新手福利——流式細(xì)胞儀數(shù)據(jù)采集與分析
一、數(shù)據(jù)采集及顯示
將前向散射光檢測(cè)器、側(cè)向散射光檢測(cè)器及熒光檢測(cè)器收集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓脈沖后,再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能夠儲(chǔ)存處理的數(shù)字信號(hào)。流式細(xì)胞儀的數(shù)據(jù)以FSC標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ),該標(biāo)準(zhǔn)由“分析細(xì)胞學(xué)協(xié)會(huì)”制定。根據(jù)FSC標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式應(yīng)包括三個(gè)文件:樣本獲取文件,數(shù)據(jù)設(shè)置文件和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)完畢后,細(xì)胞亞群可以幾種不同格式顯示。單參數(shù)如FSC或FITC(FL1)可使用直方圖,橫軸表示熒光通道,縱軸表示在該通道內(nèi)收集到的細(xì)胞數(shù)量(如圖1)。處在同一通道的每一細(xì)胞符合該通道的信號(hào)值,而且具有相同的信號(hào)密度。通道右側(cè)信號(hào)的熒光強(qiáng)度明顯高于左側(cè),越靠右側(cè)熒光亮度越強(qiáng)。雙參數(shù)可在二維散點(diǎn)圖中同時(shí)顯示,X軸顯示通道1(FL1),Y軸顯示通道2(FL2)。三維圖通過X,Y,Z三個(gè)軸分別顯示每個(gè)通道的細(xì)胞量(如圖1)。
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二、設(shè)門
通過設(shè)門的方法可以定義細(xì)胞亞群的區(qū)域(如圖2)。如,血樣本是混合細(xì)胞群,如果想單獨(dú)分析淋巴球細(xì)胞,可根據(jù)FSC或細(xì)胞大小,在FSC,SSC的散點(diǎn)圖中設(shè)門,其數(shù)據(jù)結(jié)果只反映淋巴細(xì)胞亞群的熒光特性。
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圖2 全血樣本中淋巴細(xì)胞亞群的數(shù)據(jù)分析圖
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三、細(xì)胞亞群的數(shù)據(jù)分析
門內(nèi)細(xì)胞亞群的數(shù)據(jù)結(jié)果可在隨后的圖中顯示。我們可以通過單參數(shù)直方圖,二維點(diǎn)圖和三維圖來分析結(jié)果。單參數(shù)直方圖可定位邊界,二維點(diǎn)圖可設(shè)置象限標(biāo)志。如果需要,還可以建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表以輸出結(jié)果。
直方圖可直觀的顯示單個(gè)參數(shù)的細(xì)胞數(shù)量。陰性對(duì)照用于決定直方圖中單參數(shù)的左右邊界(如圖3)。
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圖3?陰性對(duì)照峰M1(NORM001)和CD3 FITC陽性峰(NORM002)
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圖4的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,整個(gè)事件共記錄了6000個(gè)細(xì)胞,門內(nèi)淋巴細(xì)胞2891個(gè)。其中M1(陰性)細(xì)胞為619個(gè),M2(CD3陽性)細(xì)胞為2272個(gè)。淋巴細(xì)胞亞群CD3陽性百分含量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為,M2:Gated = 2272/2891 = 78.59%
二維散點(diǎn)圖以雙參數(shù)顯示結(jié)果,每個(gè)點(diǎn)表示一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞。圖5左圖為陰性對(duì)照?qǐng)D,用于設(shè)定陰性對(duì)照邊界,將全圖劃分為四個(gè)象限,以區(qū)分陰性細(xì)胞、單陽性細(xì)胞及雙陽性細(xì)胞。左下象限(Lower left,LL)為雙陰性細(xì)胞,左上象限(Upper left,UL)為Y軸陽性細(xì)胞(CD19 PE),右下象限(Lower right,LR)為X軸陽性細(xì)胞(CD3 FITC),右上象限(Upper right,UR)為雙陽性細(xì)胞(CD19+/CD3+)。
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圖5?陰性對(duì)照組(NORM001)和CD3 FITC/CD19 PE雙染樣本(NORM002)?

圖6?二維散點(diǎn)圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果
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如圖6所示,淋巴細(xì)胞亞群雙陽性細(xì)胞(CD19+/CD3+)的百分含量為:296/2839 = 10.43%
除了劃定象限,分析細(xì)胞亞群散點(diǎn)圖的另一個(gè)方法是劃定區(qū)域,也就是設(shè)門,即在門中在設(shè)門。我們可以用不同形狀的繪圖工具定義所選區(qū)域(如圖7);然后統(tǒng)計(jì)該區(qū)域內(nèi)指定細(xì)胞亞群的百分含量。在圖8中,R4門內(nèi)為CD4+,CD3-的淋巴細(xì)胞亞群,其結(jié)果為:40/2866 = 1.40%
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圖7?CD3 FITC/CD4 PE雙染樣本分析圖
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圖8?CD3 FITC/CD4 PE雙染樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果
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這種門內(nèi)設(shè)門的方法在分析不同的供體細(xì)胞時(shí)存在一個(gè)缺陷,因?yàn)槿绻孪榷x好細(xì)胞亞群的區(qū)域或邊界,在隨后的文件中,下一個(gè)樣本的細(xì)胞亞群位置會(huì)發(fā)生變化,這就需要操作者重新調(diào)整區(qū)域或邊界位置。為避免這種情況的發(fā)生,可以采用一種稱為集群分析(cluster analysis)的新方法。該方法的特點(diǎn)是會(huì)隨著整個(gè)細(xì)胞亞群的移動(dòng)而移動(dòng),自動(dòng)變換區(qū)域或邊界到相應(yīng)的細(xì)胞亞群位置(如圖9)。
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圖9?使用Attractors分析軟件時(shí)二維點(diǎn)圖的前后變化比較
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四、流式細(xì)胞儀的其他數(shù)據(jù)分析
上面提到的這些分析方法通常適用于計(jì)算離散細(xì)胞群的百分含量,對(duì)于分析單克隆細(xì)胞株分子是否呈陽性并不適用。因?yàn)閱慰寺〖?xì)胞株是單個(gè)細(xì)胞群,在大多數(shù)情況下,既不是100%陰性,也不是100%陽性,所以我們通過幾何均值法和中位法統(tǒng)計(jì)細(xì)胞熒光密度和陽性率。如果樣本的統(tǒng)計(jì)結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陰性對(duì)照組,那么我們認(rèn)為其結(jié)果是陽性的,兩者間的差異越大,說明細(xì)胞的表達(dá)越高,陽性率越高。如圖10所示,左圖為單細(xì)胞群的散射光信號(hào),右圖為陰性對(duì)照組和兩種不同抗體染色樣本的峰疊加圖。每個(gè)峰的幾何均值分別為2,5和20(從左至右)。
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圖10?單細(xì)胞株分析圖
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除檢測(cè)陽性率,幾何均值法和中位法還用于分子(接合子)定量分析。QuantiCALCTM軟件就是使用中值法計(jì)算每個(gè)細(xì)胞的抗體結(jié)合位點(diǎn)數(shù)。如圖11所示,Y軸上的圓圈代表從標(biāo)準(zhǔn)曲線獲取的信息,用于計(jì)算每個(gè)細(xì)胞的接合點(diǎn)位數(shù)。
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圖11?QuantiCALC分析每個(gè)細(xì)胞的抗體結(jié)合位點(diǎn)數(shù)
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此外,可以使用ModFit LTTM軟件進(jìn)行DNA定量分析。因?yàn)镈NA峰(G0/G1期,S期和G2,M期)不是離散的,所以一般對(duì)曲線以下的面積進(jìn)行積分,以得到每個(gè)細(xì)胞亞群的百分含量結(jié)果(如圖12)。
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圖12?細(xì)胞周期的DNA直方圖