细胞凋亡的研究方法

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细胞凋亡与检测原理

细胞凋亡与检测原理

细胞凋亡与检测原理细胞凋亡(apoptosis)是一种由体内分子机制调控的程序性死亡过程。

细胞凋亡对于维持身体健康和发展正常的组织功能至关重要。

它在多种生理和病理过程中发挥重要作用,包括胚胎发育、免疫监视和应答、细胞数量调节、损伤修复和肿瘤的发展等。

因此,对细胞凋亡的检测与研究对于了解细胞凋亡的机制和应用于治疗疾病具有重要意义。

细胞凋亡的检测可以通过多种方法和实验手段进行,下面将介绍几种常用的细胞凋亡检测方法及其原理。

1.形态学检测法:细胞凋亡在形态上表现为细胞体积的缩小、细胞核染色质的凝结、细胞核的畸变和断裂等特征。

这些特征可以通过光学显微镜观察到。

常用的形态学检测方法有苏木精-伊红染色、核小体染色和电镜观察等。

2.核酸染色检测法:细胞凋亡过程中,细胞核内的DNA分子发生明显的断裂和畸变,这可以通过核酸染色荧光探针来检测。

常用的核酸染色方法有荧光染料染色、DNA单断链检测和TUNEL(转移酶介导的末端标记化反应)法等。

TUNEL法是最常用的细胞凋亡检测方法之一,它通过用荧光标记亲和剂连接到DNA断裂末端的3'-OH基团来检测细胞凋亡的程度。

3. 蛋白质检测法:细胞凋亡过程中,许多蛋白质的表达水平会发生明显变化。

比如,细胞凋亡会导致Bax、Caspase家族蛋白的活化和表达增加,而抑制凋亡的蛋白质Bcl-2则会下调。

因此,通过Western blot 和免疫组化等方法,可以检测细胞凋亡相关蛋白质的表达水平的变化。

4.流式细胞术:流式细胞术是一种通过光电探测器测定细胞数量和特征的方法。

流式细胞术可以通过筛选和排序上述染色体和蛋白质等特征,来确定细胞凋亡发生的程度和类型。

比如,通过测定细胞的细胞质内的卵磷脂翻转(PS)外露与细胞核DNA染色剂(如PI)结合的比例,可以鉴定凋亡细胞和坏死细胞。

细胞凋亡的检测原理是基于细胞凋亡的特征改变。

比如,形态学检测法通过观察细胞的形态学变化来鉴定细胞凋亡;核酸染色检测方法通过检测DNA断裂和畸变来判断细胞凋亡;蛋白质检测法则通过检测细胞凋亡相关蛋白质的表达水平变化来鉴定细胞凋亡。

细胞凋亡机制的实验研究与应用

细胞凋亡机制的实验研究与应用

细胞凋亡机制的实验研究与应用细胞凋亡是一个基本的细胞程序,是维持生命的重要机制。

在细胞生长和发育过程中,细胞凋亡是一个非常必要的程序,由于受到内外环境的影响,细胞凋亡机制也会发生一些异常,如细胞凋亡不足、过度凋亡以及失控凋亡等现象,这些异常情况容易引起一系列疾病。

因此,深入研究细胞凋亡机制,探究其调控程度及其应用,对人类健康具有重要意义。

一、细胞凋亡的研究1.1 细胞凋亡的定义及类型细胞凋亡,又称为程序性死亡或细胞自杀,是一种程序性死亡的细胞机制。

主要包括两种方式:一是通过内在因素诱导产生的细胞凋亡,称为有序性凋亡。

二是由于外来刺激导致的失控性凋亡。

1.2 细胞凋亡的机制细胞凋亡是通过一系列酶的激活来实现的。

其中最重要的是半胱氨酸蛋白酶家族(caspases)。

它们能切割细胞内多种蛋白质,从而引发细胞死亡的过程。

在调节细胞凋亡中,Bcl-2家族(包括p53,Bcl-2,Bcl-xL等)扮演重要角色。

1.3 细胞凋亡的检测方法细胞凋亡的检测方法包括:细胞核染色、流式细胞术、电子显微镜和免疫印迹等。

其中细胞核染色法是一种较常用的方法,可以通过观察染色体的形态改变来判断细胞死亡类型。

流式细胞术也在该领域中比较重要,因为它可以通过细胞凋亡针对性地筛选不同类型的细胞。

二、细胞凋亡机制的应用2.1 细胞凋亡在肿瘤治疗中的应用在肿瘤的治疗中,研究细胞凋亡是一个非常重要的领域。

由于肿瘤细胞过于活跃而且数量较多,如果能够引起其凋亡,就可以达到治疗目的。

因此,研究肿瘤细胞凋亡调控的机制,也成为许多科学家关注的重点。

2.2 细胞凋亡在疾病治疗中的影响在疾病治疗中,细胞凋亡也具有非常广泛的应用。

免疫合并疗法的中心思想是通过激活T细胞等躁动的免疫细胞,以使其识别和清除癌细胞,从而达到治疗的目的。

然而,由于这些疾病的复杂性和多变性,它们的研究仍面临许多挑战。

2.3 细胞凋亡在医学研究中的意义细胞凋亡在医学研究中具有广泛的应用价值。

tunel法检测细胞凋亡实验步骤

tunel法检测细胞凋亡实验步骤

tunel法检测细胞凋亡实验步骤细胞凋亡是一种重要的生物学过程,它在多种生理和病理情况下发挥着关键作用。

为了研究细胞凋亡的机制和调控,科学家们发展了多种方法来检测细胞凋亡。

其中一种常用的方法是使用tunel法。

本文将介绍tunel法检测细胞凋亡的实验步骤。

实验步骤如下:1. 细胞培养和处理我们需要选择一种适合的细胞系进行实验。

常用的细胞系有HEK293、HeLa和Jurkat等。

将细胞培养在含有适当培养基和补充物的培养皿中,并在37摄氏度、5%二氧化碳的培养箱中培养至细胞密度适当。

在进行实验之前,需要根据实验设计的需要处理细胞。

例如,可以给予细胞不同的处理,如药物刺激、放射线照射或感染病毒等。

2. 固定细胞将处理后的细胞用适当的缓冲液进行固定。

常用的缓冲液有4%的乙醛或4%的甲醛等。

将缓冲液加入培养皿中,使细胞完全覆盖,并在室温下固定15分钟。

3. 洗涤细胞将固定的细胞用磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤3次,每次5分钟。

洗涤的目的是去除固定液中的残留物质,以减少后续步骤中的非特异性背景。

4. 使细胞透膜使用蛋白酶K或蛋白酶XXIV等酶将细胞膜上的蛋白质降解,使细胞透膜。

将适量的酶加入细胞中,根据实验的需要,可以调整酶的浓度和作用时间。

一般来说,酶的浓度为20μg/ml,作用时间为30分钟。

5. tunel反应使用tunel试剂盒进行细胞凋亡检测。

tunel试剂盒中含有标记有荧光物质的dUTP,可以与DNA断裂的末端结合。

按照试剂盒说明书的要求,将tunel试剂加入细胞中,与细胞中的DNA断裂末端发生连接反应。

反应时间一般为1-2小时。

6. 洗涤和染色将反应结束后的细胞用PBS洗涤3次,每次5分钟。

然后,可以选择使用荧光染料(如DAPI)染色,以标记细胞核。

将染色液加入细胞中,孵育15分钟后再次用PBS洗涤。

7. 显微镜观察和图像获取将处理后的细胞放置在显微镜载玻片上,并使用合适的显微镜观察细胞。

可以调整显微镜的放大倍数和焦距,以获得清晰的图像。

细胞凋亡的几种检测方法

细胞凋亡的几种检测方法

细胞凋亡的几种检测方法Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】细胞凋亡的几种检测方法1、形态学观察方法(1)HE(苏木精—伊红染色法)染色、光镜观察:凋亡细胞呈圆形,胞核深染,胞质浓缩,染色质成团块状,细胞表面有“出芽”现象。

(2)丫啶橙(AO)染色,荧光显微镜观察:活细胞核呈黄绿色荧光,胞质呈红色荧光。

凋亡细胞核染色质呈黄绿色浓聚在核膜内侧,可见细胞膜呈泡状膨出及凋亡小体。

(3)台盼蓝染色:如果细胞膜不完整、破裂,台盼蓝染料进入细胞,细胞变蓝,即为坏死。

如果细胞膜完整,细胞不为台盼蓝染色,则为正常细胞或凋亡细胞。

此方法对反映细胞膜的完整性,区别坏死细胞有一定的帮助。

(4)透射电镜观察:可见凋亡细胞表面微绒毛消失,核染色质固缩、边集,常呈新月形,核膜皱褶,胞质紧实,细胞器集中,胞膜起泡或出“芽”及凋亡小体和凋亡小体被临近巨噬细胞吞噬现象。

2、 DNA凝胶电泳细胞发生凋亡或坏死,其细胞DNA均发生断裂,细胞内小分子量DNA片断增加,高分子DNA减少,胞质内出现DNA片断。

但凋亡细胞DNA断裂点均有规律的发生在核小体之间,出现180-200bpDNA片断,而坏死细胞的DNA断裂点为无特征的杂乱片断,利用此特征可以确定群体细胞的死亡,并可与坏死细胞区别。

正常活细胞DNA 电泳出现阶梯状(LADDER)条带;坏死细胞DNA电泳类似血抹片时的连续性条带3、酶联免疫吸附法(ELISA)核小体测定凋亡细胞的DNA断裂使细胞质内出现核小体。

核小体由组蛋白及其伴随的DNA片断组成,可由ELISA法检测。

检测步骤1、将凋亡细胞裂解后高速离心,其上清液中含有核小体;2、在微定量板上吸附组蛋白体’3、加上清夜使抗组蛋白抗体与核小体上的组蛋白结合‘4、加辣过氧化物酶标记的抗DNA抗体使之与核小体上的DNA结合’4、加酶的底物,测光吸收制。

用途该法敏感性高,可检测5*100/ml个凋亡细胞。

使用培育技术进行细胞凋亡研究的详细步骤

使用培育技术进行细胞凋亡研究的详细步骤

使用培育技术进行细胞凋亡研究的详细步骤细胞凋亡是一种正常细胞死亡的过程,也是一种维持机体正常发育和功能的重要机制。

近年来,随着生物技术的不断发展,培育技术被广泛应用于细胞凋亡研究中。

本文将详细介绍使用培育技术进行细胞凋亡研究的步骤。

首先,选择合适的培养基和细胞系是进行细胞凋亡研究的重要一步。

对于不同类型的细胞,适合的培养基种类也会有所不同。

常用的培养基有DMEM、MEM和RPMI-1640等。

此外,还需要添加适量的胎牛血清和抗生素,保证细胞的正常生长和增殖。

接下来,将培养基均匀地加入培养皿中,然后将细胞移植到培养皿中。

在移植细胞之前,需要将细胞培养至对数生长期,细胞密度一般为5×10^4 - 1×10^5个/毫升。

将细胞移植到培养皿中后,将培养皿放入恒温培养箱中,设定适当的温度和湿度,以促进细胞的正常生长。

在细胞生长到80%-90%的时候,可以开始进行细胞凋亡的处理。

最常用的细胞凋亡处理方法是给予药物刺激。

刺激药物可以分为两类:一类是激活细胞死亡信号通路,如顺铂、紫杉醇等;另一类是抑制细胞生长和分裂,如阿霉素和环磷酰胺等。

根据研究需要,选择合适的刺激药物进行处理。

细胞凋亡处理的时间和浓度是影响实验结果的重要因素。

一般来说,处理时间应该根据刺激药物的特性进行优化,一般为24-72小时。

刺激药物的浓度也需要进行优化,一般来说,通过逐步减少刺激药物的浓度,找到适合细胞的最低有效浓度。

在细胞凋亡处理结束后,可以通过多种方法来检测细胞是否发生凋亡。

最常用的方法是使用细胞凋亡检测试剂盒,如 Annexin V-PI 染色法、DNA laddering 分析法和TUNEL 染色法等。

通过这些方法,可以定量和定性地检测细胞凋亡的发生情况。

此外,为了进一步确认细胞凋亡的发生,还可以使用免疫荧光染色、蛋白质表达测定等方法,检测凋亡相关蛋白的表达和定位。

细胞凋亡的研究有助于了解细胞死亡的机制和调控,对于疾病的发生机理和规律具有重要的意义。

细胞凋亡检测方法

细胞凋亡检测方法

细胞凋亡检测方法细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,它在维持机体内稳态和发育过程中起着关键作用。

因此,对细胞凋亡的检测方法研究具有重要意义。

在本文中,我们将介绍几种常用的细胞凋亡检测方法,以及它们的优缺点和适用范围。

1. 形态学观察法。

形态学观察法是最早用于检测细胞凋亡的方法之一。

通过光学显微镜观察细胞形态的变化,如细胞体积缩小、胞质浓缩、核染色质凝聚和核小体形成等,来判断细胞是否发生凋亡。

这种方法简单直观,但不适用于高通量检测和定量分析。

2. DNA断裂检测法。

DNA断裂是细胞凋亡的一个显著特征,因此可以通过检测DNA 的断裂来判断细胞是否发生凋亡。

常用的DNA断裂检测方法包括凝胶电泳、TUNEL法和DNA断裂酶切法。

这些方法可以对凋亡细胞进行定量分析,但需要特殊仪器和试剂,操作较为复杂。

3. 蛋白质检测法。

细胞凋亡过程中,一些特定的蛋白质会发生变化,如Bcl-2家族蛋白、caspase家族蛋白等。

因此,可以通过检测这些蛋白质的表达水平或活性来判断细胞是否发生凋亡。

常用的蛋白质检测方法包括Western blot、免疫荧光染色和流式细胞术。

这些方法对于定量分析和高通量检测具有优势,但需要特异性抗体和专门仪器。

4. 细胞色素C释放检测法。

在细胞凋亡过程中,线粒体膜通透性增加,导致线粒体内膜空间的细胞色素C释放到细胞质中。

因此,可以通过检测细胞色素C的释放来判断细胞是否发生凋亡。

常用的方法包括免疫荧光染色和细胞色素C活性检测。

这些方法对于研究凋亡的机制和药物筛选具有重要意义。

综上所述,不同的细胞凋亡检测方法各有优缺点,研究者可以根据具体的实验目的和条件选择合适的方法。

随着生物技术的发展,新的细胞凋亡检测方法也在不断涌现,相信在不久的将来,会有更多更简便、灵敏的方法问世,为细胞凋亡研究提供更多的选择和可能性。

细胞凋亡的研究方法

细胞凋亡的研究方法

一、定性和定量研究只定性的研究方法:常规琼脂糖凝胶电泳、脉冲场倒转琼脂糖凝胶电泳、形态学观察(普通光学显微镜、透射电镜、荧光显微镜)进行定量或半定量的研究方法:各种流式细胞仪方法、原位末端标记法、 ELISA 定量琼脂糖凝胶电泳。

二、区分凋亡和坏死可将二者区分开的方法:琼脂糖凝胶电泳,形态学观察(透射电镜是是区分凋亡和坏死最可靠的方法), Hoechst33342/PI 双染色法流式细胞仪检测, AnnexinV/PI 双染色法流式细胞仪检测等。

不能将二者区分开的方法:原位末端标记法、PI 单染色法流式细胞仪检测等。

三、样品来源不同选择组织:主要用形态学方法 (HE 染色,透射电镜、石蜡包埋组织切片进行原位末端标记,ELISA 或将组织碾碎消化做琼脂糖凝胶电泳 ) 。

四、细胞凋亡检测1、早期检测 :1)PS(磷脂酰丝氨酸 ) 在细胞外膜上的检测2)细胞内氧化还原状态改变的检测3)细胞色素 C 的定位检测4)线粒体膜电位变化的检测2、晚期检测:细胞凋亡晚期中,核酸内切酶在核小体之间剪切核DNA,产生大量长度在180-200 bp 的DNA片段。

对于晚期检测通常有以下方法:1)TUNEL(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记 )2)LM-PCRLadder ( 连接介导的 PCR检测 )3)Telemerase Detection ( 端粒酶检测 )3、生化检测:1)典型的生化特征:DNA片段化2)检测方法主要有:琼脂糖凝胶电泳、原位末端标记(TUNEL)等3) TUNEL(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记)4)通过 DNA末端转移酶将带标记的dNTP (多为 dUTP)间接或直接接到DNA片段的 3’ -OH端,再通过酶联显色或荧光检测定量分析结果。

可做细胞悬液、福尔马林固定或石蜡处理的组织、细胞培养物等多种样本的检测。

4、 LM-PCRLadder ( 连接介导的PCR检测 )当凋亡细胞比例较小以及检测样品量很少(如活体组织切片)时,直接琼脂糖电泳可能观察不到核 DNA的变化。

细胞凋亡的形态实验报告

细胞凋亡的形态实验报告

一、实验目的本实验旨在观察细胞凋亡的形态学特征,了解细胞凋亡的发生过程,为细胞凋亡的研究提供形态学依据。

二、实验材料1. 细胞培养:小鼠胚胎成纤维细胞(NIH 3T3细胞);2. 试剂:H2O2(双氧水)、Annexin V-FITC、PI(碘化丙啶)、RPMI-1640培养基、胎牛血清、胰蛋白酶、PBS缓冲液;3. 仪器:倒置显微镜、荧光显微镜、流式细胞仪、超净工作台、CO2培养箱。

三、实验方法1. 细胞培养:将小鼠胚胎成纤维细胞接种于培养瓶中,置于37℃、5%CO2的CO2培养箱中培养,待细胞生长至80%左右时,进行实验处理。

2. 实验分组:(1)正常组:不做任何处理,作为对照组;(2)凋亡组:加入0.8mol/L H2O2溶液处理细胞24小时。

3. 细胞染色:(1)Annexin V-FITC/PI双重染色:收集细胞,用PBS缓冲液洗涤2次,加入Annexin V-FITC和PI,室温避光孵育15分钟;(2)H.E染色:收集细胞,用PBS缓冲液洗涤2次,加入H.E染色液,室温避光孵育15分钟。

4. 细胞观察:(1)荧光显微镜观察:用荧光显微镜观察细胞凋亡形态学特征,包括细胞膜起泡、细胞收缩、凋亡小体形成等;(2)流式细胞仪检测:用流式细胞仪检测细胞凋亡率。

5. 数据分析:采用SPSS软件对实验数据进行统计分析。

四、实验结果1. 荧光显微镜观察:凋亡组细胞出现细胞膜起泡、细胞收缩、凋亡小体形成等形态特征,与对照组相比,凋亡组细胞凋亡率显著升高(P<0.05)。

2. 流式细胞仪检测:凋亡组细胞凋亡率显著升高(P<0.05),约为对照组的2倍。

五、实验讨论1. 细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种形式,具有形态学特征,如细胞膜起泡、细胞收缩、凋亡小体形成等。

本实验中,凋亡组细胞出现这些形态特征,表明细胞凋亡已发生。

2. Annexin V-FITC/PI双重染色是一种常用的细胞凋亡检测方法,可以检测细胞凋亡率。

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一、定性和定量研究只定性的研究方法:常规琼脂糖凝胶电泳、脉冲场倒转琼脂糖凝胶电泳、形态学观察(普通光学显微镜、透射电镜、荧光显微镜)进行定量或半定量的研究方法:各种流式细胞仪方法、原位末端标记法、ELISA定量琼脂糖凝胶电泳。

二、区分凋亡和坏死可将二者区分开的方法:琼脂糖凝胶电泳,形态学观察(透射电镜是是区分凋亡和坏死最可靠的方法),Hoechst33342/PI双染色法流式细胞仪检测,AnnexinV/PI双染色法流式细胞仪检测等。

不能将二者区分开的方法:原位末端标记法、PI单染色法流式细胞仪检测等。

三、样品来源不同选择组织:主要用形态学方法(HE染色,透射电镜、石蜡包埋组织切片进行原位末端标记,ELISA 或将组织碾碎消化做琼脂糖凝胶电泳)。

四、细胞凋亡检测1、早期检测:1) PS(磷脂酰丝氨酸)在细胞外膜上的检测2)细胞内氧化还原状态改变的检测3)细胞色素C的定位检测4) 线粒体膜电位变化的检测2、晚期检测:细胞凋亡晚期中,核酸内切酶在核小体之间剪切核DNA,产生大量长度在180-200 bp 的DNA 片段。

对于晚期检测通常有以下方法:1) TUNEL(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记)2) LM-PCR Ladder (连接介导的PCR检测)3) Telemerase Detection (端粒酶检测)3、生化检测:1)典型的生化特征:DNA 片段化2)检测方法主要有:琼脂糖凝胶电泳、原位末端标记(TUNEL)等3)TUNEL(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记)4)通过DNA末端转移酶将带标记的 dNTP (多为dUTP)间接或直接接到DNA片段的3’-OH 端,再通过酶联显色或荧光检测定量分析结果。

可做细胞悬液、福尔马林固定或石蜡处理的组织、细胞培养物等多种样本的检测。

4、LM-PCR Ladder (连接介导的PCR检测)当凋亡细胞比例较小以及检测样品量很少(如活体组织切片)时,直接琼脂糖电泳可能观察不到核DNA的变化。

通过LM-PCR,连上特异性接头,专一性地扩增梯度片段,从而灵敏地检测凋亡时产生梯度片段。

此外,LM-PCR 检测是半定量的,因此相同凋亡程度的不同样品可进行比较。

如果细胞量很少,还可在分离提纯DNA后,用32P-ATP和脱氧核糖核苷酸末端转移酶(TdT)使DNA标记,然后进行电泳和放射自显影,观察凋亡细胞中DNA ladder的形成。

上述两种方法都针对细胞凋亡晚期核DNA断裂这一特征,但细胞受到其它损伤(如机械损伤,紫外线等)也会产生这一现象,因此它对细胞凋亡的检测会受到其它原因的干扰。

需结合其它的方法来检测细胞凋亡。

其它方法:1)Telemerase Detection (端粒酶检测)端粒酶是由RNA和蛋白组成,它可以自身RNA为模板逆转录合成端粒区重复序列,使细胞获得“永生化”。

正常体细胞是没有端粒酶活性的,每分裂一次,染色体的端粒会缩短,这可能作为有丝分裂的一种时钟,表明细胞年龄、复制衰老或细胞凋亡的信号。

研究发现,90%以上的癌细胞或凋亡细胞都具有端粒酶的活性。

2)mRNA水平的检测研究者们发现了很多在细胞凋亡时表达异常的基因,检测这些特异基因的表达水平也成为检测细胞凋亡的一种常用方法。

据报道,Fas 蛋白结合受体后能诱导癌细胞中的细胞毒性T细胞(cytotoxic T cells)等靶细胞。

Bcl-2 和bcl-X (长的) 作为抗凋亡(bcl-2 和bcl-X)的调节物,它们的表达水平比例决定了细胞是凋亡还是存活。

用荧光定量PCR技术来检测基因表达水平无疑比之前者更快更准确。

通过检测fas, bax-alpha 和 bcl-X (长的) 基因的mRNA表达水平来进行细胞凋亡的检测。

5、细胞内氧化还原状态改变的检测:正常状态下,谷光苷肽(GSH)作为细胞的一种重要的氧化还原缓冲剂。

细胞内有毒的氧化物通过被GSH还原而定期去除,氧化型的GSH又可被GSH还原酶迅速还原。

这一反应在线粒体中尤为重要,许多呼吸作用中副产物的氧化损伤将由此被去除。

当细胞内GSH的排除非常活跃时,细胞液就由还原环境转为氧化环境,这可能导致了凋亡早期细胞线粒体膜电位的降低,从而使细胞色素C(三羧酸循环中的重要组分)从线粒体内转移到细胞液中,启动凋亡效应器caspase的级联反应。

6、细胞色素C的定位检测细胞色素C作为一种信号物质,在细胞凋亡中发挥着重要的作用。

正常情况下,它存在于线粒体内膜和外膜之间的腔中,凋亡信号刺激使其从线粒体释放至细胞浆,结合Apaf-1 (apoptotic protease activating factor-1)后启动caspase级联反应:细胞色素C/Apaf-1复合物激活caspase-9,后者再激活caspase-3和其它下游caspase。

7、线粒体膜电位变化的检测:1)线粒体跨膜电位的耗散与细胞凋亡有密切关系2)近年来陆续有报道说明线粒体跨膜电位的耗散早于核酸酶的激活,也早于磷酯酰丝氨酸暴露于细胞表面。

而一旦线粒体跨膜电位耗散,细胞就会进入不可逆的凋亡过程。

3)在细胞凋亡过程中线粒体跨膜电位的耗散主要是由于线粒体内膜的通透性转变,这是由于生成了动态的由多个蛋白质组成的位于线粒体内膜与外膜接触位点的通透性转变孔道(PT 孔道)能稳定线粒体跨膜电位就能防止细胞凋亡。

线粒体在细胞凋亡作用中的进一步证据:1)若将纯化的正常的线粒体与纯化的细胞核在一起保温,并不导致细胞核的变化。

但若将诱导生成PT孔道的线粒体与纯化的细胞核一同保温,细胞核即开始凋亡变化。

2)形态学观察,看到细胞数目有限,统计学上的准确性受影响;3)凝胶电泳检测DNA破坏了细胞的完整性也不能测出凋亡细胞占总细胞的比例;4)流式细胞术可检测细胞、亚细胞及分子水平的特征性变化。

用于流式细胞仪检测的染料:PI、Hoechst、 EB、 DAPI、丫啶橙等,其中PI、Hoechst最常用。

PI和Hoechst33342双标:PI、Hoechst33342均可与细胞核DNA(或RNA)结合。

但是PI不能通过正常的细胞膜,Hoechst 则为膜通透性的荧光染料,故细胞在处于坏死或晚期调亡时细胞膜被破坏,这时可为PI着红色。

正常细胞和中早期调亡细胞均可被Hoechst着色,但是正常细胞核的Hoechst着色的形态呈圆形,淡兰色,内有较深的兰色颗粒;而调亡细胞的核由于浓集而呈亮兰色,或核呈分叶,碎片状,边集。

故PI着色为坏死细胞;亮兰色,或核呈分叶状,边集的Hoechst着色的为调亡细胞。

PI和Annexin-V双标:磷脂酰丝氨酸(PS)正常位于细胞膜的内侧,但在细胞凋亡的早期(或细胞损伤时)PS可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜的表面,暴露在细胞外环境中。

Annexin-V(green)可以和磷脂酰丝氨酸(PS)特异性结合。

因此细胞处于调亡或坏死时,Annexin-V可为阳性(早期的坏死细胞可能为阴性)。

但是只有坏死的细胞PI是阳性五、形态学观察1、普通光学显微镜观察2、透射电子显微镜观察3、荧光显微镜观察1、普通光镜下观察:1)用苏木素-伊红(HE)染色:细胞核固缩碎裂、呈蓝黑色、胞浆呈淡红色(凋亡细胞),正常细胞核呈均匀淡蓝色或蓝色,坏死细胞核呈很淡的蓝色或蓝色消失2)Giemsa染色法、瑞氏染色法等,正常细胞核的色泽均一,凋亡细胞染色变深,坏死细胞染色浅或没染上颜色直接用倒置显微镜观察:1)细胞体积变小,全面皱缩;2)凋亡小体为数个圆形小体围绕在细胞周围。

2、透射电子显微镜观察凋亡细胞体积变小,细胞质浓缩。

细胞凋亡过程中细胞核染色质的形态学改变分为三期:Ⅰ期的细胞核呈波纹状或呈折缝样,部分染色质出现浓缩状态;Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;Ⅱb期的细胞核裂解为碎块,产生凋亡小体。

3、荧光显微镜常用的荧光染料:丫啶橙、 PI 、DAPI、Hoechst33258 和Hoechst33342、EB等Hoechst 33342、Hoechst 33258、 DAPI三种染料与DNA的结合是非嵌入式的,主要结合在DNA的A-T碱基区。

紫外光激发时发射明亮的蓝色荧光。

1)PI双染色法基本原理Hoechst是与DNA特异结合的活性染料,能进入正常细胞膜而对细胞没有太大得细胞毒作用。

Hoechst 33342在凋亡细胞中的荧光强度要比正常细胞中要高。

DAPI为半通透性,用于常规固定细胞的染色。

碘化丙啶(PI)是一种核酸染料,它不能透过完整的细胞膜,但在凋亡中晚期的细胞和死细胞,PI能够透过细胞膜而将细胞核染红。

因此将Annexin-V与PI匹配使用,就可以将凋亡早晚期的细胞以及死细胞区分开来。

注意事项:细胞凋亡时,其DNA可染性降低被认为是凋亡细胞的标志之一,但这种DNA可染性降低也可能是因为DNA含量的降低,或者是因为DNA结构的改变使其与染料结合的能力发生改变所致。

在分析结果时应该注意。

六、细胞凋亡的分子生物学检测方法:细胞凋亡中染色体DNA的断裂是个渐进的分阶段的过程,染色体DNA首先在内源性的核酸水解酶的作用下降解为50-300kb的大片段。

然后大约30 ﹪的染色体DNA在Ca ²+和Mg²+依赖的核酸内切酶作用下,在核小体单位之间被随机切断,形成180~200bp核小体DNA多聚体。

DNA双链断裂或只要一条链上出现缺口而产生的一系列DNA的3’-OH末端可在脱氧核糖核苷酸末端转移酶(TdT)的作用下,将脱氧核糖核苷酸和荧光素、过氧化物酶、碱性磷酸化酶或生物素形成的衍生物标记到DNA的3’-末端,从而可进行凋亡细胞的检测,这类方法一般称为脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(TUNEL)。

由于正常的或正在增殖的细胞几乎没有DNA的断裂,因而没有3’-OH形成,很少能够被染色。

低分子量的DNA分离后,也可使用DNA聚合酶进行缺口翻译(nick translation),使低分子量的DNA标记或染色,然后分析凋亡细胞。

TUNEL或缺口翻译法实际上是分子生物学与形态学相结合的研究方法,对完整的单个凋亡细胞核或凋亡小体进行原位染色,能准确的反应细胞凋亡最典型的生物化学和形态特征,可用于石蜡包埋组织切片、冰冻组织切片、培养的细胞和从组织中分离的细胞的细胞凋亡测定,并可检测出极少量的凋亡细胞,灵敏度远比一般的组织化学和生物化学测定法要高,因而在细胞凋亡的研究中已被广泛采用。

过氧化物酶标记测定法原理:脱氧核糖核苷酸衍生物地高辛[(digoxigenin)-11-dUTP]在TdT酶的作用下,可以掺入到凋亡细胞双链或单链DNA的3-OH末端,与dATP形成异多聚体,并可与连接了报告酶(过氧化物酶或碱性磷酸酶)的抗地高辛抗体结合。

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