種類 免疫蛍光法による主な抗核抗体 パターン。[ 13 ]
蛍光の準備 免疫蛍光染色を行うには、蛍光色素を 抗体に結合(「標識」)させる必要があります。染色手順は、細胞内に保持された発現抗体、または生細胞上の細胞表面抗原の両方に適用できます。免疫蛍光法には、一次(直接)法と二次(間接)法の2つの一般的なクラスがあります。[ 1 ] [ 2 ] 以下の説明では、主に結合抗体の観点からこれらのクラスに焦点を当てます。[ 12 ]
一次(直接)一次免疫蛍光法 の基本概念:蛍光色素が結合した抗体が、標的分子上のエピトープに特異的に結合する。一次(直接)免疫蛍光法(DIF)では、蛍光色素 が結合した単一の抗体を使用します。抗体は標的分子(抗原)を認識し、エピトープ と呼ばれる特定の領域に結合します。結合した蛍光色素は蛍光顕微鏡で検出でき、蛍光色素の種類に応じて、励起されると特定の波長の光を発します。[ 1 ] [ 14 ]
蛍光色素を抗体に直接結合させることで、サンプル調製手順のステップ数を減らし、時間を節約し、分析中の非特異的なバックグラウンド信号を低減できます。[ 12 ] また、抗体の交差反応の可能性や、プロセス全体を通して起こりうるミスも制限されます。DIF の欠点の 1 つは、抗原に結合できる抗体の数が限られていることです。この制限により、この技術の感度が低下する可能性があります。ターゲット タンパク質が少量しか存在しない場合は、二次 IF の方が良いアプローチです。二次 IF は、二次 (間接) 免疫蛍光法と比較すると、DIF よりも感度が高いと考えられています。[ 2 ] [ 12 ] [ 1 ]
二次免疫蛍光法 の基本概念:蛍光色素が結合した二次抗体が、標的分子上のエピトープに特異的に結合する一次抗体に結合する。
二次的(間接的)二次(間接)免疫蛍光法(SIF)は直接免疫蛍光法と似ていますが、この手法では2種類の抗体を使用し、そのうち1種類だけが蛍光色素と結合しています。蛍光色素と結合した抗体は二次抗体と呼ばれ、結合していない抗体は一次抗体と呼ばれます。[ 1 ]
この技術の原理は、一次抗体が標的分子上のエピトープに特異的に結合し、一方、蛍光色素が結合した二次抗体が一次抗体を認識して結合するというものである。[ 1 ]
この手法は、複数の二次抗体が同じ一次抗体に結合できるため、一次免疫蛍光法よりも感度が高いと考えられています。抗原あたりの蛍光色素分子の数が増えると、放出される光の量が増え、信号が増幅されます。[ 1 ] 蛍光色素と抗原の比率を高めるためのさまざまな方法があり、例えばアビジン-ビオチン複合体(ABC法)や標識ストレプトアビジン-ビオチン(LSAB法)などがあります。[ 15 ] [ 16 ]
制限事項 ABC法 の基本概念:一次抗体は抗原に結合した後、ビオチン化二次抗体に結合します。その後、アビジン-ビオチン酵素複合体(ABC)が二次抗体に結合します。免疫蛍光法は、細胞内の構造を研究する場合、固定された(つまり死んだ)細胞に限定されます。抗体は一般的に大きなタンパク質であるため、生細胞の無傷の細胞膜や細胞内膜を透過しないからです。これらの構造を可視化するには、抗原物質を細胞内の自然な局在にしっかりと固定する必要があります。[ 17 ] 蛍光と組み合わせて生細胞内の構造を研究するには、緑色蛍光タンパク質 (GFP)などの蛍光タンパク質ドメインを含む組換えタンパク質 を利用できます。GFP技術は、細胞の遺伝情報を改変することを含みます。[ 18 ] [ 19 ]
免疫蛍光法の重大な問題の一つは光退色 [ 12 ] 、すなわち蛍光色素が発光能力を永久に失うことです[ 1 ] 。光退色のリスクを軽減するために、さまざまな戦略を用いることができます。光照射の強度や照射時間を減少または制限することで、蛍光の吸収-発光サイクルが短縮され、蛍光色素の機能が維持されます。また、蛍光色素の濃度を上げたり、Alexa Fluor 、Seta Fluor、DyLight Fluorなど、光退色に対する耐性を示すより堅牢な蛍光色素を選択することもできます [ 2 ] 。
LSAB法 の基本概念:ストレプトアビジン-酵素複合体を用いて、一次抗体に結合したビオチン化二次抗体を同定する。この方法は、ABC法におけるアビジン-ビオチン複合体が大きくなりすぎる場合に適用可能である。免疫蛍光法を使用する際に発生する可能性のあるその他の問題には、自家蛍光 、スペクトル重複、および非特異的染色が含まれます。[ 1 ] [ 2 ] 自家蛍光には、サンプル組織または細胞自体から放出される自然蛍光が含まれます。スペクトル重複は、蛍光色素の広い発光スペクトルが別の蛍光色素のスペクトルと重なり、偽信号が発生する場合に発生します。非特異的染色は、蛍光色素を含む抗体が、エピトープの類似性が十分であるために意図しないタンパク質に結合する場合に発生します。これにより、偽陽性が発生する可能性があります。[ 2 ] [ 4 ] [ 1 ] マウスの血液脳関門の漏出を評価する方法としてのIgG染色の特異性を研究した2025年の研究では、脳切片を75℃に加熱すると非特異的染色が完全に減少し 、過酸化水素前処理とカタラーゼ阻害剤3-ATの組み合わせで大幅に減少することがわかりました。[ 20 ]
進歩 免疫蛍光法の主な改良点は、蛍光色素と蛍光顕微鏡の開発にある。蛍光色素は、スペクトル特性と細胞透過性を維持しながら、明るさと光安定性を向上させるために構造的に改変することができる。[ 21 ]
抗IgA抗体を用いた直接免疫蛍光 染色用に作製したヒト皮膚の組織切片 の顕微鏡写真。この皮膚はヘノッホ・シェーンライン紫斑 病患者のものである。表層の小さな毛細血管の壁にはIgA沈着が見られる(黄色の矢印)。上部の淡い波状の緑色の部分は表皮 、下部の線維状の部分は真皮 である。 超解像蛍光顕微鏡法は、 回折限界 によって制限される顕微鏡よりも高解像度の画像を生成することができます。これにより、細胞内の構造の詳細を決定することが可能になります。[ 22 ] 蛍光における超解像とは、より具体的には、隣接するスペクトル的に同一の蛍光色素の同時蛍光(スペクトル重なり)を防ぐ顕微鏡の能力を指します。最近開発された超解像蛍光顕微鏡法には、誘導放出抑制(STED )顕微鏡、飽和構造化照明顕微鏡(SSIM)、蛍光光活性化局在顕微鏡(F PALM )、確率的光学再構成顕微鏡(STORM)などがあります。[ 23 ]
参考文献 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Odell ID、Cook D (2013-01-01)。「免疫蛍光法」。Journal of Investigative Dermatology。133 ( 1) : e4。doi : 10.1038 / jid.2012.455。PMID 23299451 。 1 2 3 4 5 6 7 Joshi S、Yu D (2017)、 「免疫蛍光法」 、 臨床研究者のための基礎科学手法 、Elsevier、pp. 135–150 、 doi : 10.1016/b978-0-12-803077-6.00008-4 、 ISBN 978-0-12-803077-6 2024年2月14日 取得↑ Ladner RC (2007-01-01). "抗体のエピトープのマッピング". Biotechnology & Genetic Engineering Reviews . 24 (1): 1– 30. CiteSeerX 10.1.1.536.6172 . doi : 10.1080/02648725.2007.10648092 . PMID 18059626 . S2CID 34595289 . 1 2 Marks KM 、 Nolan GP (2006 年8 月 )。 「 細胞生物学のための化学標識戦略 」 。Nature Methods。3 ( 8 ) : 591–596。doi : 10.1038 / nmeth906。ISSN 1548-7091。PMID 16862131。S2CID 27848267 。 ↑ Owenius R、Österlund M 、 Lindgren M、Svensson M、Olsen OH、Persson E、Freskgård PO、Carlsson U (1999 年 10 月)。 「 受容体-リガンド界面におけるスピンおよび蛍光標識の特性」 。Biophysical Journal。77 ( 4 ): 2237–2250。Bibcode : 1999BpJ .... 77.2237O。doi : 10.1016/S0006-3495 ( 99 ) 77064-5。PMC 1300504。PMID 10512843 。 ↑ Hökfelt T (1999年11月) 「微生物学のおかげで神経生物学が発展した:アルバート・H・クーンズ(1912–1978)の遺産」 Brain Research Bulletin . 50 ( 5–6 ): 371–372 . doi : 10.1016 / S0361-9230(99)00109-4 . PMID 10643440. S2CID 33618171 . ↑ Sheng W、Zhang C、Mohiuddin TM、Al-Rawe M 、Zeppernick F、Falcone FH、Meinhold-Heerlein I、Hussain AF (2023-02-04)。 「 多重免疫蛍光法:がん免疫 療法における強力 な ツール」 。International Journal of Molecular Sciences。24 ( 4 ) : 3086。doi : 10.3390/ ijms24043086。ISSN 1422-0067。PMC 9959383。PMID 36834500 。 ↑ Franke WW、Schmid E、Osborn M、Weber K (1978 年 10 月)。 「免疫蛍光顕微鏡法によって区別 さ れる 異なる中間サイズのフィラメント」 。 米国 科学 アカデミー 紀要 。75 ( 10 ): 5034–5038。Bibcode : 1978PNAS...75.5034F。doi : 10.1073 / pnas.75.10.5034。PMC 336257。PMID 368806 。 ↑ Wang H, Lee EW, Cai X, Ni Z, Zhou L, Mao Q (2008 年 12 月). 「エピトープ挿入と免疫蛍光法によって決定されたヒト乳癌耐性タンパク質 (BCRP/ABCG2) の膜トポロジー」 . Biochemistry . 47 (52): 13778– 13787. doi : 10.1021/bi801644v . PMC 2649121 . PMID 19063604 . ↑ Çelik S (2015 年 1 月) 「免疫蛍光法に基づく測定のための DNA メチル化抗原回収の複雑さの理解とチャレンジへのアプローチ」 . Journal of Immunological Methods . 416 : 1– 16. doi : 10.1016/j.jim.2014.11.011 . PMID 25435341 . ↑ Grimason A、Smith H、Parker J、Bukhari Z、Campbell A、Robertson L (1994 年 3 月)。 「水サンプル中のクリ プトスポリジウム属オーシスト の 識別 を 強化するための DAPI および免疫蛍光法の 適用」 。Water Research。28 (3): 733–736。Bibcode : 1994WatRe..28..733G。doi : 10.1016/0043-1354(94) 90154-6 。 1 2 3 4 5 ピニャ R、サントス-ディアス AI、オルタ-サラザール E、アギラール-バスケス AR、マンテジェロ CA、アコスタ-ガレアナ I、エストラーダ-モンドラゴン A、プリオール-ゴンザレス M、マルティネス-クルス JI、ロサス-アレジャノ A (2022-01-26)。 「免疫染色を改善する 10 のアプローチ: 免疫蛍光の最適化に関する最新の進歩のレビュー」 。 国際分子科学ジャーナル 。 23 (3): 1426. 土井 : 10.3390/ijms23031426 。 ISSN 1422-0067 。 PMC 8836139 。 PMID 35163349 。 ↑ Al-Mughales JA (2022). "全身性エリテマトーデス患者における抗核抗体パターンとその他の診断免疫学的パラメータとの相関" . Front Immunol . 13 850759. doi : 10.3389/fimmu.2022.850759 . PMC 8964090 . PMID 35359932 . Michael Häggström 医学博士による軽微な編集- 表示 4.0 国際 (CC BY 4.0) ライセンス↑ 「免疫組織化学染色法」 (PDF) 。IHC ガイドブック (第6 版)。Dako Denmark A/S、Agilent Technologies社。2013年。 2016年8月3日に オリジナル (PDF)からアーカイブ。 2014年5月14日 取得 。 ↑ Im K、Mareninov S、Diaz MF、Yong WH (2019)、「免疫蛍光染色法入門」、Yong WH (編)、 Biobanking 、第 1897巻、ニューヨーク、NY:Springer New York、pp. 299–311 、 doi : 10.1007/978-1-4939-8935-5_26 、 ISBN 978-1-4939-8933-1 PMC 6918834 、PMID 30539454 ↑ Yarilin D, Xu K, Turkekul M, Fan N, Romin Y, Fijisawa S, Barlas A, Manova-Todorova K (2015-03-31). "免疫蛍光検出による組織の多重in situ分子特性評価のための機械ベース法" . Scientific Reports . 5 (1): 9534. Bibcode : 2015NatSR...5.9534Y . doi : 10.1038/srep09534 . ISSN 2045-2322 . PMC 4821037 . PMID 25826597 . ↑ 「 免疫細胞 化学 /免疫蛍光法(ICC/IF) における固定と透過処理 」 。Novus Biologicals 。2024年2月14日 。 2024年2月14日 取得 。 ↑ Ehrhardt D (2003 年 12 月). 「生細胞イメージングのための GFP 技術」 . Current Opinion in Plant Biology . 6 (6): 622– 628. Bibcode : 2003COPB....6..622E . doi : 10.1016/j.pbi.2003.09.014 . PMID 14611963 . ↑ Chalfie M (1995年 10 月). 「緑色蛍光タンパク質」. Photochemistry and Photobiology . 62 (4): 651–656 . doi : 10.1111/j.1751-1097.1995.tb08712.x . PMID 7480149. S2CID 3944607 . ↑ Yang K、Xu T、Lin C、Yang Z、Lyu H、Yuan F (2025-09-01)。 「免疫グロブリン G 染色における非特異的バックグラウンドは、加熱またはカタラーゼ阻害剤を使用することで効果的に除去できます 。 」 アクタヒストケミカ 。 127 (3) 152269. 土井 : 10.1016/j.acthis.2025.152269 。 ISSN 0065-1281 。 ↑ Grimm JB、English BP、Chen J、Slaughter JP、Zhang Z、Revyakin A、Patel R、Macklin JJ、Normanno D、Singer RH、Lionnet T、Lavis LD (2015 年 3 月)。 「生細胞 および 単一分子顕微鏡用の蛍光色素 を 改良 する一般的な方法」 。Nature Methods。12 ( 3 ) : 244–250。doi : 10.1038 / nmeth.3256。ISSN 1548-7091。PMC 4344395。PMID 25599551 。 ↑ Huang B 、Bates M 、Zhuang X ( 2009-06-02 ) 。 「 超解像蛍光顕微鏡」 。Annual Review of Biochemistry。78 : 993–1016。doi : 10.1146 / annurev.biochem.77.061906.092014。PMC 2835776。PMID 19489737 。 ↑ Leung BO 、Chou KC (2011-09-01)。 「 生物 学 における 超解像蛍光顕微鏡のレビュー」 。Applied Spectroscopy。65 ( 9 ) : 967–980。Bibcode : 2011ApSpe..65..967L。doi : 10.1366 / 11-06398。PMID 21929850。S2CID 5545465 。