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实验动画视频：白细胞分化抗原/CD分子系列

实验动画视频：白细胞分化抗原与CD分子系列

CD分子（Cluster of Differentiation）是免疫学和细胞生物学研究中常见的一类细胞表面分子命名体系。许多CD分子最初通过针对白细胞表面抗原的单克隆抗体进行分类和鉴定，因此中文中也经常使用白细胞分化抗原这一名称。

CD分子不仅可以作为细胞表面“身份标志”，其中许多分子本身还参与细胞识别、黏附、信号转导、免疫活化和免疫调节等生物学过程。CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD45、CD56等都是免疫学研究和流式细胞术中经常出现的CD分子。

本期实验动画视频将带您了解CD分子的命名来源、常见白细胞CD标志物以及它们在流式细胞术、免疫分型、免疫组织化学和免疫荧光等实验中的应用，并介绍如何根据研究目的选择合适的CD抗体。

什么是CD分子？

CD是Cluster of Differentiation的缩写。CD命名体系最初与对白细胞表面抗原的研究密切相关。

随着单克隆抗体技术发展，研究人员获得了大量能够识别不同白细胞表面分子的抗体。但不同实验室可能使用不同抗体名称，即使多支抗体实际上识别的是同一个分子，也很难仅从名称判断它们之间的关系。

为了统一这些分子的命名，研究人员通过Human Leukocyte Differentiation Antigen（HLDA）相关国际协作，对不同抗体的反应模式和识别分子进行比较和验证，并逐步形成CD命名体系。

因此，CD3、CD4、CD8等名称中的数字本身并不表示分子的大小、数量或重要性，而是相应CD命名体系中的编号。

概念提示： CD分子并不都是某一种细胞独有的“身份证”。同一个CD分子可能表达在多个细胞群体中，而同一种细胞也通常同时表达多个不同CD分子。因此实验中往往需要结合多个标志物进行细胞鉴定。

白细胞分化抗原和CD分子是一个概念吗？

两个概念具有密切联系。在中文免疫学内容中，“白细胞分化抗原”经常用于描述CD抗原体系，因为CD命名最初就是在对白细胞表面分子进行系统分类的过程中形成的。

不过，随着研究不断发展，CD分子的应用范围已经不仅限于简单区分白细胞。许多CD分子被发现具有明确的受体、共受体、黏附、酶活性或信号转导功能，同时某些CD分子也可以表达在其他细胞类型中。

因此，在现代实验研究中，“CD分子”通常是更方便、覆盖范围也更广的表达方式。

CD分子有什么作用？

CD分子并不是一类具有完全相同功能的蛋白。不同CD分子的结构和功能可以存在很大差异。

根据具体分子不同，CD分子可能参与：

细胞身份识别： 不同免疫细胞具有不同CD分子表达组合，因此可以用于免疫表型分析。
受体和共受体功能： 例如部分CD分子参与抗原识别或辅助细胞信号转导。
细胞黏附： 部分CD分子参与免疫细胞之间或细胞与组织之间的相互作用。
免疫活化和抑制： 一些CD分子能够调节免疫细胞活化状态。
细胞迁移： 部分表面分子参与免疫细胞在组织和循环之间的定位和迁移。
细胞分化研究： CD分子表达会随细胞发育和活化状态变化，因此可以用于区分不同分化阶段。

常见的CD分子有哪些？

免疫学实验中经常同时检测多个CD分子。下面列出一些在淋巴细胞、单核细胞及造血细胞研究中常见的标志物。

CD3：T细胞常用标志物

CD3是T细胞受体复合物的重要组成部分，在T细胞研究和免疫分型中应用非常广泛。

在流式细胞术中，CD3经常用于识别T细胞群体，再结合CD4、CD8及其他标志物进一步分析不同T细胞亚群。

CD4：辅助性T细胞研究的重要标志物

CD4是T细胞研究中的经典共受体之一。进行人外周血免疫分型时，CD3与CD4组合常用于分析CD4⁺ T细胞群体。

需要注意的是，CD4并不是只存在于T细胞，因此不能脱离其他标志物，仅根据CD4阳性判断具体细胞类型。

CD8：细胞毒性T细胞研究的重要标志物

CD8也是T细胞研究中常见的共受体。CD3和CD8等标志物组合可以帮助研究人员分析CD8⁺ T细胞群体。

在进一步研究中，还可以结合活化、分化和功能标志物分析CD8⁺ T细胞的不同状态。

CD19和CD20：B细胞研究常用标志物

CD19和CD20都是B细胞研究中常见的表面分子。根据研究目的，可以利用CD19、CD20及其他B细胞相关标志物分析不同B细胞群体和分化阶段。

CD16和CD56：NK细胞研究常用标志物

CD16和CD56常用于人NK细胞的流式免疫表型分析。例如在适当实验体系中，可以结合CD3阴性以及CD56、CD16等表达特征分析NK细胞群体。

CD16和CD56也并非NK细胞绝对特异性标志物，因此实际分析需要结合完整Panel和样本背景进行判断。

CD14：单核细胞研究常用标志物

CD14与单核细胞和部分髓系细胞研究密切相关。在外周血流式实验中，CD14可以与CD16、HLA-DR等其他分子组合，用于进一步研究不同单核细胞群体。

CD45：广泛使用的白细胞标志物

CD45广泛表达于多数白细胞及有核造血细胞，因此是免疫细胞研究和流式免疫分型中非常常见的标志物。

在复杂样本中，CD45常用于辅助区分白细胞群体与其他细胞。

CD34：造血干细胞和祖细胞研究常用标志物

CD34常用于造血干细胞和造血祖细胞相关研究，同时也可以表达于其他特定细胞类型。

因此，研究造血细胞时通常需要将CD34与其他分化和谱系标志物组合分析。

正在做CD分子免疫分型或流式细胞术实验？

可根据CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD45、CD56等目标，以及物种、实验应用、克隆和荧光标记方式筛选相应抗体与研究试剂。

浏览Biorbyt产品目录流式抗体选择指南直标抗体选择指南

为什么不能只用一个CD分子判断细胞类型？

这是CD分子实验中非常重要的一点。

一个CD分子往往并非只表达于一种细胞。例如CD4除了经典CD4⁺ T细胞外，也可能在其他免疫细胞中检测到；CD16也可以出现在不同免疫细胞群体上。

因此，研究人员通常通过多个标志物组合形成免疫表型，而不是仅依赖单一CD分子判断细胞身份。

实验提示： “CD4阳性 = 辅助性T细胞”或“CD56阳性 = NK细胞”都属于过度简化。流式细胞术中通常需要结合谱系标志物、排除标志物以及细胞状态标志物建立完整的Gating Strategy。

流式细胞术如何利用CD分子区分免疫细胞？

流式细胞术（Flow Cytometry）是CD分子研究中应用最广泛的技术之一。研究人员可以使用不同荧光染料标记的CD抗体，同时检测单个细胞上的多个表面分子。

以人外周血淋巴细胞免疫分型为例，一个简化的分析思路可能包括：

选择主要细胞群体： 利用FSC和SSC排除明显碎片，并初步选择目标细胞区域。
选择单细胞： 排除双联体和细胞聚集。
排除死细胞： 根据实验设计使用活死染料选择活细胞。
识别白细胞： 可以根据样本和实验设计使用CD45等标志物辅助选择白细胞群体。
分析T细胞： CD3常用于识别T细胞，再结合CD4和CD8分析主要T细胞群体。
分析B细胞： 可以根据CD19、CD20等标志物识别和研究B细胞群体。
分析NK细胞： 可结合CD3阴性以及CD56、CD16等标志物研究NK细胞。
进一步分析功能状态： 根据研究目的加入活化、分化、记忆或功能相关标志物。

注意： 上述流程只是便于理解的简化示例，并不是适用于所有实验的固定Panel。不同物种、样本、疾病模型和研究问题可能需要完全不同的抗体组合。

什么是免疫表型分析？

免疫表型（Immunophenotype）通常指利用一组细胞表面或胞内分子的表达模式描述和区分不同细胞群体。

CD分子正是免疫表型分析中非常重要的一类标志物。

例如，同样属于T细胞的不同亚群可能具有不同的CD4、CD8、CD25、CD45RA、CD45RO等分子表达组合。通过多参数流式细胞术，可以在同一样本中进一步区分这些细胞状态。

因此，现代免疫分型关注的并不是“某一个CD分子是否阳性”，而是多个分子的组合表达模式。

CD分子可以用于免疫组织化学吗？

可以。除了Flow Cytometry之外，许多CD分子也是免疫组织化学（IHC）和免疫荧光实验中的重要研究靶标。

例如，组织免疫学和肿瘤微环境研究中经常关注：

CD3： 用于研究组织中的T细胞分布；
CD4： 可结合其他标志物研究特定免疫细胞群体；
CD8： 常用于研究CD8相关T细胞浸润；
CD20： 常用于B细胞相关组织研究；
CD68： 常用于巨噬细胞和髓系细胞相关研究；
CD163： 常用于特定巨噬细胞表型相关研究。

与流式细胞术不同，IHC可以在保留组织空间结构的情况下观察目标蛋白，因此能够同时获得细胞标志物表达和组织位置等信息。

CD抗体应该如何选择？

搜索到正确的CD靶标只是第一步。同一个CD分子可能存在很多不同抗体，而不同产品适用的实验方法、物种和表位并不相同。

选择CD抗体时建议重点确认以下信息：

Target： 确认CD编号和实际蛋白名称，例如CD56对应NCAM1。
Reactivity： 确认抗体是否适用于Human、Mouse、Rat或目标实验物种。
Tested Application： 根据Flow Cytometry、IHC、IF、WB或其他实验选择具有对应验证信息的抗体。
Clone： 不同单克隆抗体克隆可能识别不同表位，并具有不同实验性能。
Conjugation： 流式或免疫荧光实验可以根据需要选择FITC、PE、APC等荧光偶联抗体。
表位位置： 进行活细胞表面流式染色时，应确保抗体能够识别天然状态下可接近的胞外表位。
固定和通透条件： 如果实验需要固定或胞内染色，应确认抗体和荧光标记能够适应该处理条件。

流式实验应该选择直标CD抗体还是未标记抗体？

荧光直标CD抗体

抗体已经与FITC、PE、APC或其他荧光染料连接，因此与目标抗原结合后即可直接进行流式检测。

直标抗体步骤较少，也更适合建立多色Flow Cytometry Panel。

未标记CD抗体

未偶联抗体可以根据实验需求搭配荧光二抗，也可以用于WB、IHC、IP等其他适合的实验。

采用间接荧光检测时，应注意不同一抗宿主和二抗之间可能产生的交叉反应。

多色流式中如何搭配不同CD抗体？

当实验同时检测CD3、CD4、CD8、CD19、CD56等多个标志物时，就需要设计多色Flow Cytometry Panel。

此时不能只考虑某个抗体本身是否有效，还需要考虑整个Panel中不同荧光染料之间的关系。

确认仪器激光配置： 所有荧光染料都需要能够被仪器有效激发。
确认检测通道： 仪器滤光片应能够覆盖相应荧光染料的发射范围。
根据抗原表达量分配染料： 低表达标志物通常更适合较亮的荧光染料。
考虑共表达： 经常同时表达于同一细胞的两个标志物，应特别注意荧光串色和Spreading Error。
设置单染对照： 用于传统多色流式的补偿计算。
必要时设置FMO对照： 有助于确定弱阳性群体的Gating边界。

CD阳性和CD阴性是什么意思？

在流式细胞术或免疫染色中，经常看到CD3⁺、CD4⁺、CD8⁻等表达方式。

“+”通常表示在当前检测体系和判定条件下能够检测到相应标志物，而“−”表示没有检测到达到设定阳性阈值的信号。

不过，阳性和阴性并不是一个完全固定的绝对概念。结果还可能受到抗体、仪器灵敏度、荧光染料、样本处理以及Gating方法等因素影响。

某些标志物还可能表现为dim、intermediate和bright等不同表达水平，这些信息有时可以帮助进一步区分细胞亚群。

CD分子表达会发生变化吗？

会。CD分子表达并不是在所有情况下保持固定不变。

细胞在分化、活化、迁移或受到细胞因子刺激后，一些表面分子的表达可能增加或降低。

例如，免疫细胞活化研究中常会关注CD25、CD69等分子的变化；T细胞分化和记忆状态研究中，也可能使用CD45RA、CD45RO以及其他分子组合进行分析。

因此，CD分子不仅可以用于“识别是什么细胞”，还可以用于研究“细胞处于什么状态”。

CD抗体实验常见问题

CD的英文全称是什么？

CD是Cluster of Differentiation的缩写。CD命名体系最初在白细胞表面分子和相应单克隆抗体的国际分类工作中建立。

CD分子都是白细胞特有的吗？

不是。CD命名体系虽然起源于白细胞分化抗原研究，但并不是所有CD分子都只表达于白细胞。部分CD分子也可以存在于其他细胞和组织中。

CD3、CD4和CD8有什么区别？

CD3是T细胞研究中常用的谱系标志物，并属于T细胞受体复合物的一部分；CD4和CD8则是不同T细胞群体研究中常见的共受体。流式免疫分型通常将这些标志物组合使用。

CD19和CD20都是B细胞标志物吗？

CD19和CD20都广泛应用于B细胞研究，但它们在不同B细胞发育阶段的表达模式并不完全相同。因此应根据具体研究目的选择合适的标志物组合。

CD56就是NK细胞特异性标志物吗？

不能这样简单理解。CD56在人NK细胞免疫分型中非常常用，但它本身并不是NK细胞绝对特异性分子。实际流式分析通常需要结合CD3、CD16及其他标志物判断细胞群体。

CD抗体可以同时用于Flow和IHC吗？

不一定。同一个靶标的不同抗体可能适用于不同实验应用。是否能够用于Flow Cytometry、IHC、IF或WB，应查看具体抗体的实验验证信息，而不能只根据CD名称判断。

做多色流式应该选择什么荧光CD抗体？

需要结合流式细胞仪的激光和检测通道、目标抗原表达量、不同标志物共表达情况以及荧光染料之间的光谱重叠综合设计。通常不能单独为每个抗体选择颜色后再简单组合。

为什么同一个CD抗体有不同Clone？

不同单克隆抗体Clone可能识别同一个CD分子的不同表位，并且在Flow、IHC、阻断或其他实验中的表现可能不同。因此Clone是选择CD抗体时值得关注的重要参数。

总结

CD分子（Cluster of Differentiation）是免疫学研究中重要的细胞表面分子命名和分类体系。CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD45和CD56等标志物广泛应用于免疫细胞表型和功能研究。

CD分子不仅可以帮助区分不同细胞群体，其中许多分子还参与细胞识别、受体信号、免疫调节、细胞黏附和细胞活化等过程。

在Flow Cytometry中，通常需要将多个CD标志物组合使用，而不能根据单个CD分子直接判断细胞类型。进行实验前还应根据物种、抗体Clone、实验应用、荧光标记、抗原表达水平和仪器配置选择合适的CD抗体。