在小鼠髓系细胞研究的抗体清单里,Gr-1、Ly6G 和 Ly6C 几乎从不缺席。它们是流式配色表上的常客,也是论文方法学部分出现频率最高的几个名字之一。
但翻开文献就会发现一个有意思的现象:同一群细胞,有人写 Gr-1⁺,有人写 Ly6G⁺,还有人写 Ly6C⁺。很多人默认这三个名字指的是同一件事——但它们指向的,并不完全是同一批细胞。
更麻烦的是,这种混用不只停留在文字层面。它会直接影响流式设门策略与抗体选型,甚至能让一个「中性粒细胞清除实验」的结论悄悄跑偏。本文从命名、结构、表达谱、抗体克隆与物种差异五个层面,把这三者的关系一次讲清。
一、Gr-1:一个被抗体「命名」出来的抗原
先说结论:Gr-1 不是一个分子。
Gr-1 的全称是 granulocyte receptor-1(粒细胞受体 1),也叫髓系分化抗原 Gr-1。这个名字最早来自一株大鼠单克隆抗体——RB6-8C5。当年研究者用它标记粒细胞,就把被它识别的那个抗原命名为 Gr-1。
后来真相浮出水面:RB6-8C5 识别的表位,同时存在于 Ly6G 和 Ly6C 两种蛋白上。也就是说,Gr-1 本质上是这两个分子的「合称」。
| 名称 | 性质 | 对应分子 | 常见抗体克隆 |
|---|---|---|---|
| Gr-1 | 抗原名(由抗体所定义) | Ly6G 与 Ly6C 的交叉反应表位 | RB6-8C5 |
| Ly6G | 基因产物(由 Ly6g 编码) | 21~25 kDa GPI 锚定糖蛋白 | 1A8(Ly6G 特异性) |
| Ly6C | 基因产物(由 Ly6c1、Ly6c2 编码) | 14~17 kDa GPI 锚定糖蛋白 | HK1.4 |
二、Ly6G 与 Ly6C:同族兄弟,身世不同
Ly6G 和 Ly6C 同属 Ly6/uPAR 超家族。家族成员共享约 100 个氨基酸的 LU 结构域,三级结构是经典的「三指折叠」,和蛇毒 α-神经毒素、补体调节蛋白 CD59、uPAR 是「远房亲戚」。
两者还有一个共同点,而且这个共同点对实验影响很大——它们都是 GPI(糖基磷脂酰肌醇)锚定蛋白:靠一个 C 端的 GPI 锚「插」在细胞膜外层,没有跨膜段,也没有胞内段。
说到基因层面,还有两个细节值得记住。
第一,小鼠的 Ly6 基因座位于 15 号染色体,跨度约 630 kb,包含至少 18 个基因。大家熟悉的干细胞标志物 Sca-1,其实就是这个家族的 Ly6A/E——也就是说,Sca-1 和 Ly6G、Ly6C 是「同族不同成员」的关系。
第二,Ly6C 蛋白由 Ly6c1 和 Ly6c2 两个高度同源的基因编码。已有研究显示,除髓质胸腺上皮细胞和 CD4 单阳 T 细胞外,多数免疫细胞以 Ly6C2 表达为主。所以「Ly6C」在其编码来源上,本身就不是单一基因产物。
三、表达谱:一个守在中性粒细胞,一个走遍大半个免疫系统
一句话概括:Ly6G 的「社交圈」很窄,Ly6C 的「朋友圈」很广。
Ly6G:中性粒细胞的身份证
- 成熟中性粒细胞:表达水平最高,标志性最强
- 骨髓粒系:表达强度与粒细胞分化成熟程度正相关,可用于判断分化阶段
- PMN-MDSC:多形核型髓系来源抑制细胞亚群
- 嗜酸性粒细胞:近年研究显示,小鼠嗜酸性粒细胞在 IL-5 诱导下会上调 Ly6G/Gr-1
Ly6C:免疫系统里的「多面手」
- Ly6C 高表达(Ly6Chi)单核细胞:即经典/炎症型单核细胞,CCR2 依赖,是炎症性巨噬细胞的前体
- Ly6C 低表达(Ly6Clo)单核细胞:即非经典/巡逻型单核细胞,发育依赖转录因子 Nr4a1
- 浆细胞样树突状细胞(pDC):常用标志组合组分之一
- 活化/记忆性 CD8⁺ T 细胞:IFN-α/β 与 poly(I:C) 可上调其表达
- 其他:部分 NK 细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、内皮细胞、浆细胞与胸腺细胞
| 细胞类型 | Ly6G | Ly6C |
|---|---|---|
| 中性粒细胞 | +++ | + |
| 嗜酸性粒细胞 | +(IL-5 诱导,品系相关) | +(品系相关) |
| Ly6Chi 单核细胞 | − | +++ |
| Ly6Clo 单核细胞 | − | +/− |
| 巨噬细胞亚群 | 部分 + | 部分 + |
| 浆细胞样树突状细胞(pDC) | − | ++ |
| 记忆性 CD8⁺ T 细胞 | − | +(活化/干扰素诱导) |
| NK 细胞亚群 | − | + |
| 内皮细胞 | − | + |
注:+ 数量表示相对表达强度,仅供横向比较;实际水平受品系、组织来源与活化状态影响,应以自身体系的验证结果为准。
四、抗体克隆:同样「抗 Gr-1」,看到的可能不是同一群细胞
这一节是整篇文章的「分水岭」。三个名字之所以容易被混用,根子就在抗体上。
RB6-8C5:用得最久,也最「不专一」
识别 Ly6G 与 Ly6C 的交叉反应表位,可同时结合中性粒细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞,以及部分树突状细胞和淋巴细胞亚群。它是最早、最广泛用于「中性粒细胞清除」的抗体,但特异性有限。
1A8:只认 Ly6G
仅识别 Ly6G,不识别 Ly6C,是目前区分中性粒细胞的首选克隆。流式图上看得很清楚:1A8 阳性群正好对应 RB6-8C5 的强阳性群(Ly6G 阳性的粒细胞);而 RB6-8C5 弱阳性、1A8 阴性的那一群,主要是 Ly6C 阳性的单核细胞和淋巴细胞。
HK1.4:认 Ly6C,还能和 RB6-8C5 同框
识别 Ly6C,且不阻断 RB6-8C5 的结合,因此适合多色方案组合。相对地,1A8 与 RB6-8C5 之间存在结合干扰,两者不宜随意放在同一管里。
| 抗体克隆 | 识别对象 | 多色方案兼容性 |
|---|---|---|
| RB6-8C5 | Ly6G + Ly6C(交叉反应) | 与 HK1.4 可共用;与 1A8 存在干扰 |
| 1A8 | 仅 Ly6G | 与 RB6-8C5 存在干扰 |
| HK1.4 | 仅 Ly6C | 不阻断 RB6-8C5 结合 |
NIMP-R14、AL-21 等克隆在小鼠髓系研究中也有使用,具体特异性以各厂家数据表标注为准,建议在自身体系中先行验证。
五、三个最容易踩的实验「坑」
坑一:用「Gr-1⁺ 细胞」代指中性粒细胞
用 RB6-8C5 圈出来的 Gr-1⁺ 群体,是一个不折不扣的异质群体:里面有 Ly6G⁺ 粒细胞,也有 Ly6Chi 单核细胞、pDC、部分嗜酸性粒细胞和淋巴细胞亚群。
坑二:用 RB6-8C5 做体内清除,然后据此下结论
这是最容易出问题、也最容易被审稿人追问的一环。经典对照实验(Daley 等,J Leukoc Biol,2008)给出了非常直观的数据:RB6-8C5 体内给药,会同时降低血中性粒细胞和 Gr-1⁺ 单核细胞;而 1A8 只降低中性粒细胞。
坑三:忽略 Ly6C 表达的动态性与来源多样性
- 单核细胞进入组织后可发生 Ly6Chi → Ly6Clo 的表型转变,仅凭 Ly6C 强度判断「是不是同一群细胞」存在风险
- Ly6C 也表达于 pDC、记忆性 CD8⁺ T 细胞与内皮细胞,多组织样本分析时需设置排除通道
- MDSC 与常规单核细胞、中性粒细胞在表型上高度重叠,小鼠 M-MDSC 与炎症性单核细胞难以仅凭表面标志区分,功能抑制实验仍是不可或缺的判据
六、MDSC 的历史包袱,与人鼠之间的物种鸿沟
Gr-1 留下的「历史包袱」
小鼠 MDSC 最初的定义就是 CD11b⁺Gr-1⁺。这个沿用多年的表述,正是今天 Gr-1 混淆问题的源头之一。后续研究依据 Ly6G 与 Ly6C 的表达差异,把它拆成了两个主要亚群:
| 亚群 | 表型 | 形态与对应细胞 |
|---|---|---|
| PMN-MDSC(多形核型) | CD11b⁺Ly6G⁺Ly6Clo | 与中性粒细胞相似 |
| M-MDSC(单核型) | CD11b⁺Ly6G⁻Ly6Chi | 与单核细胞相似 |
人身上为什么找不到 Ly6G 和 Ly6C?
这是很多做人源研究的老师会遇到的疑问:人的中性粒细胞,为什么染不出 Ly6G?答案是:人基因组里根本没有 Ly6g、Ly6c1、Ly6c2 的直系同源基因。小鼠 15 号染色体上的 Ly6 亚簇(包括 Ly6a、Ly6c1、Ly6c2、Ly6g、Ly6f 等)被认为是两个物种分化之后、经基因复制产生的,在人基因组中没有对应基因。
七、抗体选择、设门建议与分选方案
一张可直接用的设门表
| 目标细胞 | 推荐标志组合 | 备注 |
|---|---|---|
| 中性粒细胞 | CD45⁺ CD11b⁺ Ly6G⁺(1A8) | 不宜仅用 RB6-8C5 单独定义 |
| 单核细胞亚群 | CD11b⁺ CD115⁺ Ly6Chi / Ly6Clo(HK1.4) | Ly6Chi 为炎症型,Ly6Clo 为巡逻型 |
| PMN-MDSC / M-MDSC | CD11b⁺Ly6G⁺Ly6Clo / CD11b⁺Ly6G⁻Ly6Chi | 需设置完整的排除通道 |
| 嗜酸性粒细胞排除 | Siglec-F、CCR3 | 与 Ly6G/Ly6C 存在交叉表达 |
| 排除通道(dump channel) | CD3、CD19/B220、NK1.1、NKp46、CD11c、Siglec-F、CCR3 | 减少谱系混杂,提升亚群定义可靠性 |
染色与实验设计的五个要点
- Ly6G、Ly6C 均为 GPI 锚定的表面抗原,适合活细胞表面染色,不涉及胞内段
- 明确报告抗体克隆与小鼠品系背景——Ly6C 在 T 细胞上的表达受单倍型影响,C57BL/6 与 BALB/c 数据不可直接比较
- 多色方案注意克隆间干扰:HK1.4 可与 RB6-8C5 共用,1A8 与 RB6-8C5 之间存在干扰
- 体内清除实验先明确目标细胞:清除中性粒细胞选 1A8;若用 RB6-8C5,结论应表述为「清除 Gr-1⁺ 细胞」
- 肝脏、肺脏等组织中的清除效率与非靶细胞混杂需单独验证,不宜直接沿用血液或脾脏的结论
分选与检测:没有最优方案,只有适配场景
在需要获得高纯度中性粒细胞、单核细胞或其亚群用于下游功能实验时,除流式分选(FACS)外,磁珠分选是常见的富集手段。不同方案适用于不同的应用场景:
- 流式分选(FACS):可依据多参数设门定义目标群体,适用于需以多重表面标志组合严格定义亚群的研究
- 阴性分选(阴选):通过去除非目标细胞获得目的细胞,不标记目的细胞表面分子,适用于对目的细胞表面标志完整性有特定要求的下游应用(例如后续仍需对 Ly6G、Ly6C 本身做定量染色)
- 阳性分选(阳选):以目的细胞表面特异性标志直接捕获,流程简洁、纯度与得率稳定,适用于以目的细胞为直接研究对象的功能实验
- 有柱分选与无柱分选:两类磁珠分选方式分别适配不同的通量规模与设备条件
英诺思生物同时提供阴选与阳选、有柱与无柱分选的完整产品路线,各路线均不影响细胞后续功能,可根据下游应用场景选择相应方案。选择分选方案时,建议综合考量三项指标:分选纯度、细胞活性、与下游检测方案的兼容性。
结语
回到最初的问题:Gr-1、Ly6G 和 Ly6C 有什么区别?一句话总结——Gr-1 是抗体的名字,Ly6G 和 Ly6C 是分子的名字。前者的识别范围覆盖后两者,这正是所有混淆的起点。
对实验而言,真正重要的不是记住三个名词的定义,而是养成一个习惯:在方法学部分写清楚用的是哪一株抗体、圈的是哪一群细胞。用 RB6-8C5 就诚实地写「清除 Gr-1⁺ 细胞」,用 1A8 就明确地写「清除中性粒细胞」。这一个动作,往往就能避免审稿人一轮方法学追问。
从 Sca-1(Ly6A/E)到 Ly6G、Ly6C,这个家族在小鼠免疫学里已经「住」了几十年。它们的表达谱有重叠、有动态、还有品系差异——这也提醒我们,没有任何一个标志物是孤立可靠的,可靠的永远是标志物的组合与清晰的实验定义。
主要参考资料
- Daley JM, et al. Use of Ly6G-specific monoclonal antibody to deplete neutrophils in mice. J Leukoc Biol. 2008;83(1):64-70. DOI: 10.1189/jlb.0407247
- Loughner CL, et al. Organization, evolution and functions of the human and mouse Ly6/uPAR family genes. Hum Genomics. 2016;10:10. DOI: 10.1186/s40246-016-0074-2
- Ma C, et al. Anti-Gr-1 antibody depletion fails to eliminate hepatic myeloid-derived suppressor cells in tumor-bearing mice. J Leukoc Biol. 2012;92(6):1199-1206.
- Morimoto J, et al. No major impact of two homologous proteins Ly6C1 and Ly6C2 on immune homeostasis. Immunohorizons. 2022;6(3):202.
- 抗体特异性与表达谱信息引自各流式抗体厂家公开技术数据表。
文献卷期页码以各数据库检索结果为准;引用文献数据时请标注原始出处与实验条件。
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