绵羊红细胞(SRBC)诱导小鼠DTH(足跖增厚法)

发布时间:2025-06-23 16:38:23 阅读量:1 作者:生物检测中心

绵羊红细胞(SRBC)诱导小鼠迟发型超敏反应(DTH)实验方案(足跖增厚法)

摘要: 本实验方案详细描述了使用绵羊红细胞(SRBC)作为抗原,通过足跖增厚法在小鼠体内诱导和检测迟发型超敏反应(DTH)的标准操作流程。DTH反应是评估体内细胞介导免疫(CMI)功能的重要模型,涉及抗原特异性T细胞(主要是Th1细胞)的活化、细胞因子释放及单核/巨噬细胞浸润。

关键词: 迟发型超敏反应;DTH;绵羊红细胞;SRBC;细胞免疫;T细胞;足跖增厚法;小鼠模型

1. 引言 迟发型超敏反应(DTH)是由抗原特异性T淋巴细胞介导的炎症反应,通常在再次接触抗原后24-72小时达到高峰。其特征为大量单核细胞和淋巴细胞在抗原局部浸润、聚集,导致组织肿胀和硬结。SRBC因其良好的免疫原性且易于获取,是诱导小鼠DTH反应的经典抗原。足跖增厚法通过精确测量攻击侧与对照侧足跖厚度差值,量化DTH反应强度,是评价免疫调节药物、研究免疫缺陷或过强疾病机制(如自身免疫病、移植排斥)的有效工具。

2. 实验材料

  • 实验动物: 健康成年小鼠(品系如BALB/c,C57BL/6等,通常6-8周龄),雌雄各半或根据研究需求统一性别。饲养于标准无特定病原体(SPF)环境,自由摄食饮水。实验前适应性饲养至少3天。
  • 抗原:
    • 致敏抗原: 无菌Alsever液保存的绵羊红细胞(SRBC),使用前用无菌生理盐水洗涤3次(1500 rpm,离心5分钟),最后配制成所需浓度的细胞悬液(如1-2×10^9个细胞/mL)。
    • 攻击抗原: 同批次的SRBC,洗涤方法同上,通常配制成较低浓度(如2×10^8个细胞/mL)。浓度需预实验优化。
  • 试剂:
    • 无菌生理盐水(0.9% NaCl)
    • 无菌Alsever液(可选,用于SRBC保存)
    • 麻醉剂(如吸入性异氟烷)
    • 足跖厚度测量相关消毒剂(如75%乙醇)
  • 主要仪器设备:
    • 精密千分尺(精度0.01 mm)或专用鼠足厚度测量仪
    • 微量注射器(50 μL或100 μL)及配套针头(26-30G)
    • 离心机
    • 生物安全柜或超净工作台
    • 动物固定器(可选)
    • 计时器
  • 其它: 记号笔、电子秤、记录表格。

3. 实验方法 3.1 实验设计与分组

  • 设立实验组(接受致敏和攻击)和必要的对照组:
    • 阴性对照组: 致敏时注射生理盐水,攻击时注射SRBC悬液。用于排除SRBC攻击本身引起的非特异性炎症。
    • 阳性对照组(可选): 使用已知能诱导强DTH反应的抗原或免疫增强剂处理的动物。
    • 模型对照组: 仅接受SRBC致敏和攻击的标准处理动物。
    • 药物/处理组: 在致敏前后给予待测物质处理的动物。
  • 各组动物数量通常为6-10只,以保障统计效力。随机分组。

3.2 致敏(Sensitization)

  1. 准备致敏用SRBC悬液(如1×10^9个细胞/mL,用无菌生理盐水配制)。
  2. 轻轻混匀SRBC悬液,避免细胞破裂。
  3. 在小鼠背部或腹部选择2-4个点,皮下(SC)注射致敏抗原。常用方案: 每只小鼠注射100 μL SRBC悬液(相当于1×10^8个细胞)。亦可多点注射(如4点,每点25 μL)。记录注射日期和时间。
  4. 阴性对照组小鼠在相同部位注射等体积无菌生理盐水。

3.3 攻击(Challenge/ Elicitation)

  • 通常在致敏后第4天或第5天进行。(最佳时间点需预实验确定,一般为4-7天)。
  1. 准备攻击用SRBC悬液(如2×10^8个细胞/mL,用无菌生理盐水配制)。
  2. 致敏结束,攻击前,测量并记录所有小鼠右后足跖(或左后足跖,需统一)的基线厚度(T0)。测量方法见3.4。
  3. 轻轻混匀攻击抗原悬液。
  4. 将小鼠用温和吸入麻醉(如异氟烷)进行短暂麻醉。
  5. 用微量注射器抽取20-30 μL攻击抗原悬液。
  6. 在已测量基线厚度的同一只后足(如右后足)的足垫皮下(SC)注射攻击抗原(如20 μL,相当于4×10^6个细胞)。 注射时缓慢推注,避免渗漏。
  7. 阴性对照组小鼠在同侧足垫注射等体积无菌生理盐水(重要: 需确认该组是否也致敏过生理盐水)。
  8. 记录攻击日期和时间。

3.4 足跖厚度测量(Footpad Thickness Measurement)

  1. 攻击前(T0): 在攻击操作前即刻测量。使用精密千分尺。操作者需经过训练以保证测量位置、力度的一致性。轻提小鼠被测后足,用千分尺测量足垫最厚处(通常在跖骨区域),避免夹入脚趾。记录读数(精确至0.01 mm)。每只足至少测量3次,取平均值作为该时间点的厚度值。
  2. 攻击后测量时间点: 通常在攻击后24小时和48小时进行测量(T24h, T48h)。选择反应高峰期(常为24h)测量是关键。
  3. 测量方法: 同上。务必保证每次测量位置、手法一致。测量时可采用温和手动保定或短暂麻醉(尤其对挣扎小鼠)。
  4. 记录: 清晰记录每只小鼠编号、组别及各时间点的足跖厚度测量值。

3.5 数据计算与统计

  1. 计算足跖肿胀度(ΔT): 对于每只小鼠每个测量时间点: ΔT (mm) = T_post-challenge (T24h或T48h) - T0
    • 此肿胀度包含注射抗原引起的机械性肿胀和DTH特异性炎症肿胀。
  2. 计算DTH特异性反应值: 为排除注射本身造成的非特异性肿胀,常用以下两种方式之一:
    • 方式A: DTH特异性反应 (mm) = ΔT_实验组 (攻击SRBC) - ΔT_阴性对照组 (攻击生理盐水)
      • 解释: 将实验组(致敏并攻击SRBC)的肿胀度减去阴性对照组(致敏生理盐水或未致敏 + 攻击SRBC)的肿胀度。此方法最常用,直接扣除了非特异性背景肿胀。
    • 方式B: 若实验组自身设有未攻击侧足作为对照(较少用,因动物间差异大),则:DTH特异性反应 (mm) = ΔT_攻击侧 - ΔT_未攻击侧
  3. 统计分析: 数据以均值±标准差表示。使用合适的统计软件进行分析:
    • 组间比较:通常采用单因素方差分析(One-way ANOVA),若方差齐性且满足正态分布,事后检验用Tukey法或多重比较;若不满足,可采用非参数检验(Kruskal-Wallis test)。
    • 攻击前后自身比较:可采用配对t检验(Paired t-test)。
    • P < 0.05 被认为差异具有统计学意义。

4. 注意事项与优化

  • 抗原浓度与体积: SRBC浓度(致敏和攻击)、注射体积需严格优化(预实验)。浓度过低反应弱,过高可能诱导耐受或过强反应影响动物福利。攻击体积通常为20-30 μL(足垫)。
  • 时间点: 致敏到攻击的间隔(4-7天),以及攻击后测量时间(24h, 48h)是成功关键,需根据小鼠品系、抗原批号和实验目的通过预实验确定。
  • 动物品系: 不同品系小鼠对SRBC的DTH反应性存在差异(如C57BL/6反应通常弱于BALB/c)。选择合适品系。
  • 注射技巧: 足垫皮下注射需熟练操作,确保准确注入皮下而非皮内或肌肉层,避免抗原渗漏。渗漏会显著影响结果。
  • 测量一致性: 足跖厚度测量是核心量化指标。必须由同一操作者、使用同一仪器、在固定位置、以相同力度测量。操作者需严格培训。
  • 麻醉: 如需麻醉,选择起效快、恢复快、对免疫影响小的麻醉剂(如异氟烷),麻醉时间和深度需一致。
  • 动物福利: DTH反应导致足跖肿胀疼痛。实验设计应遵循3R原则。攻击后48小时通常是观察终点,若肿胀严重或动物明显痛苦(如跛行、不饮不食),应提前人道终点。必要时可在攻击后给予镇痛剂(需评估是否影响免疫反应)。
  • 环境因素: 维持动物房温度、湿度、光照周期的稳定,减少环境应激对免疫反应的影响。
  • SRBC批次: 不同批次SRBC免疫原性可能有差异,尽量使用同一批次抗原完成一个完整实验。使用前检查SRBC活力(如台盼蓝拒染率>95%)。
  • 个体差异: 设定合理的样本量以抵消个体差异。反应过弱(如ΔT < 0.1 mm)的个体可考虑剔除并补充样本(需在方案中预先规定标准)。
  • 组织学验证(可选): 可在测量终点后取足跖组织进行固定、切片、H&E染色,镜下观察单核细胞浸润情况,作为DTH反应的形态学确认。

5. 讨论 SRBC诱导的小鼠足跖DTH模型是研究细胞免疫应答的经典工具。其成功依赖于精确控制致敏抗原剂量、攻击抗原剂量、致敏-攻击间隔时间以及攻击后的测量时机。通过足跖增厚法量化反应,操作相对简便、直观、经济。

该模型广泛应用于:

  • 评价免疫增强剂或免疫抑制剂对T细胞功能的影响。
  • 研究感染、肿瘤、自身免疫病、移植排斥等状态下细胞免疫功能的改变。
  • 探讨Th1/Th2细胞分化平衡及相关细胞因子(如IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-10)的作用。
  • 作为药物临床前药效学筛选模型。

局限性与替代方案:

  • 测量主观性: 足跖厚度测量虽常用,但一定程度上依赖操作者熟练度和一致性。可使用激光多普勒成像测血流、称重法(需截肢)或更客观的仪器辅助。
  • SRBC特异性: 反应针对SRBC抗原,对其他抗原的通用性需验证。亦可使用其他抗原如钥孔戚血蓝蛋白(KLH)、卵清蛋白(OVA)等诱导DTH。
  • 足垫损伤: 反复注射和肿胀可能造成足垫损伤。确保测量操作轻柔,实验终点合理。

6. 结论 遵循标准的操作流程,严格控制关键参数(抗原浓度、时间点、注射与测量技术),SRBC诱导的小鼠足跖DTH模型是一种可靠、重现性好的体内评价细胞免疫功能的实验方法。该模型在免疫学基础研究和药物开发中具有重要价值。

7. 参考文献 (此处列出撰写方案所依据的关键文献或方法学来源)

  • 标准免疫学实验技术手册(例如:《Current Protocols in Immunology》)。
  • 有关SRBC DTH方法学研究的经典论文。
  • 动物实验伦理指南(如ARRIVE指南、所在机构动物伦理委员会要求)。

附录:

  • 示意图: 实验流程示意图(致敏、攻击、测量时间线)。
  • 数据记录表模板: 包含小鼠编号、组别、体重、T0、T24h、T48h厚度、计算ΔT和特异性反应值等字段。
  • 动物伦理审批号: 注明本实验方案已获得相关动物伦理委员会审查批准(批号:XXX)。

请注意:

  • 本方案为通用指南,具体实验参数(如SRBC浓度、注射体积、时间点、小鼠品系、样本量)必须通过预实验根据实际情况进行优化确定。
  • 所有动物实验必须严格遵守所在国家、地区和机构的实验动物福利伦理法规,并获得伦理审查委员会的批准后方可进行。