为橙色点。

在疫苗制剂中,铝佐剂作为小颗粒分散在水中。这些颗粒大小不一(从纳米到微米),抗原,免疫系统应该反应的分子,附着在它们的表面

免疫系统由帮助身体对抗病原体的细胞组成,可以简单地分为前哨细胞和效应细胞。单核细胞、中性粒细胞和树突状细胞都是前哨细胞,它们在体内循环,对周围的异物进行筛选。如果他们发现危险相关分子模式(DAMP)或其他未知化合物,哨兵细胞就会被激活并引发免疫反应。这导致效应细胞成熟,如B细胞和T细胞。哨兵细胞非常擅长通过一种称为吞噬作用的过程清除细胞碎片和外来微米大小的物质,在这种过程中细胞吞噬物质。因此,在与铝佐剂接触后,这些细胞将吞噬佐剂颗粒。

图2所示。细胞内铝佐剂的数字可视化。数字渲染的细胞图像显示细胞核为蓝色(DAPI),实际细胞为部分透明的红色(CellTrace™远红色),铝佐剂为绿色(lumogallion)。该图像是由显微镜在细胞的不同深度拍摄的25个单独的横截面图像生成的,其中中心图像如图1A所示。数字图像显示,铝佐剂被定位为颗粒在细胞内。为了更好地可视化,可以看到单元格在视频中旋转(见下文)。在Bitplane Imaris 8.1.2中进行数字化处理。

关于铝佐剂的免疫刺激特性的知识短缺,由于缺乏简单可靠的追踪吞噬铝佐剂的方法而受到阻碍。然而,先前用于测定和检测铝离子的lumogallion染色剂也可用于染色铝佐剂颗粒。在与lumomgallion接触后,佐剂颗粒变成荧光并发出波长525至650 nm的光。当今先进的显微镜技术和图像分析使得以高分辨率跟踪细胞内荧光标记结构成为可能,从而可以轻松地在细胞内检测铝佐剂。图1显示共聚焦显微镜图像的中心细胞显示铝佐剂的细胞内存在作为绿点,由于luomgallion染色。Lumogallion染色能够在活细胞中跟踪细胞内的铝佐剂。被吞噬的物质通常以称为溶酶体的酸性细胞器结束,图1B显示了铝佐剂的细胞内示踪示例,其中一些被吞噬的铝佐剂在低pH的细胞室中共定位,表明溶酶体中存在铝佐剂(橙色点)。此外,来自共聚焦显微镜的图像可以被处理成三维图像,从而可以更好地可视化吞噬铝佐剂的细胞内定位(图2)。


图1和图2所示细胞的染色是在活细胞上进行的,不需要对细胞进行固定和切片。因此,使用lumogallion检测和追踪铝佐剂可以用于实时研究活细胞吸收颗粒的过程,揭示铝佐剂的吞噬动力学和细胞内途径。它还可用于检测和跟踪动物注射疫苗制剂后吞噬铝佐剂的细胞。总之,lumogallion将是一个有用的工具,揭开铝佐剂的神秘面纱,帮助我们努力设计高效和节省疫苗配方和方案。

Andreas Svensson1哈坎埃里克森2
1瑞典隆德大学隆德干细胞中心
2生物医学科学,Malmö瑞典大学

出版

Al佐剂可以通过lumogallion染色在活细胞中追踪。
米尔1,斯文森A,达拉比A,莫德M, Siesjö P,埃里克森H
免疫学杂志。2015年7月

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