细胞凋亡的研究方法
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
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
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。
细胞凋亡检测方法
细胞凋亡检测方法细胞凋亡检测方法是利用特定的实验手段和技术来识别细胞凋亡的发生与否,观察细胞凋亡的程度。
细胞凋亡检测是生物过程中重要的一块,其能够反映细胞死亡的类型,从而可以帮助研究者确定细胞是否已经进入凋亡状态。
现在,细胞凋亡检测的常用方法有多样,包括水解酶活力分析、流式细胞术、免疫组化、细胞图像分析等。
1. 水解酶活力分析:水解酶活力分析法是目前使用最多的细胞凋亡检测方法,原理是以细胞内的水解酶活性(如肌酸激酶、核糖核酸酶)来反映细胞凋亡程度。
细胞凋亡检测方法将细胞悬液添加到活性检测液体,然后经过细胞溶解和脱水稀释后,细胞内的水解酶(如肌酸激酶或核糖核酸酶)就会被释放出来,测定其活力值。
通过比较正常细胞和凋亡细胞的活力值,可以判定细胞凋亡的程度。
2. 流式细胞术:流式细胞术是一种常用的检测细胞凋亡的方法,主要以细胞的DNA含量与形态特点作为检测凋亡的标志物。
通常,凋亡细胞的DNA含量要明显低于正常细胞,且凋亡细胞的形态特征也会发生明显的变化,比如大小、形状、酸性等。
3. 免疫组化:免疫组化是一种利用免疫细胞学技术检测细胞凋亡的方法,它主要是针对细胞凋亡伴随而出现的特定抗原,如多种酶、APO2.7及特有蛋白等。
通过洗涤细胞,并用带有特定抗原的抗体制作出免疫印迹,就可以观察到细胞凋亡的现象。
4. 细胞图像分析:这是一种以细胞形态及细胞图像分析来检测细胞凋亡的方法,主要是利用荧光显微镜或电子显微镜观察细胞,以及对被观察细胞的形态特点进行分析,根据细胞形态变化观察凋亡程度。
通过观察正常细胞与凋亡细胞的形态比较,便可以判断细胞是否进入凋亡状态。
上述是现时比较常用的细胞凋亡检测方法,它们都有一定的特点,可以根据不同的实验需求选择合适的检测方法。
然而,对于不同的细胞类型,其凋亡方式也可能会有所不同,可能需要使用不同的检测方法来进行识别细胞凋亡的发生与否。
因此,根据具体的实验,研究者可以选择合适的检测方法,配合研究凋亡发生机制,为研究凋亡提供科学依据。
细胞凋亡测定_实验报告
一、实验目的本实验旨在通过观察细胞凋亡的形态学特征和检测凋亡相关蛋白表达,了解细胞凋亡的发生机制,为细胞凋亡相关疾病的研究提供理论依据。
二、实验材料1. 细胞:人肝癌细胞株HepG2,人正常肝细胞株LO2。
2. 试剂:Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒,Caspase-3活性检测试剂盒,DNA ladder检测试剂盒,荧光显微镜,流式细胞仪等。
3. 仪器:CO2培养箱,细胞培养瓶,移液器,离心机,荧光显微镜,流式细胞仪等。
三、实验方法1. 细胞培养:将HepG2和LO2细胞分别接种于培养瓶中,置于CO2培养箱中培养,待细胞生长至对数生长期时进行实验。
2. 细胞凋亡检测:(1)Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测:将细胞悬液离心后弃去上清,加入Annexin V-FITC/PI染液,室温避光孵育15分钟,流式细胞仪检测细胞凋亡率。
(2)Caspase-3活性检测:按照试剂盒说明书操作,检测细胞中Caspase-3活性。
(3)DNA ladder检测:按照试剂盒说明书操作,进行琼脂糖凝胶电泳,观察DNA ladder现象。
3. 数据分析:采用SPSS软件进行统计学分析,比较两组细胞凋亡率、Caspase-3活性和DNA ladder的差异。
四、实验结果1. Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测:HepG2细胞凋亡率为(30.2±2.5)%,LO2细胞凋亡率为(2.1±1.2)%,两组间差异具有统计学意义(P<0.05)。
2. Caspase-3活性检测:HepG2细胞Caspase-3活性为(2.58±0.21)U/mg,LO2细胞Caspase-3活性为(0.83±0.14)U/mg,两组间差异具有统计学意义(P<0.05)。
3. DNA ladder检测:HepG2细胞出现明显的DNA ladder现象,LO2细胞无DNA ladder现象。
细胞凋亡的检测(来自北京大学人类疾病基因研究中心
摘自北京大学人类疾病基因研究中心/news/apoptosis.htm细胞凋亡的检测北京大学人类疾病基因研究中心陈英玉细胞凋亡与坏死是两种完全不同的细胞凋亡形式,根据死亡细胞在形态学、生物化学和分子生物学上的差别,可以将二者区别开来。
细胞凋亡的检测方法有很多,下面介绍几种常用的测定方法。
一、细胞凋亡的形态学检测根据凋亡细胞固有的形态特征,人们已经设计了许多不同的细胞凋亡形态学检测方法。
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,细胞膜完整但出现发泡现象,细胞凋亡晚期可见凋亡小体。
贴壁细胞出现皱缩、变圆、脱落。
(2)染色细胞:常用姬姆萨染色、瑞氏染色等。
凋亡细胞的染色质浓缩、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。
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:HO 33342 (Hoechst 33342),HO 33258 (Hoechst 33258), DAPI。
三种染料与 DNA的结合是非嵌入式的,主要结合在DN A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,储存液用蒸馏水配成1mg/ml的浓度,使用时用PBS稀释成终浓度为2~5mg/ml。
DAPI为半通透性,用于常规固定细胞的染色。
储存液用蒸馏水配成1mg/ml的浓度,使用终浓度一般为0.5 ~1mg/ml。
结果评判: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结果评判: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。
细胞生物学中的细胞凋亡机制研究
细胞生物学中的细胞凋亡机制研究近年来,细胞生物学中的细胞凋亡机制一直备受关注。
细胞凋亡是一种由细胞自身控制的程序性死亡方式,是一种维持机体内部稳态的重要方式。
正常情况下,细胞凋亡可以帮助去除自身或周围细胞的异常、老化或者受损状态,有利于维护身体健康。
而在许多疾病,如癌症、自身免疫病和神经系统疾病中,细胞凋亡异常或者失控,会导致病理性变化。
因此,在细胞凋亡机制研究方面取得的进展对于疾病治疗和助长健康意义重大。
一、细胞凋亡的基本机制细胞凋亡包含内在和外在两个部分。
内在部分基于遗传编程程序,与体内多种因素无关;而外在部分则可能由外部信号、药物或化学物质等因素所触发。
内在部分的信号通道通常与DNA损伤或者其他细胞内部应激反应有关,会直接激活细胞内部的死亡机制,例如激活半胱氨酸蛋白酶、激活Caspase等;而外在部分的信号通道则可能通过细胞膜受体、细胞膜离子通道和胞内信号通路等途径传递。
细胞凋亡不同于其他死亡方式(如坏死和坍塌),细胞在凋亡过程中并不会引发炎症反应或者对周围组织产生毒性作用。
在细胞凋亡过程中,细胞会自行释放信号物质,引导其他相邻细胞吞噬和代谢自身组分,从而达到淨化机体的效果。
二、细胞凋亡机制的类别目前,细胞凋亡机制主要分为外源性和内源性两类。
外源性细胞凋亡机制主要指由细胞外部环境因素所引起的死亡信号,如辐射、热、药物等。
这类信号通常会引起线粒体损伤(如线粒体膜电位、ATP水平的损失等),失调ATP供给,无法向Caspase激活通路提供所需能量。
外源性细胞凋亡机制还会直接导致致死受体在细胞膜受到激活,从而激活胞内的信号通路。
内源性细胞凋亡机制指由细胞内部因素所引起的死亡信号,如DNA受损、反常信号通路活化、缺氧等。
这类信号通道与关键的基因调控因素相关,包括p53、Bcl-2家族成员等。
三、细胞凋亡的数组检测技术目前,针对细胞凋亡的分析技术主要包括DNA片段分析、TUNEL法、Annexin V-PI染色、Western Blot和免疫荧光染色等技术。
细胞凋亡调控的研究方法
细胞凋亡调控的研究方法细胞凋亡是正常细胞活动周期的一个必要步骤,同时也是细胞在遭受损伤或病理刺激时主动死亡的一种形式。
不同于坏死,凋亡具有自身调节机制,不会对周围组织造成损害和炎症反应。
因此,对于了解凋亡调控机制的研究和开发相关药物具有重要意义。
那么如何研究细胞凋亡的调控机制呢?本文将从不同角度介绍一些常用的方法。
一、细胞学方法1. 细胞培养细胞培养技术是研究细胞凋亡调控的重要手段。
利用不同的培养条件、细胞系和刺激剂等,可以诱导细胞发生凋亡,并通过形态学、细胞周期分析、流式细胞术等方法对凋亡细胞的特征进行确定。
2. 细胞转染和免疫染色通过转染外源性基因或siRNA,可以研究多个关键蛋白对凋亡的影响。
另外,使用特异性抗体检测某些凋亡相关蛋白的表达和分布情况,也是研究凋亡调控的重要方法。
3. 光学显微镜光学显微镜可以观察活细胞或固定细胞的形态学变化,如细胞核的形态、色素体的形成等。
结合荧光染料或基因标记技术,可以对活体细胞动态观察凋亡过程。
二、分子生物学方法1. 蛋白质组学蛋白质质谱技术可以在全基因组水平上研究凋亡调控的分子机制。
通过比较不同状态下细胞的蛋白质组成,可以鉴定出不同表达量的蛋白质,进一步研究其生物学功能和作用机制。
2. 基因组学基因芯片技术可以同时检测数千个基因的表达情况,有助于研究不同细胞状态下凋亡相关基因的表达变化。
此外,也可以利用基因编辑技术构建凋亡相关基因的敲除或过表达模型,深入研究凋亡调控的分子机制。
3. RNA测序RNA测序是研究基因表达的高通量技术,可以检测细胞RNA的表达情况和可变剪接,深入了解凋亡调控的生物学过程和机制。
三、生化方法1. 蛋白质结构研究通过蛋白质结晶、核磁共振等技术研究凋亡相关蛋白的结构,有助于了解蛋白质功能和相互作用机制,为开发凋亡抑制剂提供理论基础。
2. 酶活性分析研究凋亡相关蛋白的酶活性和酶学特性有助于了解生化反应的机制和途径,为开发相关药物提供实验依据。
细胞凋亡实验报告
一、实验背景细胞凋亡,又称程序性细胞死亡,是一种由基因调控的细胞自主性死亡过程。
细胞凋亡在生物体的发育、免疫、代谢等生理过程中具有重要作用。
近年来,细胞凋亡与多种疾病的发生、发展及治疗密切相关,因此,研究细胞凋亡的机制具有重要意义。
本实验旨在通过检测细胞凋亡相关指标,探讨细胞凋亡在特定细胞类型中的作用。
二、实验材料与试剂1. 细胞:实验用细胞为正常细胞系A和肿瘤细胞系B。
2. 试剂:Annexin V-FITC/PI双染试剂盒、RNA提取试剂盒、PCR试剂盒、DNA提取试剂盒、Trizol试剂、DEPC水、无血清培养基、胎牛血清、胰蛋白酶等。
三、实验方法1. 细胞培养:将正常细胞系A和肿瘤细胞系B分别接种于培养瓶中,置于37℃、5%CO2的细胞培养箱中培养。
2. 细胞凋亡检测:将正常细胞系A和肿瘤细胞系B分别分为实验组和对照组。
实验组加入凋亡诱导剂,对照组加入等量无血清培养基。
培养一定时间后,按照Annexin V-FITC/PI双染试剂盒说明书进行细胞凋亡检测。
3. RNA提取:将实验组和对照组细胞收集于离心管中,按照RNA提取试剂盒说明书提取细胞总RNA。
4. PCR检测:将提取的RNA进行逆转录,得到cDNA。
以cDNA为模板,进行凋亡相关基因的PCR扩增。
5. DNA提取:将实验组和对照组细胞收集于离心管中,按照DNA提取试剂盒说明书提取细胞DNA。
6.琼脂糖凝胶电泳:将PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳,观察条带。
四、实验结果1. 细胞凋亡检测:实验组细胞凋亡率显著高于对照组(P<0.05),说明凋亡诱导剂成功诱导细胞凋亡。
2. RNA提取:成功提取实验组和对照组细胞总RNA。
3. PCR检测:实验组凋亡相关基因表达水平显著高于对照组(P<0.05),说明凋亡诱导剂上调凋亡相关基因表达。
4. 琼脂糖凝胶电泳:实验组凋亡相关基因PCR产物条带较对照组明显,说明凋亡相关基因在实验组中表达上调。
植物细胞凋亡的检测方法
植物细胞凋亡的检测方法植物细胞凋亡是正常生长和发育过程中的一种重要调节机制。
细胞凋亡的正确检测对于研究植物细胞生物学过程以及了解植物生长发育机制具有重要意义。
本文将介绍三种常用的植物细胞凋亡检测方法:早期细胞凋亡检测、细胞质染色法和DNA损伤检测法。
早期细胞凋亡检测方法主要通过对凋亡细胞早期事件的检测来确定细胞是否正在凋亡。
TUNEL(终端脱氧核苷酸转移酶-介导的dUTP末端标记)是一种检测凋亡细胞的有效方法。
该方法是通过检测细胞内DNA断裂现象来识别凋亡细胞。
TUNEL试剂盒可用于检测DNA末端标记,它含有脱氧核苷酸转移酶(TdT)以及可以与转移到DNA末端的dUTP结合的染料,染料标记的DNA断开部位可通过显微镜观察到。
此外,还可以使用DNA结合染料如荧光素-3-Isothiocyanate(FITC)染色,结合细胞膜染料如荧光素-3-Isothiocyanate(PI)染色来区分凋亡和坏死细胞,其中FITC染标的细胞呈现绿色,PI染色的细胞呈现红色。
除了早期细胞凋亡的检测,细胞质染色法也是常用的检测植物细胞凋亡的方法之一、该方法通过染色体观察凋亡细胞的特征变化,如细胞质收缩、细胞内溶酶体的改变、线粒体碎裂等等。
荧光染色剂如乙酰酮舒普蓝(Acridine Orange, AO)和二胺菲蓝( DAPI)可以染色细胞核,凋亡细胞通常具有明显的核染色体凝集和核染色体碎片的变化。
总之,早期细胞凋亡检测、细胞质染色法和DNA损伤检测法是常用于植物细胞凋亡检测的方法。
这些方法有助于深入理解植物生长发育过程中细胞凋亡的分子机制,并为植物育种、病害防治以及植物生长发育的调控研究提供了有力的实验手段。
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一种重要的细胞程序性死亡方式,它在维持生物体内部环境平衡、维护组织器官正常生理功能、抵御病原菌感染等方面发挥着重要作用。
因此,研究细胞凋亡机制以及鉴定细胞凋亡的常用方法对于深入了解生物学过程、发现疾病的发生机制、开发新的治疗方案具有重要意义。
一、细胞凋亡的基本过程细胞凋亡是一种高度有序的细胞死亡方式,其基本过程包括:1. 细胞收缩:细胞核和细胞质均发生收缩,细胞体积明显缩小。
2. 核破裂:细胞核表现出凹陷、凝固和分裂等现象,核分裂成数个碎片,称为“凋亡小体”。
3. 细胞膜破裂:细胞膜破裂,凋亡小体释放出来。
4. 清除凋亡小体:周围的细胞或巨噬细胞将凋亡小体吞噬。
二、细胞凋亡的调控机制细胞凋亡的调控机制非常复杂,涉及到细胞内外多种信号通路的相互作用。
其中,主要的调控因子包括:1. 细胞因子:细胞因子可以促进或抑制细胞凋亡,例如,TNF-α、FasL等细胞因子可以诱导细胞凋亡,而FGF、IGF等细胞因子则可以抑制细胞凋亡。
2. 细胞内信号通路:细胞内信号通路包括细胞周期调控、细胞增殖、DNA损伤修复等,这些信号通路的失衡都可能导致细胞凋亡。
3. 凋亡相关蛋白:凋亡相关蛋白包括Bcl-2家族、Caspase家族、p53等,它们在细胞凋亡过程中发挥着重要作用。
三、鉴定细胞凋亡的常用方法为了鉴定细胞是否发生了凋亡,研究者们开发了多种方法。
下面我们将介绍几种常用的鉴定方法。
1. 细胞学观察法:细胞学观察法是最常见的鉴定细胞凋亡的方法之一。
通过显微镜观察细胞形态、核形态、凋亡小体等特征,可以判断细胞是否发生了凋亡。
2. DNA片段化检测法:DNA片段化检测法是检测细胞凋亡的一种常用方法。
在细胞凋亡过程中,由于核酸酶的作用,DNA会被分解成数个片段,这些片段可以通过电泳等方法检测出来。
3. TUNEL法:TUNEL法是检测细胞凋亡的一种敏感方法。
该方法基于末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)的作用,将dUTP标记在DNA断裂的3'末端,通过荧光或酶标记检测dUTP的存在,从而鉴定细胞是否发生了凋亡。
tunel法检测细胞凋亡原理
tunel法检测细胞凋亡原理一、介绍细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种形式,它在多种生理和病理过程中发挥重要作用。
tunel法(Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling)是一种常用的检测细胞凋亡的方法,它利用细胞凋亡时DNA断裂产生的末端暴露的3’-OH末端为基础,通过连接dUTP标记的核苷酸,再经过酶促反应形成标记物,最终通过染色和显微镜观察来检测细胞凋亡。
本文将深入探讨tunel法检测细胞凋亡的原理、步骤以及其优缺点和应用。
二、tunel法的原理1.细胞凋亡的DNA断裂细胞凋亡在DNA断裂的过程中,导致DNA链上产生单链和双链断裂,这些断裂可暴露3’-OH末端。
这些断裂的末端会暴露出来,为tunel法提供了基础。
2.核苷酸连接在tunel法中,细胞内的3’-OH末端与dUTP(脱氧尿嘧啶核苷酸)结合,形成连接的核苷酸。
3.核酸标记连接的核苷酸可以通过酶促反应来标记。
一般使用terminaldeoxynucleotidyl transferase(TdT)酶,它能够将标记物连接到核苷酸的3’-OH末端。
4.核酸染色标记后的核酸可以通过荧光染色或者抗体染色来可视化。
tunel法通常使用具有荧光标记的抗体,这样可以直接观察细胞凋亡的情况。
三、tunel法的步骤tunel法的主要步骤包括样品的处理、反应体系的建立、酶促反应和染色。
下面是一个通常的tunel法的实验步骤:1.样品的制备将要研究的细胞或组织制备成切片或细胞悬液的形式。
对于固定的组织样品,可以通过切片的方式得到。
2.反应体系的建立根据实验的需要,建立适当的反应体系。
通常使用含有一定浓度TdT酶和dUTP的反应缓冲液,其中还包括辅酶和其他必要的试剂。
3.酶促反应将反应体系与样品共同处理,保持一定的反应时间,以便TdT酶能够与3’-OH末端发生连接作用。
4.染色完成酶促反应后,使用荧光标记的抗体或者其他染料染色,以便观察细胞凋亡的情况。
实验报告细胞凋亡的诱导与调控机制研究
实验报告细胞凋亡的诱导与调控机制研究实验报告:细胞凋亡的诱导与调控机制研究引言在生物学研究领域,细胞凋亡作为一种重要的细胞死亡方式,一直受到广泛关注。
随着科技的进步,科学家们对于细胞凋亡的诱导和调控机制进行了深入研究,以期探索其在疾病治疗、细胞发育和组织变化中的潜在应用。
本实验旨在研究细胞凋亡的诱导与调控机制,以加深对其原理的理解。
材料与方法1. 细胞培养:使用XXX细胞系培养基,将细胞置于37℃、5% CO2的培养箱中。
2. 实验组设定:将细胞平均分为两组,实验组A和对照组B。
实验组A接受特定诱导剂处理,对照组B不进行任何处理。
3. 细胞凋亡检测:利用TUNEL法检测细胞凋亡程度,使用荧光显微镜观察实验组和对照组下凋亡细胞数量的差异。
4. 分子机制研究:采用Western blot和实时荧光定量PCR技术,检测关键凋亡相关蛋白的表达和基因表达水平。
结果与讨论经过实验,我们观察到以下结果:1. 细胞凋亡诱导:实验组A在接受特定诱导剂处理后,在细胞核中产生了明显的TUNEL阳性信号,表明细胞凋亡被成功诱导。
而对照组B则未出现明显的凋亡相关特征。
2. 细胞凋亡调控机制:通过Western blot检测,我们发现在实验组A中,Bax和Caspase-3蛋白的表达水平显著上调,而对照组B中这些蛋白的表达水平无显著变化。
这表明通过诱导剂的作用,Bax和Caspase-3被激活,并参与细胞凋亡的调控。
另外,实时荧光定量PCR结果显示,实验组A中凋亡相关基因的表达水平明显增加,而对照组B未见明显变化。
这进一步印证了凋亡的调控机制中基因表达的变化重要性。
综合结果分析,我们可以得出以下结论:1. 细胞凋亡可以被特定诱导剂成功激活,从而实现对细胞凋亡的处理。
2. 在细胞凋亡的调控机制中,Bax和Caspase-3等蛋白的上调发挥重要作用。
3. 细胞凋亡的调控还涉及到基因表达的改变,特定诱导剂可以引起相关基因的显著上调。
样本细胞凋亡实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景细胞凋亡是细胞程序性死亡的过程,是生物体内重要的细胞生物学现象之一。
细胞凋亡在维持生物体内细胞数量的动态平衡、清除异常细胞以及抵御病原体入侵等方面发挥着至关重要的作用。
本研究旨在通过实验方法检测细胞凋亡的发生,探讨细胞凋亡在特定条件下的生物学意义。
二、实验目的1. 探讨细胞凋亡在特定条件下的发生机制。
2. 检测细胞凋亡的发生,并分析其与细胞增殖的关系。
3. 研究细胞凋亡在生物体内的生理和病理作用。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:细胞培养液、细胞裂解液、Annexin V-FITC/PI染色试剂盒、流式细胞仪等。
2. 实验仪器:细胞培养箱、显微镜、离心机、流式细胞仪等。
四、实验方法1. 细胞培养:将细胞接种于细胞培养瓶中,置于细胞培养箱中培养至对数生长期。
2. 处理细胞:将细胞分为实验组和对照组,实验组给予特定处理,对照组不做处理。
3. 细胞裂解:将细胞用细胞裂解液裂解,收集细胞裂解液。
4. Annexin V-FITC/PI染色:将细胞裂解液与Annexin V-FITC/PI染色试剂盒混合,室温避光孵育。
5. 流式细胞术检测:将染色后的细胞用流式细胞仪检测细胞凋亡情况。
五、实验结果1. 实验组细胞凋亡率显著高于对照组(P<0.05),表明特定处理可以诱导细胞凋亡。
2. Annexin V-FITC染色结果显示,实验组细胞膜上磷脂酰丝氨酸(PS)外翻,表明细胞凋亡早期发生。
3. PI染色结果显示,实验组细胞核DNA降解,形成DNA ladder,表明细胞凋亡晚期发生。
六、实验讨论1. 本实验结果表明,特定处理可以诱导细胞凋亡,提示细胞凋亡在特定条件下受到严格调控。
2. Annexin V-FITC染色和PI染色结果显示,细胞凋亡过程分为早期和晚期两个阶段。
早期阶段,细胞膜上PS外翻,细胞膜完整;晚期阶段,细胞核DNA降解,细胞膜通透性增加。
3. 细胞凋亡在生物体内具有重要作用。
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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。