提到細胞凋亡,想必大家都不陌生,咱們這個領(lǐng)域的,先不說本科的時候?qū)W過,考研的時候怎么說它也是重要考點之一?;蛟S此時您的腦袋瓜子里立馬浮現(xiàn)出課本上那個經(jīng)典的凋亡信號通路圖......額,還有點記不清......沒關(guān)系,今天小編帶您回顧一下經(jīng)典的細胞凋亡信號通路,再看看它常見的檢測方法。
☆ 細胞凋亡
1)細胞凋亡是一種細胞主動有序的死亡,它涉及一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等作用,它并不是病理條件下自體損傷的一種現(xiàn)象,而是為了更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡。
2)細胞凋亡相關(guān)信號通路。
凋亡信號通路主要包括Caspase依賴型細胞凋亡和Caspase非依賴型細胞凋亡。
☆ 細胞凋亡常用檢測方法
想要了解凋亡常用的檢測方法,首先要知道凋亡的形態(tài)學(xué)變化。形態(tài)學(xué)觀察細胞凋亡的變化是多階段的,細胞凋亡往往涉及多個細胞,即便是一小部分細胞也是非同步發(fā)生的。首先出現(xiàn)的是細胞體積縮小,連接消失,與周圍的細胞脫離,然后是細胞質(zhì)密度增加,接下來會發(fā)生一系列的變化:線粒體膜電位消失;通透性改變;釋放細胞色素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,最終可將凋亡細胞遺骸分割包裹為幾個凋亡小體,無內(nèi)容物外溢。
細胞凋亡檢測通常有形態(tài)學(xué)觀察方法、DNA凝膠電泳、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)核小體測定、流式細胞儀定量分析、Western blot檢測等。
(1)形態(tài)學(xué)觀察
電鏡觀察:可見凋亡細胞表面微絨毛消失,核染色質(zhì)固縮、邊集,常呈新月形,核膜皺褶,胞質(zhì)緊實,細胞器集中,胞膜起泡或出“芽"及凋亡小體及凋亡小體被臨近吞噬細胞吞噬現(xiàn)象。
電子顯微鏡觀察Jurkat細胞凋亡過程中核染色質(zhì)的形態(tài)學(xué)改變
(2)DNA凝膠電泳
細胞凋亡時主要生物化學(xué)特征是其染色質(zhì)發(fā)生濃縮,染色質(zhì)DNA在核小體單位之間的連接處斷裂,形成180~200bp整數(shù)倍的寡核苷酸片段,在凝膠電泳上表現(xiàn)為梯形電泳圖譜(DNA ladder)。通過提取DNA、電泳、UV下可見DNA ladder。此方法是判斷細胞有無凋亡發(fā)生的一種簡便方法,比較適用于體外培養(yǎng)的非增殖性細胞的檢測。
泳道1:DNA ladder
泳道2-3:壞死
泳道4-6:凋亡
泳道7:正常細胞
(3)酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)核小體測定
凋亡細胞的DNA斷裂使細胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)核小體。核小體由組蛋白及其伴隨的DNA片斷組成,可由ELISA法檢測。
檢測步驟:
① 將凋亡細胞裂解后高速離心,其上清液中含有核小體;
② 在微定量板上吸附組蛋白體;
③ 加上清夜使抗組蛋白抗體與核小體上的組蛋白結(jié)合;
④ 加辣過氧化物酶標(biāo)記的抗DNA抗體使之與核小體上的DNA結(jié)合;
⑤ 加酶的底物,測光吸收值。
此方法優(yōu)點:敏感性高、應(yīng)用廣泛、操作簡單;缺點:不能精確定量。
(4)Annexin V/PI法
正常細胞中,磷脂酰絲氨酸(phosphotidylserine,PS)位于細胞膜的內(nèi)側(cè),但在早期凋亡細胞中,PS會從細胞膜的內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到細胞膜的表面,暴露在細胞外環(huán)境中。Annexin-V(膜聯(lián)蛋白-V)是一種分子量為35-36KD的Ca2+依賴性磷脂結(jié)合蛋白,能與PS高親和力結(jié)合。用熒光素(FITC、Alexa Fluor488等)標(biāo)記的Annexin-V作為探針,利用流式細胞儀或熒光顯微鏡可檢測細胞凋亡的發(fā)生。碘化丙啶(propidine iodide, PI)是一種核酸染料,它不能透過完整的細胞膜,但在凋亡中晚期的細胞和壞死細胞,PI能夠透過細胞膜而將細胞核染紅。因此將Annexin-V與PI結(jié)合使用,就可以檢測出細胞群體中的早期凋亡細胞與晚期凋亡細胞。
B3象限:Annexin V-/PI-:活細胞;
B4象限:Annexin V+/PI-:早期凋亡細胞;
B2象限:Annexin V+/PI+:晚期凋亡細胞;
B1象限:Annexin V-/PI+:壞死細胞。
貨號 | 產(chǎn)品名稱 | 規(guī)格 |
abs50001 | Annexin V-FITC/PI細胞凋亡檢測試劑盒 | 25T/50T/100T |
(5)TUNEL法
細胞凋亡中,染色體DNA雙鏈斷裂或單鏈斷裂而產(chǎn)生大量粘性3'-OH末端,可在脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶(TdT)的作用下將脫氧核糖核苷酸和熒光素、過氧化物酶、堿性磷酸酶或生物素形成的衍生物標(biāo)記到DNA的3'末端,從而可進行凋亡細胞的檢測,這類方法稱為脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的缺口末端標(biāo)記法(TUNEL)。
常用的標(biāo)記系統(tǒng):生物素標(biāo)記的dUTP、熒光素標(biāo)記的dUTP、溴分子標(biāo)記的dUTP;
常用的顯色系統(tǒng):Anti-biotin/digoxin/biotin- HRP和DAB;FITC-dUTP/BrdU和流式細胞儀。
貨號 | 產(chǎn)品名稱 | 規(guī)格 |
abs50022 | Biotin TUNEL細胞凋亡試劑盒 | 50T |
abs50047 | TUNEL細胞凋亡試劑盒(綠色熒光) | 20T/50T |
abs50058 | TUNEL細胞凋亡試劑盒(紅色熒光) | 20T/50T |
(6)Western blot檢測
分析Procaspase-3的活化,以及活化的Caspase-3及對底物多聚(ADP-核糖)聚合酶[poly(ADP-ribose)polymerase,PARP]等的裂解。
Caspase家族在介導(dǎo)細胞凋亡的過程中起著非常重要的作用,其中caspase-3為關(guān)鍵的執(zhí)行分子,它在凋亡信號傳導(dǎo)的許多途徑中發(fā)揮功能。Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞漿中,在凋亡的早期階段被激活,活化的Caspase-3由兩個大亞基(17KD)和兩個小亞基(12KD)組成,裂解相應(yīng)的胞漿胞核底物,最終導(dǎo)致細胞凋亡。但在細胞凋亡的晚期和死亡細胞,caspase-3的活性明顯下降。
(7)熒光分光光度計分析
活化的Caspase-3能夠特異切割D1E2V3D4-X底物,水解D4-X肽鍵。根據(jù)這一特點,設(shè)計出熒光物質(zhì)偶聯(lián)的短肽Ac-DEVD-AMC(caspase-3四肽熒光底物 )。在共價偶聯(lián)時,AMC不能被激發(fā)熒光,短肽被水解后釋放出AMC,自由的AMC才能被激發(fā)發(fā)射熒光。根據(jù)釋放的AMC熒光強度的大小,可以測定caspase-3的活性,從而反映Caspase-3被活化的程度。
(8)其他凋亡相關(guān)因素分析
1)△Ψm dissipation(線粒體跨膜電位的消失):TMRM(發(fā)紅色熒光),細胞膜熒光探針DiOC6(3),碘化物(發(fā)綠色熒光)、Rhodamine 123(發(fā)黃綠色熒光)、JC-1(單體形式綠色熒光;多聚體形式紅色熒光)【abs50016-100T:線粒體膜電位檢測試劑盒(JC-1)】,這些染料對線粒體膜電位非常敏感,其熒光的增強或減弱說明線粒體內(nèi)膜電負性的增高或降低。
2)細胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)改變的檢測:通過熒光染料Monochlorobimane(MCB)體外檢測凋亡細胞細胞質(zhì)中谷胱甘肽的減少來檢測凋亡早期細胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的變化。
3)檢測線粒體產(chǎn)生的ROS:無熒光的HE(氫化乙啶)可被ROS氧化為EthBr(溴乙啡啶),發(fā)紅色熒光。NAO(烷化吖啶橙,可發(fā)熒光)能與非氧化的心磷脂(可被ROS氧化)反而失去熒光。
Absin產(chǎn)品線:
爆款產(chǎn)品:試劑盒(mIHC、IHC、凋亡、ELISA、ChIP、Co-IP、TR-FRET、生化檢測、殘留檢測、多因子檢測);細胞培養(yǎng)(類器官試劑盒+基質(zhì)膠,胎牛血清+培養(yǎng)添加劑+細胞因子)、分化試劑盒;分子(mRNA合成服務(wù)+提取試劑盒);化合物大包裝;輔助試劑、耗材/儀器、定制服務(wù)(抗體/多肽/蛋白/標(biāo)記/檢測)...
特色產(chǎn)品:雞胚提取物CEE、B27、N2、霍亂毒素B亞單位CTB、牛腦垂體提取物BPE、百日咳毒素PTX、重組人胰島素Insulin、人源低密度脂蛋白LDL...
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