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Product Center當(dāng)前位置:首頁產(chǎn)品中心實(shí)驗(yàn)檢測服務(wù)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)
細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡,是細(xì)胞的一種基本生物學(xué)現(xiàn)象,在多細(xì)胞生物去除不需要的或異常的細(xì)胞中起著的作用。凋亡是多基因嚴(yán)格控制的過程。
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細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn):
人體內(nèi)的細(xì)胞注定是要死亡的,有些死亡是生理性的,有些死亡則是病理性的,到目前為此,人們已經(jīng)知道細(xì)胞的死亡起碼有兩種方式,即細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡(apoptosis)。 細(xì)胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡,是細(xì)胞的一種基本生物學(xué)現(xiàn)象,在多細(xì)胞生物去除不需要的或異常的細(xì)胞中起著的作用。凋亡是多基因嚴(yán)格控制的過程。這些基因在種屬之間非常保守,如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等。凋亡過程的紊亂可能與許多疾病的發(fā)生有直接或間接的關(guān)系。如腫瘤、自身免疫性疾病等,能夠誘發(fā)細(xì)胞凋亡的因素很多,如射線、藥物等。
細(xì)胞凋亡與壞死的區(qū)別:
壞死是細(xì)胞受到強(qiáng)烈理化或生物因素作用引起細(xì)胞無序變化的死亡過程。表現(xiàn)為細(xì)胞 脹大,胞膜破裂,細(xì)胞內(nèi)容物外溢,核變化較慢,DNA降解不充分,引起局部嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。
凋亡是細(xì)胞對環(huán)境的生理性病理性刺激信號,環(huán)境條件的變化或緩和性損傷產(chǎn)生的應(yīng)答有序變化的死亡過程。其細(xì)胞及組織的變化與壞死有明顯的不同。
形態(tài)學(xué)變化:
形態(tài)學(xué)觀察細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)的變化是多階段的,往往涉及單個細(xì)胞,即便是一小部分細(xì)胞也是非同步發(fā)生的。先出現(xiàn)的是細(xì)胞體積縮小,連接消失,與周圍的細(xì)胞脫離,然后是細(xì)胞質(zhì)密度增加,線粒體膜電位消失,通透性改變,釋放細(xì)胞色素C到胞漿,核質(zhì)濃縮,核膜核仁破碎,DNA降解成為約180bp-200bp片段;胞膜有小泡狀形成,膜內(nèi)側(cè)磷脂酰絲氨酸外翻到膜表面,胞膜結(jié)構(gòu)仍然完整,終可將凋亡細(xì)胞遺骸分割包裹為幾個凋亡小體,無內(nèi)容物外溢,因此不引起周圍的炎癥反應(yīng),凋亡小體可迅速被周圍專職或非專職吞噬細(xì)胞吞噬。
a,形態(tài)學(xué)
原理:一般以細(xì)胞核染色質(zhì)的形態(tài)學(xué)改變?yōu)橹笜?biāo)來評判細(xì)胞凋亡的進(jìn)展情況。 常用的DNA特異性染料有:HO 33342 (Hoechst 33342),HO 33258 (Hoechst 33258),DAPI。三種染料與 DNA的結(jié)合是非嵌入式的,主要結(jié)合在DNA的A-T堿基區(qū)。紫外光激發(fā)時(shí)發(fā)射明亮的藍(lán)色熒光。細(xì)胞凋亡過程中細(xì)胞核染色質(zhì)的形態(tài)學(xué)改變分為三期:Ⅰ期的細(xì)胞核呈波紋狀(rippled)或呈折縫樣(creased),部分染色質(zhì)出現(xiàn)濃縮狀態(tài);Ⅱa期細(xì)胞核的染色質(zhì)高度凝聚、邊緣化;Ⅱb期的細(xì)胞核裂解為碎塊,產(chǎn)生凋亡小體。
優(yōu)點(diǎn):簡單、方便,成本低
缺點(diǎn):很主觀,非常依賴實(shí)驗(yàn)者的經(jīng)驗(yàn)
b,DNA含量
原理:細(xì)胞凋亡時(shí),核酸內(nèi)切酶激活,導(dǎo)致DNA 斷裂,這是凋亡的特征性表現(xiàn),也為FCM 鑒別凋亡細(xì)胞奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)細(xì)胞用乙醇、TrtionX—100 處理后細(xì)胞膜上出現(xiàn)漏洞,小片段DNA 從細(xì)胞內(nèi)釋放出來,使其DNA 含量低于正常細(xì)胞的二倍體。用碘化丙啶( PI) 染色后分析,可在二倍體G1峰前出現(xiàn)“亞二倍體"峰,即細(xì)胞凋亡峰(APO峰) ,根據(jù)APO峰可測出凋亡細(xì)胞百分率。
優(yōu)點(diǎn):該法簡單易行,可大批定量檢測凋亡標(biāo)本,亦可同時(shí)分析細(xì)胞的細(xì)胞周期位置。
缺點(diǎn):DNA 含量測定在檢測細(xì)胞凋亡中的局限性在于其特異性和敏感性均不高。特異性不高是因?yàn)锳PO 峰代表了一組細(xì)胞群體,包括凋亡細(xì)胞、機(jī)械損傷細(xì)胞、低DNA 含量的細(xì)胞或不同染色體結(jié)構(gòu)的細(xì)胞,在上述情況下,DNA 與熒光染料的結(jié)合量均小。另外,非固定的細(xì)胞在低滲溶液中被溶解時(shí),可導(dǎo)致大量的核碎片出現(xiàn),此時(shí)APO 峰的細(xì)胞數(shù)目只代表了核碎片的數(shù)目,并不代表凋亡細(xì)胞數(shù)目。敏感性較差的原因是細(xì)胞凋亡早期只有DNA 斷裂點(diǎn)出現(xiàn),但尚未出現(xiàn)DNA 片段的大量丟失,所以該法不能檢出早期凋亡細(xì)胞和發(fā)生于S 期或G2/ M 期的凋亡細(xì)胞,因?yàn)槠鋵?shí)際含量不低于二倍體細(xì)胞所含的DNA,因此該法進(jìn)行凋亡細(xì)胞分析時(shí)應(yīng)結(jié)合其它形態(tài)或生化方法,以期更準(zhǔn)確地分析細(xì)胞的凋亡狀態(tài)。
c,AnnexinV/PI
原理:PS從細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到外側(cè)在細(xì)胞受到凋亡誘導(dǎo)后不久發(fā)生,可能作為免疫系統(tǒng)的識別標(biāo)志。AnnexinV,一個鈣依賴性的磷脂結(jié)合蛋白,能專一性的結(jié)合暴露在膜外側(cè)的PS,再通過簡單的顯色或發(fā)光系統(tǒng)進(jìn)行檢測。由于這是一種凋亡早期的活細(xì)胞檢測(懸浮細(xì)胞和貼壁細(xì)胞都適用),可與DNA染料或別的晚期檢測方法相結(jié)合來標(biāo)記凋亡的發(fā)展階段。
優(yōu)點(diǎn):細(xì)胞凋亡時(shí)膜上PS 外露早于DNA 斷裂發(fā)生,因此該法檢測早期凋亡更為靈敏,且該法不需要固定細(xì)胞,避免了PI 法因固定造成的細(xì)胞碎片過多及TUNEL法因固定出現(xiàn)的DNA 片段丟失,因此更加省時(shí),結(jié)果亦更可靠,是目前為理想的凋亡定量檢測方法。
缺點(diǎn):檢測早期凋亡更好,好與其他檢測晚期凋亡的方法結(jié)合使用,對檢測試劑、儀器要求較高。
d,線粒體膜電位
原理:在受到凋亡誘導(dǎo)后線粒體轉(zhuǎn)膜電位會發(fā)生變化,導(dǎo)致膜穿透性的改變。MitoSensorTM,一個陽離子性的染色劑,對此改變非常敏感,呈現(xiàn)出不同的熒光染色。正常細(xì)胞中,它在線粒體中形成聚集體,發(fā)出強(qiáng)烈的紅色熒光。凋亡細(xì)胞中,因線粒體穿膜電位的改變,它以單體形式存在于細(xì)胞液中,發(fā)出綠色熒光。用熒光顯微鏡或流式細(xì)胞儀可清楚地分辨這兩種不同的熒光信號。
優(yōu)點(diǎn):采用熒光的檢測方法,放大了凋亡信號,靈敏度高。
缺點(diǎn):不能區(qū)分細(xì)胞凋亡或其他原因?qū)е碌木€粒體膜電位的變化。
e,TUNEL
原理:由于內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活,細(xì)胞自身的染色質(zhì)或DNA 被切割,并產(chǎn)生與DNA 斷點(diǎn)數(shù)目相同的3’ 羥基末端,TdT 可以將生物素化的dUTP 標(biāo)記至3’ 羥基末端,通過卵白素2FITC 系統(tǒng),使DNA 的斷點(diǎn)部位發(fā)生特異熒光而簽別出凋亡細(xì)胞。但由于斷裂DNA 的標(biāo)記過程比較復(fù)雜,涉及多種因素,所以末端標(biāo)記的陰性結(jié)果并不代表DNA鏈的完整,應(yīng)排除方法上的問題,如TdT 酶活力的喪失等諸多影響因素。因此應(yīng)用TdT 末端標(biāo)記法鑒別凋亡細(xì)胞同時(shí)設(shè)陽性及陰性對照組,以便得到可靠結(jié)果。
優(yōu)點(diǎn):TdT末端標(biāo)記法是鑒別凋亡細(xì)胞比較特異的一種方法
缺點(diǎn):標(biāo)記過程比較復(fù)雜,涉及多種因素,實(shí)驗(yàn)成敗受試劑質(zhì)量、操作手法影響較大。
f,Caspase-3/7
原理:Caspase-3是細(xì)胞凋亡過程中主要的終末剪切酶,Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞漿中,在凋亡的早期階段,它被激活,活化的Caspase-3由兩個大亞基(17KD)和兩個小亞基(12KD)組成。Caspase-3主要的底物是多聚(ADP-核糖)聚合酶PARP(poly(ADP-ribose) polymerase),該酶與DNA修復(fù)、基因完整性監(jiān)護(hù)有關(guān)。在細(xì)胞凋亡啟動時(shí),116kD的PARP在Asp216-Gly217之間被caspase-3剪切成31kD和85kD兩個片段,使PARP中與DNA結(jié)合的兩個鋅指結(jié)構(gòu)與羧基端的催化區(qū)域分離,不能發(fā)揮正常功能。結(jié)果使受PARP負(fù)調(diào)控影響的Ca2+/Mg2+依賴性核酸內(nèi)切酶的活性增高,裂解核小體間的DNA,引起細(xì)胞凋亡??梢酝ㄟ^Western blot,酶活性檢測,流式細(xì)胞術(shù)等技術(shù)檢測Caspase 3/7的活性與表達(dá)。
優(yōu)點(diǎn):Caspase 3/7活性檢測,可檢測的方法學(xué)較廣,靈敏度較高。
缺點(diǎn):需要和下游PARP的檢測,同時(shí)驗(yàn)證。
g,PARP
原理:PARP,即poly(ADP-ribose) polymerase,是定位在細(xì)胞核內(nèi),和應(yīng)激條件下DNA修復(fù)密切相關(guān)的一種酶。PARP在體外可以被多種Caspase剪切,在體內(nèi)是Caspase 3的主要剪切對象。對于人PARP,在Asp124和Gly215之間被Caspase剪切后,使PARP羧基端的催化結(jié)構(gòu)域(89kD)和氨基端的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(24kD)相分離,從而使PARP失去其酶活力。PARP對于細(xì)胞的穩(wěn)定和存活非常重要,PARP失去酶活力會加速細(xì)胞的不穩(wěn)定。PARP剪切被認(rèn)為是細(xì)胞凋亡的一個重要指標(biāo),也通常被認(rèn)為是Caspase 3激活的指標(biāo)。
優(yōu)點(diǎn):檢測方法常規(guī)可信,凋亡特異性高
缺點(diǎn):不能檢測凋亡早期
服務(wù)說明:
1. 凋亡檢測方法可由客戶,也可由我們推薦,后由客戶抉擇;
2. 凋亡實(shí)驗(yàn)涉及的細(xì)胞、藥物,可由客戶提供,也可查看公司的產(chǎn)品庫,亦可由我們代購;
3. 凋亡實(shí)驗(yàn)建議選擇2種不同的方法相互驗(yàn)證。
提交的產(chǎn)品和資料:
實(shí)驗(yàn)報(bào)告
目前,上海申知心生物科技有限公司,主營實(shí)驗(yàn)技術(shù)服務(wù)、服務(wù)、動物模型構(gòu)建、細(xì)胞株、elisa試劑盒等,歡迎廣大科研愛好者前來咨詢選購!