在細胞的“花樣”死亡方式一文中,小 M 已經(jīng)介紹過細胞的死亡方式有十幾種,凋亡只是其中一種:細胞凋亡 (Apoptosis),又稱程序性細胞死亡,是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,由基因控制的細胞自主有序的死亡。
與被動的細胞壞死不同,細胞凋亡是主動發(fā)生的,是為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程,期間涉及一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等。
圖 1. 細胞凋亡的信號通路[1]
細胞凋亡的主要形態(tài)學(xué)特征包括:染色質(zhì)固縮、DNA 片段化、細胞膜起泡、細胞皺縮、凋亡小體的形成等。
圖 2. 細胞凋亡過程
■ 基于細胞形態(tài)學(xué)的方法
圖 4. PC-3 細胞凋亡過程中核染色質(zhì)的形態(tài)學(xué)變化[3]
注:Hoechst 33342 染色觀察到核碎裂和核凝結(jié)。用 0、0.3、0.6、0.9 和 1.2 mg/mL 的莖提取物處理 PC-3 細胞 24h 后,細胞出現(xiàn)典型的凋亡細胞核形態(tài)變化。照片在 20× 熒光顯微鏡下拍攝。箭頭表示凋亡細胞。
■ 基于生物學(xué)功能的方法
2.1 線粒體膜電位的檢測
2.2 細胞膜表面磷脂酰絲氨酸 (PS) 的檢測
■ 基于生化標記的方法
3.1 凋亡分子標記檢測
Caspase (cysteinyl-aspartic acid proteases) 蛋白家族在介導(dǎo)細胞凋亡過程中具有重要的作用。絕大多數(shù)情況下,所有的凋亡信號都會匯集到凋亡的最終執(zhí)行者 Caspase-3 上。在正常細胞中,Caspase-3 以酶原形式存在,在凋亡早期 Caspase-3 被激活,并執(zhí)行最后的凋亡程序。因此可以通過檢測 Caspase 3 剪切體的含量或 Caspase 3 的活性來反應(yīng)細胞凋亡過程。此外,也可以通過檢測 Caspase-3 的底物——PARP 蛋白的含量來檢測細胞凋亡。
圖 7. ZnO-NPs 誘導(dǎo)牙齦癌細胞的凋亡情況[6]
3.2 DNA 片段化檢測
在細胞凋亡的后期,Caspase 會激活 Caspase-Activated DNase (CAD),切割核小體之間的 DNA,形成以 180-200 bp 為單位的 DNA 片段,經(jīng)瓊脂糖電泳后形成 DNA ladder。
圖 8. DNA 片段化檢測 MCP30 誘導(dǎo)下 Ishikawa H 細胞的凋亡情況[7]
注:泳道 1-4 分別表示 0 pM、8.33 pM、333.33 pM 和 666.67 pM MCP30 誘導(dǎo) 72h 的 Ishikawa H 細胞
3.3 DNA 片段原位檢測 (TUNEL 法)
細胞凋亡時,相關(guān) DNA 內(nèi)切酶被激活,進而切斷核小體間的基因組 DNA,產(chǎn)生 180-200 bp 的 DNA ladder,暴露的 3’-OH 在末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶 (Terminal Deoxynucleotidyl Transferase, TdT) 的催化下加上特異熒光探針標記的 dUTP,借助熒光顯微鏡或流式細胞儀即可檢測細胞凋亡的發(fā)生。
看了這么多,相信大家對細胞凋亡的檢測方法都有了大概的了解。MCE 現(xiàn)已推出細胞凋亡檢測相關(guān)試劑盒,心動不如行動,來 MCE 官網(wǎng)查詢具體的產(chǎn)品信息吧!
相關(guān)產(chǎn)品 |
采用 Hoechst 33342 和碘化丙啶 (Propidium Iodide, PI) 雙染的方法快速檢測細胞凋亡與細胞壞死。 |
采用碘化丙啶 (Propidium Iodide, PI) 染色的方法檢測細胞周期和細胞凋亡。 |
采用 Hoechst 33258 染色的方法快速檢測細胞凋亡。 |
經(jīng) Annexin V-FITC 和 PI 聯(lián)合染色后,正常細胞基本無熒光 (Annexin V-/PI-),早期凋亡細胞呈綠色熒光 (Annexin V+/PI-),晚期凋亡細胞及壞死細胞則呈綠色和紅色熒光 (Annexin V+/PI+)。 |
Annexin V-EGFP 和 PI 聯(lián)合染色后,正常細胞基本無熒光 (Annexin V-/PI-),早期凋亡細胞呈綠色熒光 (Annexin V+/PI-),晚期凋亡細胞及壞死細胞則呈綠色和紅色熒光 (Annexin V+/PI+)。與 FITC 相比,EGFP 的綠色熒光更強,不易淬滅,穩(wěn)定性更高。
|
一種以 JC-1 為熒光探針,快速靈敏地檢測組織、細胞或純化的線粒體跨膜電勢差的試劑盒,可以用于早期的細胞凋亡檢測。 |
參考文獻
1. Wu J, Ye J, Kong W, et al. Programmed cell death pathways in hearing loss: A review of apoptosis, autophagy and programmed necrosis. Cell Prolif. 2020, 53(11): e12915.
2. Liu L, Fan J, Ai G, et al. Berberine in combination with cisplatin induces necroptosis and apoptosis in ovarian cancer cells. Biol Res. 2019, 52(1): 37.8. Wei R, Cao J, Yao S. Matrine promotes liver cancer cell apoptosis by inhibiting mitophagy and PINK1/Parkin pathways. Cell Stress Chaperones. 2018, 23(6): 1295-1309.