如果您在实验中发现无法解释的背景信号,或者在查阅文献时看到“内源生物素干扰”的字眼,那么您找对地方了。本文将深入探讨细胞中内源生物素的存在、影响及解决方案,助您扫清实验道路上的障碍。
答案是肯定的。
哺乳动物细胞(包括人类、大鼠、小鼠等)自身能够合成生物素,并将其作为辅酶用于关键的代谢过程。因此,内源生物素是真实且普遍存在的。它主要存在于细胞的特定部位,尤其是线粒体和细胞质中。
需要注意的是,内源生物素的含量和分布具有组织特异性和细胞特异性。这意味着在某些组织和细胞类型中,它的含量会特别高,极易导致实验干扰。
了解这一点对实验设计至关重要。以下是一些内源生物素含量较高的“高风险”组织和细胞:
如果您的研究对象是上述组织或细胞,那么在采用生物素-链霉亲和素检测系统时,必须将内源生物素的干扰纳入考量。
其干扰主要发生在利用生物素-链霉亲和素(Biotin-Streptavidin)放大系统的实验技术中。这个系统因其极高的亲和力而被广泛应用于:
干扰机制非常简单:
实验过程中,我们会加入带有生物素标记的二抗,然后再加入链霉亲和素-酶(如HRP)或荧光素标记的链霉亲和素进行检测放大。然而,链霉亲和素无法区分“实验加入的生物素标记”和“细胞自身的内源生物素”。它会一视同仁地结合上去,从而导致:
幸运的是,有多种成熟可靠的策略可以解决这个问题:
1. 封闭(Blocking)—— 最常用且有效的方法
这是处理内源生物素干扰的标准流程。在加入链霉亲和素检测试剂之前,先用未标记的链霉亲和素(Streptavidin) 孵育样本,让其饱和结合所有内源生物素位点。随后,再加入游离的生物素(Biotin) 来饱和封闭液中链霉亲和素上的剩余结合位点。经过这两步封闭后,后续加入的标记型链霉亲和素就找不到可结合的内源生物素了,从而大大降低背景。
2. 选择无需生物素放大系统的替代方案
这是从根源上避免问题的方法。
3. 热诱导表位修复(Heat-Induced Epitope Retrieval, HIER)
一个有趣的技巧是,在IHC实验中,常用的柠檬酸盐缓冲液(pH 6.0)或EDTA缓冲液(pH 8.0-9.0)进行抗原热修复的同时,也能有效地破坏生物素-链霉亲和素间的结合。因此,标准的抗原修复步骤本身就能在一定程度上降低内源生物素的干扰。如果干扰依然存在,再结合上述的封闭方法。
4. 设立严谨的对照
这是判断是否存在干扰的金标准。
除了给实验带来麻烦,内源生物素在细胞中扮演着至关重要的角色。它是多种羧化酶(Carboxylases) 的必需辅酶,参与包括糖异生、脂肪酸合成和氨基酸代谢在内的核心代谢途径。简单来说,它是细胞能量代谢和物质合成的“关键助手”。因此,它的存在是生命活动所必需的。