DHE染色对样本处理有哪些特殊要求?为何必须使用未固定的活细胞或新鲜冰冻切片?
DHE染色对样本处理有哪些特殊要求?为何必须使用未固定的活细胞或新鲜冰冻切片吗?
做DHE染色的人常碰到一个挠头事——明明按步骤来,结果要么荧光弱得像没染,要么全是杂信号,根本看不清活性氧在哪。其实问题大多出在样本处理上:DHE是个“挑活儿”的染料,对样本的“新鲜度”和“状态”比别的染色剂更敏感。很多人没摸透它的脾气,用了固定后的细胞或石蜡切片,反而把要测的东西“弄丢了”。咱们今天就掰扯清楚,DHE到底要啥样的样本,为啥非得用活细胞或新鲜冰冻切片。
DHE的全名叫二氢乙啶,它测的是细胞内活性氧(ROS)的水平——ROS是细胞代谢或受刺激时产生的“带电子的小分子”,多了会伤细胞,少了也不正常。但DHE测ROS得靠“氧化发荧光”的本事:只有进入活细胞的DHE,才会被里面的超氧阴离子之类的ROS氧化成乙啶,嵌进DNA里发出红色荧光;要是细胞死了,细胞膜漏了,DHE要么进不去,要么氧化得乱七八糟,荧光要么没有要么不准。
我之前帮实验室新人调实验,他用了福尔马林固定的细胞,染出来整版红乎乎的,结果流式一测,荧光强度和ROS压根没关系——后来换成活细胞,荧光立马跟着ROS浓度变,才明白:DHE的“眼睛”只盯着活细胞里的ROS,死细胞的“噪音”会把它骗懵。
要想DHE染得准,样本处理得守好“三条规矩”,每一条都戳中它的“软肋”:
DHE依赖活细胞的完整细胞膜和正常代谢:活细胞的膜能控制DHE慢慢进去,里面的ROS能精准氧化它;可一旦用多聚甲醛、甲醇这类固定剂,细胞膜会被“焊死”,DHE要么挤不进去,要么进去后被固定剂里的自由基乱氧化,根本没法反映真实的ROS水平。
我见过有人图省事,把细胞固定后冻起来再染,结果荧光强度比活细胞低一半还多——固定相当于给DHE戴了副墨镜,让它看不见真正的ROS。
活细胞离体后代谢会变慢,ROS也会慢慢变少,所以处理得赶在“细胞还喘气”的时候:
- 贴壁细胞:消化下来后要赶紧离心(1000转/5分钟),用预温的培养基重悬,别让它们在管子里晾着;
- 悬浮细胞:收集后立即加DHE,整个过程别超过30分钟;
- 新鲜冰冻切片:从-80℃冰箱拿出来的切片,要立刻放到室温平衡1分钟(别太久,不然细胞脱水),然后马上加DHE孵育。
有次我做小鼠肝组织切片,拿出来磨蹭了10分钟才染,结果荧光比刚拿出来的弱了三分之一——细胞的“呼吸”停一分钟,ROS就少一点,DHE的信号也跟着弱。
DHE本身有点怕光,氧化后的乙啶更敏感,见光会分解,荧光一下就没了。所以:
- 配DHE母液时用棕色管(或铝箔包着),稀释好的工作液也要装在避光的EP管里;
- 孵育时把样本放在暗盒里(比如用黑布裹住培养皿),别让台灯、荧光灯照到;
- 染完冲洗用的PBS也要提前遮光,不然冲的时候光就把荧光“冲跑了”。
我之前没注意这点,孵育时开着显微镜灯,结果染出来的片子荧光淡得像没染——后来把灯关了用暗盒,荧光立马亮起来。
很多人问:“我用石蜡切片不行吗?固定后不是更好保存?”其实不是不行,是石蜡切片会让DHE的检测结果“失真”,具体看这几个关键:
活细胞的膜电位稳定(能控制物质进出)、酶系统正常(ROS的生成和清除保持平衡),DHE进去后能“精准定位”到ROS多的地方(比如线粒体附近)。而固定后的细胞,膜电位没了,酶也失活了,ROS要么扩散得到处都是,要么被固定剂破坏,DHE氧化后的荧光位置根本不对——就像你想拍一朵花,却把花摘下来泡在水里,拍出来的样子肯定不是它在枝头上的样子。
固定剂的原理是让蛋白质变性、交联,把细胞“定”在某个状态。可DHE要发挥作用,得靠活细胞里的还原性环境(比如谷胱甘肽之类的物质能调节ROS浓度)。固定后,这些还原性物质要么被破坏,要么流失,ROS的浓度变了,DHE氧化后的荧光强度也跟着乱变——比如原本ROS高的细胞,固定后可能荧光反而低,因为还原性物质没了,ROS被“中和”了。
石蜡切片需要脱水、透明、浸蜡,这几个步骤会把细胞里的水分抽干,把脂质溶解掉,细胞结构皱缩得厉害,连细胞核都变形了。而新鲜冰冻切片是用OCT包埋后直接冻在-80℃,切片时不用脱水,细胞形态和活组织几乎一样,ROS的分布位置也能保留下来。
我做过对比:同一块小鼠脑组织的石蜡切片和新鲜冰冻切片,用DHE染完,冰冻切片的海马区荧光明显比石蜡切片亮,而且能看清神经元周围的ROS分布——石蜡切片里的细胞都缩成一团,荧光全糊在一起,根本分不出哪块是神经元的。
| 错误做法 | 问题根源 | 正确做法 |
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| 用多聚甲醛固定细胞后染DHE | 固定破坏膜完整性,DHE无法精准氧化 | 直接用活细胞,处理后立即染 |
| 石蜡切片做DHE染色 | 脱水浸蜡破坏细胞结构,ROS分布丢失 | 用新鲜冰冻切片(-80℃保存不超过1个月) |
| 染完后长时间暴露在光下 | 荧光染料分解,信号减弱甚至消失 | 全程避光(配液、孵育、冲洗都用暗盒/遮光) |
| 样本处理超过1小时才染 | 细胞代谢减慢,ROS减少 | 活细胞30分钟内、冰冻切片10分钟内完成染液孵育 |
问:活细胞染DHE时要不要加血清?
答:要加!血清里有生长因子和营养,能维持细胞活性。但血清里的蛋白质可能会吸附DHE,所以染液里的血清浓度别太高(建议≤2%),不然荧光会弱。我一般用无血清培养基稀释DHE,这样既保活细胞,又不影响染料结合。
问:新鲜冰冻切片能保存多久?
答:最好1个月内用完,-80℃密封保存(别反复冻融)。我试过存了2个月的切片,染出来荧光强度降了40%,因为冰晶慢慢破坏了细胞结构,ROS也流失了。
问:悬浮细胞怎么保证活性?
答:收集后立刻用预温的培养基重悬,离心速度别太高(1000转就行,太快会压碎细胞),染的时候放在37℃摇床(低速),模拟体内的温度环境,这样细胞活性能保持更久。
做DHE染色就像“跟活细胞谈恋爱”——你得顺着它的性子来,给它最鲜活的样本、最快的操作、最暗的环境,它才会把ROS的真实情况告诉你。要是硬用固定后的样本“逼”它说话,得到的肯定是假话。我做了这么多年实验,最大的体会就是:染色的本质是“还原样本本来的样子”,你对样本越温柔,结果越诚实。下次再做DHE,不妨慢一点、细一点,说不定就能看到以前没发现的ROS分布规律。
【分析完毕】