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CD4⁺ T 细胞亚群傻傻分不清楚?这份总结治愈你的「脸盲症」

Bio -Techne RnDSystems 2022-05-03

最近魔都人民在清晨都要接受一波直击灵魂的拷问:请问你是什么垃圾?垃圾分类的话题热度持续不减,段子可以绕地球一圈,「是干是湿,让猪试吃,一吃便知」的「猪分类法」被不少分类困难症患者奉为圭臬。


对于广大科研 er 来说,CD4+ T 细胞的亚群分类难度丝毫不亚于垃圾分类。本文精心总结出各亚群的功能、表面标志物、转录因子、分泌的细胞因子及常规分类策略,这份鉴「胞」宝典值得收藏。


掌握特点

分类也能 so easy

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Naïve CD4+ T 细胞经活化可以分化成不同的细胞亚群,各怀绝技,在适应性免疫反应中具有核心作用。这种活化需要 T 细胞受体识别抗原肽或主要组织相容性复合体(MHC)(下图 Signal 1),以及不依赖抗原的共刺激信号(下图 Signal 2)。


CD4+ T 细胞分化成特定亚群取决于抗原、TCR 信号的强度以及存在于胞外的细胞因子。已经确定的 CD4辅助 T 细胞亚群包括 Th1、Th2、Th9、Th17、Th22 细胞以及滤泡辅助 T 细胞(Tfh)、调节性 T 细胞(Tregs)。每个亚群都表达独特的细胞表面受体、转录因子并分泌不同的细胞因子。




Tfh 细胞主要促进生发中心 B 细胞的存活和增殖、支持生发中心的发育,而 Th1、Th2、Th9、Th17、Th22 亚群均参与宿主对特定微生物病原体的防御。这些效应 T 细胞亚群所分泌的各种细胞因子有助于消灭外来病原体,并激活其他类型的免疫细胞。


免疫细胞的活动在一定程度上是由 CD4+ T 细胞中的一个独特的亚群来平衡的,这个亚群被称为调节性 T 细胞(Tregs)。Tregs 细胞擅长维持免疫自稳和自我耐受、抑制炎症并预防自身免疫性疾病的发展。这种促炎信号和抗炎信号之间的平衡至关重要,因为已经发现,过度或不适当的 T 细胞反应与过敏反应、炎症性疾病和自身免疫性疾病有关。


Th1 细胞

  • 用于宿主对细菌和病毒病原体的防御

  • 促成慢性炎症和自身免疫性疾病的产生

  • 细胞表面标志物有 CD3、CD4、CCR1、CCR5、CXCR3、CD119、IFN-γR2、IL-12Rβ2、IL-18Rα以及 IL27Rα/WSX-1/TCCR;转录因子有 STAT1、STAT4、T-bet/TBX21;分泌 IFN-γ、 IL-2、TNF-α、TNF-β

  • 常用 T-betIFN-γ 鉴定 Th1 细胞


Th2 细胞

  • 用于宿主抵抗大型细胞外病原体,如蠕虫

  • 体液免疫所必需的

  • 促进过敏性炎症的发展

  • 细胞表面标志物有 CD3、CD4、CCR3、CCR4、CCR8、CXCR4、CD119、IFN-γR2、IL-4Rα、IL-17B R/IL17RB、ST2/IL-1R4、TSLP R;转录因子有 STAT5、STAT6、GATA-3;分泌 IL-4、IL-5、IL-9、IL-13、IL-17E/IL-25

  • IL-4 是鉴定 Th2 细胞最常用的标志物


Th9 细胞

  • 防止寄生虫感染

  • 促成过敏性哮喘

  • 具有杀瘤活性

  • 细胞表面标志物有 CD3、CD4、IL-4Rα、IL-17B R/IL17RB、TGF-β RⅡ;转录因子有 IRF4、PU.1;分泌 IL-9、IL-10(mouse)

  • 表达 IL-9 但不表达 IL-4、IL-5 和 IL-13 是常用来鉴定 Th9 的策略


Th17 细胞

  • 用于宿主防御特定的真菌和胞外细菌

  • 促成慢性炎症和自身免疫性疾病的产生

  • 细胞表面标志物有 CD3、CD4、CCR4、CCR6、IL1 RⅠ、IL-6Rα、IL-21 R、IL-23R、TGF-β RⅢ;转录因子有 Batf、IRF4、RORα以及 RORγt/RORC2;分泌 IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22、IL-26(human)

  • IL-17 是鉴定 Th17 细胞最常用的标志物


Th22 细胞

  • 可能参与保护皮肤免于微生物感染

  • 可能参与组织修复或重塑

  • 可能导致皮肤炎症和自身免疫性疾病

  • 细胞表面标志物有 CD3、CD4、CCR4、CCR6、CCR10、IL-6Rα、IL-21 R、IL-23R、TGF-β RⅢ;转录因子有 Batf、AHR、STAT3;分泌 IL-10、 IL-13、IL-21、 IL-22、TNF-α

  • 表达 IL-22 且同时低表达 IL-17 是常用来鉴定 Th22 的策略


Tfh 细胞

  • 促进生发中心 B 细胞的生存和增殖

  • 细胞表面标志物有 CD3、CD4、CD28、CD40 Ligand/TNFSF5、CD84/SLAMF5、CD229/SLAMF3、CXCR4、CXCR5、ICOS、IL-6Rα、IL-21 R、NTB-A/SLAMF6、OX40/TNFRSF4/CD134、PD-1、SLAM/CD105;转录因子有 Bcl-6、BATF、c-MAF、STAT3;分泌 IL-4、IL-10、IL-17、IL-21、IFN-γ

  • 常用表面标志物 CXCR5ICOS(或 PD-1)来鉴定 Tfh 细胞


Treg 细胞

  • 限制免疫反应的进行

  • 维护免疫系统的体内平衡和自我耐受

  • 抑制自身免疫疾病的发展

  • 细胞表面标志物有 CD3、CD4、CD5、CD73/5'Nucleotidase、CD39/ENTPD1、CTLA-4、Folate Receptor4、GITR/TNFRSF18、IL-2Rα/CD25、Integrin αE/CD103、LAG-3/CD223、LAP、LRRC32/GARP、OX40/TNFRSF4/CD134、L-Selectin/CD62L;转录因子有 FoxP3、STAT5;分泌 Galectin-1、IL-10、IL-35、TGF-β1

  • 常用转录因子 FoxP3 或表面标志物 CD127 低表达(CD127 low)来鉴定 Treg 细胞


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从分离到鉴定

开展研究的先决条件

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分离富集 CD4+ T 细胞

R&D Systems® 提供两种形式的试剂盒用于分离、富集 CD4+ T 细胞。一种基于磁珠,另一种基于分离柱。


MagCellect CD4+ T 磁珠分离试剂盒利用负选原理分离 CD4+ T 细胞、Naïve CD4+ T 细胞或记忆 CD4+ T 细胞;或者使用两步法,即采用负选结合正选分离 CD4CD25调节性 T 细胞。


该试剂盒的特点包括:

  • 磁珠的结合力非常高;

  • 磁珠在铁磁流体中没有磁性记忆,不会引起细胞损伤;

  • 可在几分钟内分离到高纯度的细胞。



使用 MagCellect 小鼠 CD4+ T 细胞分离试剂盒(R&D Systems, Catalog # MAGM202)分离小鼠脾脏 CD4+ T 细胞。图 A 为分离前、图 B 为分离后的流式散点图。其中使用大鼠抗小鼠 CD3- Fluorescein 单克隆抗体(R&D Systems, Catalog # FAB4841F)和大鼠抗小鼠 CD4-PE 单克隆抗体(R&D Systems, Catalog # FAB554P)对所有活细胞进行双重染色。分离的小鼠 CD4+ T 细胞纯度达 94.12%。


MagCellect 也提供基于柱子的 CD4+ T 细胞富集试剂盒,纯度可达 84~94%。



分化 CD4+ T 细胞

R&D Systems® CellXVivo 免疫细胞分化和扩增试剂盒包含高品质蛋白和抗体的优化组合,以及用于体外分化免疫细胞的简单、可重复的操作方案。试剂盒可用于人或小鼠 Th1 细胞、Th2 细胞、Th17 细胞或调节性 T 细胞的分化。


该系列试剂盒的优点包括:

  • 包含细胞分化扩增所需的所有试剂

  • 保证产生一致且可靠的结果



使用 CellXVivo 小鼠 Th1 分化试剂盒(R&D Systems,Catalog # CDK018)对小鼠 Naïve CD4T 细胞处理 5 天(图 B 和 C)。而图 A 和 C 为未处理的对照样本。所有样本使用细胞刺激剂 (Tocris, Catalog #5476) 刺激后再用 IFN-g-PE 单克隆抗体(R&D Systems,Catalog # IC485P)和 IL-17-APC 单克隆抗体(Novus Biologicals, Catalog # NBP1-72027)(图 A、B)或 IL-4-APC 单克隆抗体(Novus Biologicals, Catalog # NBP2-52656)(图 B、C)染色,十字设门基于同型对照。


鉴定 CD4+ T 细胞亚群

在 T 细胞分化后,通过分析细胞表达的表面受体、转录因子以及分泌的细胞因子可以鉴定不同的 CD4+ T 细胞亚群。


Bio-Techne 公司旗下两大品牌 R&D Systems® 和 Novus Biologicals® 可提供众多高品质的荧光偶联抗体用于检测不同的 T 细胞亚群。R&D Systems® 拥有数百个全球知名的独一无二的克隆产品,其中许多已通过 HLDA 研讨会用于建立 CD marker 的命名。


流式细胞术检测 CD4人外周血淋巴细胞中 FoxP3 的含量。用 FoxP3-PE 抗体(R&D Systems, Catalog # IC8970P)和 CD4-Fluorescein 抗体(R&D Systems, Catalog # FAB3791F)对人 PBMCs 进行染色。为便于核内染色,使用 FlowX FoxP3 固定破膜缓冲液(R&D Systems, Catalog # FC012)对细胞进行固定破膜。十字设门基于同型对照抗体(R&D Systems, Catalog # IC002P)。


流式细胞术检测 CD25+ 人外周血中 FoxP3 的含量。使用 FoxP3-PE 抗体(R&D Systems, Catalog # IC8970P)和 CD25/IL-2 Ra-APC 抗体(R&D Systems, Catalog # FAB1020A)对人 PBMCs 进行染色。为便于核内染色,使用 FlowX FoxP3 固定破膜缓冲液(R&D Systems, Catalog # FC012)对细胞进行固定破膜。十字设门基于同型对照抗体(R&D Systems, Catalog # IC002P)。


流式细胞术检测 CD4+人外周血细胞经诱导产生的 Th1 细胞中 T-bet/TBX21 的变化。CD4+ PBMC 经 20 ng/mL 抗人 IL-4 多克隆抗体(R&D Systems,Catalog # AB-204-NA)和 10 ng/mL 重组人 IL-12(R&D Systems,Catalog # 219-IL)处理 5 天,诱导产生 Th1 细胞。用 IFN-g-PE 抗体(R&D Systems, Catalog # IC285P)和 (A) T-bet/TBX21- Alexa Fluor 488 抗体(R&D Systems, Catalog # IC53851 G)或 (B) Alexa Fluor 488 偶联的同型对照抗体(R&D Systems, Catalog # IC002 G)对细胞进行染色。为便于核内染色,使用 FlowX FoxP3 固定破膜缓冲液(R&D Systems, Catalog # FC012)对细胞进行固定破膜。


(上下滑动查看)


除了多种荧光偶联抗体可选择外,R&D Systems® 还提供流式多色鉴定试剂盒用于 CD4T 细胞亚群的鉴定:



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