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CFSE 稀释增殖检测是评估 T 细胞克隆扩增能力的经典方法:染料随每次细胞分裂均等减半,在流式图上形成阶梯状分裂峰,可定量还原每代入孔细胞的增殖历史。本方案以小鼠脾脏 T 细胞为例,整合 EasyIso™ 无柱阴选分选与 ActBeads™ 激活体系,覆盖从样本制备到分裂峰读出的一站式操作流程。

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实验原理:为什么 CFSE 能“数出”细胞分裂了几次

CFSE(CFDA-SE)本身无荧光、可自由穿越细胞膜;进入细胞后被胞内酯酶水解脱去乙酰基,转变为带荧光的 CFSE,并与胞内蛋白上的自由胺基(赖氨酸残基等)发生不可逆共价结合。因此标记完成后荧光被“锁”在细胞内,不会被培养基洗脱或细胞间交换。

关键在于均分机制:细胞每分裂一次,胞内荧光染料被两个子代细胞均等分配,每个子代细胞的荧光强度即减半。在流式分析时,FITC 通道(488 nm 激发)上可观察到间隔一致的二倍递减峰——0 代(未分裂)、1 代、2 代……由此可定量计算分裂指数(增殖细胞的平均分裂次数)与前体频率(发生增殖的起始细胞比例),比单纯计数更能反映 T 细胞的克隆扩增能力。

  • CFSE 检测的是“增殖历史”,与 ³H-TdR 掺入或 EDU 标记的“DNA 合成瞬时快照”互补
  • 若实验需同时使用 FITC 通道抗体,可改用紫激光的 eFluoro™ 450 等替代染料
  • 标记浓度过高(>5 μM)可能影响细胞活力与功能,建议按本方案 5 μM 起始优化
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实验流程总览

整体流程:脾脏制备 → CFSE 标记 → 分选 → 激活培养 → 流式检测(48–72 h)。

  • A 样本制备:脾脏研磨、过滤、洗涤(70 μm 滤网,400 × g × 5 min)
  • B 荧光标记:CFSE 2× 加入法(终浓度 5 μM,37 °C 避光 10 min)
  • C 分选与激活:无柱阴选 + 磁珠/IL-2 激活(1 × 10⁵/孔,24–72 h)
  • D 流式检测:抗体/死活染料复染、读分裂峰(FITC 通道,48–72 h)
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Phase A:脾脏单细胞悬液制备

  • 1. 处死小鼠(颈椎脱臼或 CO₂),75% 酒精消毒后取出脾脏,PBS 洗 2 遍,置于 70 μm 无菌细胞滤网上
  • 2. 滤网放入 50 mL 离心管,加 2 mL PBS,用注射器活塞轻轻研磨脾脏,用 EasyIso™ 缓冲液反复冲洗细胞至离心管
  • 3. 400 × g 离心 5 min,弃上清
  • 4.(可选)红细胞裂解:2 mL 1× ACK 缓冲液,室温 1 min
  • 5.(可选)加 5 倍体积 PBS 中和,400 × g 离心 5 min,弃上清
  • Note:采用英诺思 EasyIso™ 系列阴选分离试剂盒,可省略裂红步骤
  • 6. 细胞计数
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Phase B:CFSE 标记

  • 7. PBS 重悬细胞,调整浓度至 2 × 10⁷/mL
  • 8. 用 1× PBS 将 CFSE 稀释至 10 μM(2× 浓度)——提前稀释染料可使标记更均匀
  • 9. 将等体积 10 μM CFSE 加入细胞悬液(终浓度 5 μM),迅速混匀,37 °C 培养箱避光孵育 10 min
  • 10. 加入 5 倍体积完全培养基(含 10% FBS),轻柔涡旋混匀,4 °C 孵育 5 min 终止反应,400 × g 离心 5 min,弃上清
  • 11. 用 EasyIso™ 细胞分选缓冲液洗涤 2 次(重复步骤 10 的离心条件)
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Phase C–D:分选、激活与检测读出

分选推荐 EasyIso™ 无柱阴选:目标 T 细胞不接触磁珠,增殖功能与表面状态完整保留。激活体系以 ActBeads™ CD3/CD28 磁珠 + IL-2 重建生理性 priming 信号。

  • 12. 按分选试剂盒说明书对细胞进行分选(推荐 EasyIso™ 无柱阴选)
  • 13. T 细胞培养基重悬,调整浓度 1 × 10⁶/mL,每孔 100 μL(1 × 10⁵/孔)
  • 14. 每孔补充 100 μL T 细胞激活培养基(终浓度 100 U/mL human IL-2 + 25 μL/mL ActBeads™ T 细胞激活磁珠)
  • 15. 激活后 24 h:镜下观察细胞变大/变长(激活成功的形态学标志);可用 CD25、CD69、CD71 等标志物流式验证活化状态
  • 16. 激活后 48–72 h:轻轻吹匀,取 50 μL 细胞,用流式抗体与死活染料复染后上机,分析 CFSE 分裂峰的偏移与占比
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结果分析要点

  • 通道选择:CFSE 主检通道为 FITC(488 nm 激发 / 525±20 nm 发射);复染抗体避开 FITC 通道
  • 设门策略:先以 FSC/SSC 圈定活细胞 → 死活染料排除死细胞 → 再看 CFSE 荧光分布;初始代(0 代)峰应锐利、CV 小
  • 定量指标:分裂指数 Division Index = Σ(n·分裂代数)/Σ(发生分裂的细胞数);前体频率 Precursor Frequency = 发生 ≥1 次分裂的起始细胞占比
  • 对照设置:未标记管(自发荧光)、仅标记未激活管(0 代基准)、单染管(补偿调节)
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注意事项

  • 全程避光操作(标记后尤其重要),防淬灭
  • 标记后的洗涤务必充分:游离 CFSE 残留会导致非特异性背景与“假分裂峰”拖尾
  • 终浓度、细胞密度与混匀速度是标记重复性的三大变量——CFSE 加入后应迅速混匀,避免局部浓度过高
  • 若分选后再标记,注意阴选磁珠残留不影响标记;若先标记后分选(本方案顺序),分选过程避光即可

实验要点

  • 脾脏研磨用 EasyIso™ 缓冲液冲洗,配合 EasyIso™ 阴选试剂盒可免裂红,减少操作步骤与细胞损失(注:部分厂家以 PBS 配置的分选 buffer 会影响细胞存活,选用前可联系厂家技术确认)
  • CFSE 采用 2× 加入法(10 μM 染料 + 等体积细胞悬液 → 终浓度 5 μM),标记更均匀
  • 完全培养基(10% FBS)+ 4 °C 终止反应,是保证标记不过度的关键
  • 无柱阴选让目标 T 细胞不接触磁珠,增殖功能不受影响
  • ActBeads™ CD3/CD28 磁珠 + IL-2 模拟生理性 priming 三信号(TCR + 共刺激 + 细胞因子)
  • 24 h 看激活(形态 + CD25/CD69/CD71),48–72 h 看增殖(分裂峰)

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常见问题

CFSE 标记后分裂峰拖尾、分不开是什么原因?

常见原因有三——标记时未迅速混匀导致局部染料浓度过高;标记后洗涤不充分,游离 CFSE 残留;细胞状态差(活力低)。建议严格按 2× 加入法操作,并保证 2 次以上充分洗涤。

为什么用阴选试剂盒可以不裂红?

EasyIso™ 阴选通过去除非目标细胞富集 T 细胞,红细胞在分选过程中随阴性流出组分被弃去,因此可省略单独的 ACK 裂红步骤,减少一步细胞损失。

检测时间点怎么选?24 h 还是 72 h?

24 h 适合评估激活(CD25/CD69/CD71 上调与形态变化),此时增殖尚未启动;48–72 h 分裂峰逐渐展开,是读增殖的最佳窗口。若分裂峰已“跑丢”(多为高代次),可提前至 48 h 检测。

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