细胞凋亡及检测方法

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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。

细胞凋亡检测方法

细胞凋亡检测方法

细胞凋亡的检测方法一、细胞凋亡概念:细胞凋亡是指为维持内环境的稳定,有基因控制的细胞自主的程序性死亡。

细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用;它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。

细胞凋亡与胚胎发育、自身免疫耐受、肿瘤发生、病毒感染等生理、病理过程密切相关,近年来一直是生物医学领域各专业的研究热点。

选择合适的凋亡检测方法是研究细胞凋亡研究的关键。

二、细胞凋亡的检测方法:1. 磷酯酰丝氨酸(PS)外翻法(Annexin V 法)在凋亡细胞中,磷酯酰丝氨酸 (PS) 从质膜内侧转移到外侧,暴露在细胞外环境中。

荧光基团或荧光蛋白标记的膜联蛋白V 可与暴露在质膜外侧的PS 结合,用于识别凋亡细胞。

碘化丙啶(propidine iodide, 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 能够透过细胞膜而使细胞核红染。

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。

应用实例:以FITC Annexin V/ PI Apoptosis Kit 为例子2. Caspase-3活性的检测:半胱氨酸蛋白酶caspase 家族蛋白的激活是凋亡进程中的一个必要的决定性事件。

其中caspase-3的激活在凋亡信号传导的许多途径中发挥着关键的作用。

Caspase-3正常以酶原(32KDa )的形式存在于胞浆中,在凋亡的早期阶段,它被激活,活化的Caspase-3由两个大亚基(17KDa )和两个小亚基(12KDa)组成,图1. 使用10 μM 喜树碱处理Jurkat 细胞4 小时作为阳性实验组(右图),同时设置未处理组做阴性对照(左图)。

使用FITC Annexin V/ PI Apoptosis Kit 对以上两组细胞进行相应的实验处理,流式细胞仪进行观察。

细胞凋亡常用检测方法

细胞凋亡常用检测方法

细胞凋亡常用检测方法
以下是 6 条关于细胞凋亡常用检测方法的内容:
1. 哎呀呀,流式细胞术检测法你可不能错过呀!就好比在细胞的世界里,它像是一个超级侦探,能快速又准确地发现哪些细胞在凋亡呢!比如说,在研究一些疾病时,它就能帮我们搞清楚细胞的状态变化,神奇吧!
2. 嘿,还有形态学观察法哟!这就像是用一双敏锐的眼睛直接去看细胞凋亡后的模样变化,像那些凋亡小体啥的,都能被发现,就像在细胞的世界里寻找独特的线索一样,是不是很有意思呀!
3. 哇塞,DNA 片段化检测也超重要的呀!这就好像是去拆解细胞凋亡留下
的特殊“密码”,通过检测那些断裂的 DNA 片段,就能知道细胞是不是走上凋亡之路了。

比如在检测肿瘤细胞的时候,这可派上大用场啦!
4. 听我说呀,检测蛋白表达情况也是个好办法呢!就像是给细胞身上的蛋白做个标记,一旦细胞凋亡,这些蛋白就会有不一样的表现,这不就容易发现啦?好比在研究细胞的生命轨迹时,这能提供关键信息哟!
5. 哈哈,TUNEL 法也很厉害呢!它就如同给凋亡的细胞打上一个独特的“印章”,让它们无处可藏。

想象一下,在复杂的细胞群体中,一下子就能把凋亡的那些给找出来,多牛呀!
6. 哎哟哟,Annexin V 法也不能不提呀!它简直就是抓住细胞凋亡早期信号的高手,就像在细胞刚刚开始变化时就一把抓住,能及时发现呢!比如在研究某些药物对细胞的作用时,它就能大显身手啦!
总之,这些细胞凋亡常用检测方法都各有各的奇妙之处,它们可是我们探索细胞世界的得力工具呀!。

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、发育和疾病发生中起着重要作用。

因此,准确、可靠地检测细胞凋亡是细胞生物学和生物医学研究中的重要课题。

本文将介绍几种常用的细胞凋亡检测方法,希望能为相关研究提供一些参考。

首先,细胞凋亡的形态学特征是细胞体积缩小、细胞核浓缩、细胞膜破裂和细胞内出现凋亡小体等。

因此,通过显微镜观察细胞形态变化是最直观的方法之一。

在实验中,可以使用荧光染料(如荧光素酶、荧光素酶底物等)标记细胞核和细胞膜,然后观察细胞形态的改变。

这种方法简单直观,但不够精确,需要结合其他方法进行验证。

其次,细胞凋亡过程中,细胞内的DNA发生断裂和片段化,产生特征性的DNA ladder。

因此,DNA ladder检测是一种常用的细胞凋亡检测方法。

实验中,可以通过DNA提取、电泳等技术,检测细胞内DNA的片段化情况。

这种方法对于凋亡细胞的检测比较准确,但需要较多的细胞样本和专业的实验操作技术。

另外,细胞凋亡过程中,细胞膜上的磷脂会外翻,暴露磷脂酰丝氨酸(PS)在细胞表面。

因此,PS外露检测是一种常用的细胞凋亡检测方法。

实验中,可以使用PS结合蛋白标记或荧光染料标记PS,然后通过流式细胞术或显微镜观察PS的表达情况。

这种方法对于凋亡细胞的检测比较灵敏,但需要较为昂贵的试剂和设备。

最后,细胞凋亡过程中,细胞内的一些蛋白酶活性会发生改变,如半胱氨酸蛋白酶(caspase)的活化。

因此,caspase活性检测是一种常用的细胞凋亡检测方法。

实验中,可以使用荧光染料标记caspase活性底物,然后通过荧光显微镜或流式细胞仪检测caspase的活化情况。

这种方法可以直接反映细胞内凋亡信号通路的活性,但需要较为复杂的实验操作和数据分析。

综上所述,细胞凋亡的检测方法多种多样,各有优缺点。

在实际研究中,可以根据具体的研究目的和条件选择合适的方法进行细胞凋亡检测。

希望本文介绍的方法能够为相关研究提供一些帮助,推动细胞凋亡机制的深入研究,为疾病的防治提供新的思路和方法。

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。

检测细胞凋亡的三种流式方法

检测细胞凋亡的三种流式方法

检测细胞凋亡的三种流式方法细胞凋亡(apoptosis)是细胞自主性死亡的过程,是正常细胞发育和组织调控的重要途径。

为了研究细胞凋亡的机制和调控,科学家们发展出了许多方法来检测和定量细胞凋亡的发生。

其中流式细胞术(flow cytometry)是最常用的方法之一,根据不同的细胞特征和所需信息,可以有多种方法用于检测细胞凋亡。

下面将介绍三种常用的流式细胞术方法。

1. 荧光标记的Annexin V/PI双染法:Annexin V是一种细胞外结合蛋白,具有高度特异性结合细胞凋亡的特点。

当细胞凋亡发生时,磷脂酰丝氨酸(PS)从细胞内翻转至细胞外,而Annexin V能够结合在PS上。

Propidium Iodide(PI)能够穿过损伤的细胞膜,结合到细胞核内的DNA分子上。

通过将Annexin V标记为绿色荧光染料,将PI标记为红色荧光染料,通过流式细胞术定量测量荧光信号的强度,可以区分出未凋亡细胞(Annexin V和PI双阴性),早期凋亡细胞(Annexin V阳性,PI阴性),晚期凋亡和坏死细胞(Annexin V和PI双阳性)等不同状态的细胞。

2.荧光标记的DNA碎片染色法:3. 荧光标记的Caspase活性检测法:Caspases是细胞凋亡过程中的关键酶,它们在给定的信号下被激活并参与调节细胞凋亡的执行阶段。

通过使用荧光标记的Caspase底物,如FLICA系列(Fluorochrome Inhibitor of Caspases)、CaspGLOW系列(Caspase-Glo Kits),可以测量细胞中Caspase的活性。

这些底物在被Caspase酶剪切后会释放出荧光信号,通过流式细胞技术可以测量荧光信号的强度。

由于Caspase活性与细胞凋亡过程密切相关,因此可以利用这些荧光标记底物来定量测量细胞凋亡的发生。

总结起来,流式细胞术是一种非常有效的方法用于检测细胞凋亡的发生。

Annexin V/PI双染法可以定量测量不同状态的细胞,DNA碎片染色法可以测量细胞凋亡的程度,荧光标记的Caspase活性检测法可以测量细胞中Caspase的活性。

简述细胞凋亡的检测方法

简述细胞凋亡的检测方法
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细胞凋亡检测方法简述如下:
①形态学检测:利用光学显微镜、荧光显微镜乃至透射电子显微镜观察细胞形态变化,如细胞收缩、核染色质浓缩等。

②Annexin V标记:利用Annexin V与磷脂酰丝氨酸特异性结合的特性,荧光标记的Annexin V可检测早期凋亡细胞膜外翻的磷脂酰丝氨酸,结合PI可区分早晚期凋亡与坏死细胞。

③TUNEL染色法:检测细胞DNA断裂情况,通过标记末端脱氧核苷酸转移酶介导的DNA缺口,荧光显微镜下观察凋亡细胞的DNA片段化。

④Hoechst染色:使用荧光染料如Hoechst 33342染色细胞核,观察凋亡细胞核形态的改变,如浓缩、碎裂。

⑤DNA Ladder电泳:提取细胞DNA进行凝胶电泳,凋亡细胞DNA呈现特征性的梯状条带,反映DNA在核小体间的特定位置断裂。

细胞凋亡的六种检查方法

细胞凋亡的六种检查方法一、引言细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,它在生物体的正常发育和疾病的发生中都起到了重要作用。

因此,对于细胞凋亡的检测方法也成为了科学家们关注的焦点之一。

本文将介绍六种常见的细胞凋亡检测方法。

二、TUNEL法TUNEL法是一种常见的检测DNA断裂和凋亡细胞数量的方法。

它利用末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)标记DNA断裂末端,并通过荧光或酶标记来检测。

操作步骤如下:1. 取出样品,并将其固定在载玻片上;2. 用缓冲液进行处理,使得DNA断裂末端暴露出来;3. 加入TdT和dUTP标记物,使得dUTP与DNA断裂末端连接;4. 洗涤样品,并加入抗dUTP抗体标记物;5. 洗涤样品,并观察荧光或颜色变化。

三、Annexin V染色法Annexin V染色法可以同时检测早期和晚期凋亡细胞。

它利用细胞表面磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)的变化,通过Annexin V结合检测细胞凋亡。

操作步骤如下:1. 取出样品,并将其固定在载玻片上;2. 加入Annexin V标记物,使得其与PIP2结合;3. 加入PI染色剂,使得细胞核染色;4. 观察荧光或颜色变化。

四、Caspase活性检测法Caspase活性检测法可以检测细胞内Caspase的活性水平,从而判断凋亡的程度。

操作步骤如下:1. 取出样品,并将其固定在载玻片上;2. 加入Caspase底物和缓冲液,使得Caspase底物被水解;3. 观察荧光或颜色变化。

五、DNA Ladder分析法DNA Ladder分析法可以检测DNA的断裂情况,从而判断凋亡的程度。

操作步骤如下:1. 取出样品,并提取其中的DNA;2. 用琼脂糖凝胶电泳分离DNA,并观察条带形态。

六、电子显微镜观察法电子显微镜观察法可以直接观察细胞的形态和结构变化,从而判断凋亡的程度。

操作步骤如下:1. 取出样品,并进行适当处理;2. 用电子显微镜观察细胞形态和结构变化。

七、总结以上六种方法是常见的细胞凋亡检测方法,每种方法都有其特点和优缺点。

鉴定细胞凋亡的常用方法

鉴定细胞凋亡的常用方法细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种形式,是维持生物体正常生长发育和组织修复的重要机制。

凋亡与疾病的关系密切,如肿瘤、神经退行性疾病、心血管疾病等。

因此,鉴定细胞凋亡的常用方法对于疾病的诊断和治疗具有重要的意义。

本文将介绍几种常用的细胞凋亡鉴定方法。

一、TUNEL法TUNEL法是一种基于末端脱氧核苷酸转移酶(dUTP-nick end labeling,TUNEL)技术的细胞凋亡检测方法。

该方法通过在细胞凋亡时,末端脱氧核苷酸转移酶(dUTP-nick end labeling,TUNEL)将标记物dUTP标记在DNA的3'末端,然后使用荧光显微镜观察标记物的荧光强度。

该方法的优点是操作简便,结果准确可靠,适用于多种样本类型的细胞凋亡检测。

二、Annexin V-FITC/PI双染法Annexin V-FITC/PI双染法是一种流式细胞术检测细胞凋亡的方法。

该方法通过Annexin V结合细胞膜上的磷脂酰胆碱(PS)和PI结合细胞核DNA,将细胞分为四个区域:Annexin V-FITC(-)/PI(-)区域表示正常细胞;Annexin V-FITC(+)/PI(-)区域表示早期凋亡细胞;Annexin V-FITC(+)/PI(+)区域表示晚期凋亡细胞;AnnexinV-FITC(-)/PI(+)区域表示坏死细胞。

该方法的优点是高灵敏度和高特异性,可以同时检测细胞凋亡和坏死。

三、DNA Ladder检测DNA Ladder检测是一种检测细胞凋亡的传统方法。

该方法通过电泳分离DNA,检测DNA的大小和形态是否发生变化,如出现约180bp 的DNA片段,则提示细胞凋亡。

该方法的缺点是需要较多的细胞样本,且不能区分细胞凋亡的早期和晚期。

四、Caspase活性检测Caspase是细胞凋亡的重要调节因子,Caspase活性检测是一种检测细胞凋亡的方法。

该方法通过检测Caspase活性的改变来判断细胞凋亡的程度,如Caspase-3活性增加,则提示细胞凋亡。

细胞凋亡的检测方法

细胞凋亡的检测方法细胞凋亡是一种重要的细胞生理现象,它在生物发育、组织维持和疾病发展中起着重要的作用。

因此,准确、快速、高效地检测细胞凋亡的发生和程度对于深入理解相关生物学问题至关重要。

目前,已经发展了多种方法来检测细胞凋亡,下面将对其中几种常用的方法进行介绍。

一、形态学方法形态学方法是最早也是最常用的细胞凋亡检测方法之一、通过观察细胞形态和结构的变化来判断细胞是否发生凋亡。

常用的形态学检测方法包括:1.光镜观察:借助光学显微镜观察细胞的形态,发现凋亡细胞的典型特点,如细胞体积缩小、细胞内形成凋亡小体等。

2.电镜观察:通过电子显微镜观察细胞的超微结构,可以观察到凋亡细胞的特征,如凋亡小体形成、核染色质浓缩等。

二、DNA片段化检测方法DNA片段化是细胞凋亡的一个重要特征,因此检测DNA片段化的程度可以作为细胞凋亡的指标之一、目前常用的DNA片段化检测方法包括:1.凝胶电泳:通过DNA凝胶电泳的方式,通过凝胶上DNA片段的迁移速度和大小,可以判断细胞是否发生凋亡。

凋亡细胞的DNA片段通常呈现“梯度”形态,即多条较短的DNA片段。

2. Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP Nick End Labeling (TUNEL):TUNEL法是一种常用的细胞凋亡DNA片段化检测方法。

通过将荧光或酶标记的dUTP引入DNA断裂的末端,然后标记dUTP与断裂末端发生联结,从而实现对凋亡细胞的识别。

三、蛋白质检测方法细胞凋亡相关蛋白质在细胞凋亡过程中发生变化,因此可以通过检测蛋白质表达的变化来判断细胞是否发生凋亡。

1. 蛋白质免疫印迹法(Western blot):通过将细胞提取物进行电泳分离后,使用特异性的抗体与目标蛋白质结合,然后进行蛋白质的检测和定量,从而判断细胞凋亡的发生。

2.免疫组化:通过使用特异性的抗体与目标蛋白质结合,然后利用荧光染料或酶标记的二抗进行检测,可以观察细胞中凋亡相关蛋白质的定位和表达水平变化。

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细胞凋亡细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也常常称为细胞编程性死亡(programmed cell death,PCD)。

具体指细胞遇到内、外环境因子刺激时,受基因调控启动的自杀保护措施,包括一些分子机制的诱导激活和基因编程,通过这种方式去除体内非必需的细胞或即将发生特化的细胞。

例如,蛙的个体发育过程中,四肢的形成过程中尾巴消失等现象,都涉及细胞的自动死亡。

在形态学上把细胞凋亡分为三个阶段:第一个阶段是凋亡的开始,此阶段只是进行数分钟,细胞中所表现的特征是:微绒毛消失,细胞间接触消失,但是质膜保持完整性,线粒体大体完整,核糖体逐渐与内质网脱离,内质网囊腔膨胀,并与质膜发生融合,染色质固缩等等;第二阶段是形成凋亡小体,核染色质发生断裂,形成许多的片段,与一些细胞器聚集在一起,然后被细胞质膜包围,形成凋亡小体;第三阶段是凋亡小体被吞噬细胞所吞噬,而其残留物质被消化后重新使用。

细胞凋亡是一个主动性自杀过程,所以它是一个耗能的过程,需要ATP提供能量。

【细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。

细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用;它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。

细胞发生凋亡时,就像树叶或花的自然凋落一样,对于这种生物学观察,借用希腊“Apoptosis”来表示,意思是像树叶或花的自然凋落,可译为细胞凋亡。

人体内的细胞注定是要死亡的,有些死亡是生理性的,有些死亡则是病理性的,有关细胞死亡过程的研究,近年来已成为生物学、医学研究的一个热点,到目前为此,人们已经知道细胞的死亡起码有两种方式,即细胞坏死与细胞凋亡(apoptosis)。

细胞坏死是早已被认识到的一种细胞死亡方式,而细胞凋亡则是近年逐渐被认识的一种细胞死亡方式。

细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。

它在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。

细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型,而且具有重要的生物学意义及复杂的分子生物学机制。

凋亡是多基因严格控制的过程。

这些基因在种属之间非常保守,如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等,随着分子生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了相当的认识,但是迄今为止凋亡过程确切机制尚不完全清楚。

而凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系。

如肿瘤、自身免疫性疾病等,能够诱发细胞凋亡的因素很多,如射线、药物等。

细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。

细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程在不同的情况下,细胞凋亡的信号转导途径是有差别的,根据对caspase家族(半胱氨酸蛋白酶,它们的活性位点均包括半胱氨酸残基,能够特异的切割靶蛋白天冬氨酸残基后的肽键,目前已有13种caspase成员被先后发现或克隆,其中6种caspase与细胞凋亡有关)的依赖性可分为两大类型。

一类称为外在途径,由细胞表面的死亡受体,如Fas和肿瘤坏死因子受体家族(TNF-R)引发,死亡受体与配体结合后,通过跨膜信号转导把死亡信号转导入细胞内死亡域,进而引起caspase联级反应;另一类称为内在途径或线粒体途径,由许多应激条件、化学治疗试剂和药物所表1细胞凋亡和细胞坏死的区别区别点细胞凋亡细胞坏死起因生理或病理性病理性变化或外界因素的巨变如高温、强压等范围单个分散的细胞大片组织或成群细胞细胞膜保持完整,一直到形成凋亡小体破损,通透性增加染色质凝聚在核膜下呈半月状呈絮状细胞器无明显变化,保持完整肿胀、内质网崩解细胞体积固缩变小肿胀变大凋亡小体有,被邻近细胞或巨噬细胞吞噬无,细胞自溶,残余碎片被巨噬细胞吞噬基因组DNA有控降解,等量断裂随机降解,无规则降解蛋白质合成有无调节过程受基因调控被动进行炎症反应无,不放细胞内容物有,释放内容物,有明显的炎症反应。

发生基因突变,也没有发生基因重组和染色体变异。

细胞凋亡与细胞坏死的联系在某些细胞中,蛋白激酶RIP3的表达量是控制细胞凋亡或细胞坏死的关键。

如果RIP3表达量高细胞走向坏死路径;RIP3表达量低细胞则走向凋亡路径。

凋亡是一种自然死亡,是一种正常的生理现象,凋物中扩增到目的基因,而非转基因生物中则扩增不出目的基因。

PCR具有高度特异性和灵敏度,已成为转基因检测的核心技术并得到广泛应用,可用于定性或定量分析。

定性PCR主要有标准PCR、巢式和半巢式PCR、多重PCR等,定量PCR主要有竞争定量PCR、实时荧光定量PCR、PCR-ELISA等。

早在1986年,Sen和他的同事们通过试验在B淋巴细胞的核提取物中发现了一种能与免疫球蛋白κ轻链基因特异结合的蛋白因子,并将其命名为核因子κB(Nuclear factor Kappa B,NF-κB)。

NF-κB广泛存在于多种细胞中,当细胞受到外部刺激(药物、辐射、缺氧等)或者细胞因子、病毒感染、脂多糖等刺激时,NF-κB 被激活并与相应的病毒、细胞因子、受体蛋白等所调节的基因增强子区结合,启动基因转录。

随着时间的推移,研究逐渐证明NF-κB是一种细胞核内极为重要的转录调节因子,对于细胞的增殖和分化、衰老和死亡、黏附和迁移都具有重要的调节作用。

NF-κB是由NF-κB/Rel蛋白家族成员NF-κB1(p50/前体为P105)、NF-κB2(p52/前体为P100)、Rel(p65)、RelB和C-Rel以同源或异源二聚体的形式组成。

虽然有多个不同的二聚体组合,但p50和 p65 组成的二聚体最早被发现,并且其分布和作用也最为广泛,是通常所说的NF-κB。

在细胞静息状态下,NF-κB以无活性状态存在于细胞浆中,并与抑制因子IκBs(包括IκBα、IκBβ,IκBγ、IκBε、IκBζ、IκBS和Bcl-3等)一起组成了异源多聚体P50/P60/IκBs。

在这个多聚体中,IκBs能阻碍 P50 和P65的二聚体化,使NF-κB以无活性的形式存在。

当细胞受到肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factorα,TNFα)、白介素或者其他药物的刺激时,IκBs的激酶IκK会被磷酸化激活,并作用于P50/P60/IκBs三聚体中的IκBs,使其从三聚体中脱离并被泛素化降解,暴露出P50亚基上的移位信号和P65亚基上的DNA结合位点,从而使P50/P65二聚体表现出NF-κB活性,并从细胞浆移位到细胞核中,然后与靶基因的κB基序结合,发挥转录调控作用。

除了上述的典型激活方式,NF-κB的激活还存在其他非典型的方式。

在非经典激活途径中,P100和RelB的二聚体被激活,这种激活主要存在于B细胞和T细胞发育过程中。

接收到特定的受体信号后(例如淋巴毒素B和B细胞活化因子)在NF-κB诱导激酶(NIK)的作用下,IκKa复合体被磷酸化进而引起p100的磷酸化,经蛋白激酶作用诱导产生p52-RelB异源二聚体,并使其进入细胞核参与核转录活动。

NF-κB对细胞凋亡的调控作用细胞凋亡是多细胞生物一种正常的生命现象,在受到外部或者内部的刺激以后,细胞为了维护内环境的稳态,出现由多种基因控制的细胞程序性的主动死亡。

细胞凋亡对于维持细胞正常生长和代谢稳定具有十分重要的意义,而细胞凋亡的异常与各种肿瘤的产生密切相关】细胞凋亡检测方法一、细胞凋亡的形态学检测1、光学显微镜和倒置显微镜(1)未染色细胞:凋亡细胞的体积变小、变形,全面皱缩,细胞膜完整但出现发泡现象,细胞凋亡晚期可见凋亡小体,凋亡小体为数个圆形小体围绕在细胞周围。

贴壁细胞出现皱缩、变圆、脱落。

(2)染色细胞:姬姆萨(Giemsa)染色、瑞氏染色等:正常细胞核色泽均一;凋亡细胞染色质浓缩、边缘化,核膜裂解、染色质分割成块状和凋亡小体等典型的凋亡形态;坏死细胞染色浅或没染上颜色。

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、荧光显微镜和共聚焦激光扫描显微镜一般以细胞核染色质的形态学改变为指标来评判细胞凋亡的进展情况。

常用的DNA特异性染料有: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。

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细胞毒作用。

Hoechst33342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。

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

但PI不能通过正常细胞膜,Hoechst则为膜通透性荧光染料,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。

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(rippled)或呈折缝样(creased),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(图1)。

3、透射电子显微镜观察凋亡细胞体积变小,细胞质浓缩。

凋亡Ⅰ期(pro-apoptosis nuclei)的细胞核内染色质高度盘绕,出现许多称为气穴现象(cavitations)的空泡结构(图2);Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;细胞凋亡的晚期,细胞核裂解为碎块,产生凋亡小体。

二、磷脂酰丝氨酸外翻分析(AnnexinV法)磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine, PS)正常位于细胞膜内侧,但在细胞凋亡早期,PS可从细胞膜内侧翻转到细胞膜表面,暴露在细胞外环境中。

磷脂酰丝氨酸的转位发生在凋亡早期阶段,先于细胞核的改变、DNA断裂、细胞膜起泡。

体内的吞噬细胞可通过识别磷脂酰丝氨酸来清除凋亡细胞。

Annexin-V(green)是一种分子量为35-36KD的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白,能与PS高亲和力特异性结合,细胞处于调亡或坏死时,Annexin-V可为阳性(早期坏死细胞可能为阴性),是检测细胞早期凋亡的灵敏指标。

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