细胞凋亡的检测方法及实验原理

张荣201028010642037 昆明植物研究所

一形态学检测

1、光学显微镜和倒置显微镜观察法

未染色细胞：凋亡细胞体积变小、变形，膜完整但出现发泡现象，晚期出现凋亡小体。贴壁细胞出现皱缩，变圆，脱落。

染色细胞：姬姆萨染色，瑞氏染色等。凋亡细胞染色质浓缩，边缘化，核膜裂解，染色质分割成块状，形成凋亡小体。

2、荧光显微镜检测法—荧光染料

例如，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能够透过细胞膜而使细胞核红染。选用536nm激发光，细胞核呈红色荧光

3、电子显微镜

收集细胞，2.5%戊二醛4°C固定24h，1%四氧化锇后固定，丙酮梯度脱水，经包埋剂浸透后环氧树脂包埋，超薄切片，醋酸铀和枸橼酸铅双重染色，透射电镜观察。凋亡Ⅰ期的细胞核内染色质高度盘绕，出现许多称为气穴现象的空泡结构。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

4、激光扫描共焦显微镜技术

FITC-AnnexinV+PI双染，观察凋亡过程中细胞膜PS表面的变化，并区分正常细胞（An-PI-），早期凋亡细胞（An+PI-），晚期凋亡细胞及坏死细胞（An+PI+），细胞收集过程中出现的损伤细胞（An-PI+）

二、细胞凋亡的生化及分子生物学检测

1、DNA断裂检测法

如使用琼脂糖凝胶电泳检测，细胞凋亡时，核染色质凝聚，染色质DNA在核小体单位之间的连接处断裂。凋亡早期可形成50～300kbp的DNA大片段，晚期核酸内切酶在核小体之间剪切核DNA，产生大量长度在180～200bp整数倍的寡核苷酸片段。

2、膜联蛋白V法

磷脂酰丝氨酸（PS）位于正常细胞膜的内侧，但在细胞凋亡的早期，PS可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜表面。Annexin-Ⅴ（膜联蛋白-V）是一种分子量为35-36KD的Ca2+ 依赖性磷脂结合蛋白，与PS高亲和力。

将Annexin-Ⅴ进行荧光素或生物素标记，以标记了的Annexin-Ⅴ作为探针，利用流式细胞仪、荧光显微镜以及共聚焦激光扫描显微镜检测细胞凋亡的发生。

3、细胞凋亡的酶Caspase检测

检测Caspase活力可用免疫杂交技术分析酶原的加工和底物水解的产物，或用人工底物检测酶活力，也可对活化的Caspase做亲和标记。

例如分析底物的水解产物，PARP（多聚ADP-核糖聚合酶）第一个被认识的caspase-3底物，它的相对分子质量为116000，水解后形成相对分子质量为85000及相对分子质量为25000的两个片段，用抗相对分子质量为85000片段的抗体检测细胞是否发生凋亡4、线粒体膜势能变化的检测

线粒体跨膜电位的存在，使一些亲脂性阳离子荧光染料可结合到线粒体基质，其荧光的增强或减弱反映了线粒体内膜电负性的增高或降低

流式细胞仪检测细胞的荧光强度或荧光显微镜观察,拍照正常细胞中, Rh123能够依赖线粒体跨膜电位进入线粒体基质, 荧光强度减弱或消失。而凋亡时，线粒体膜完整性破坏，线粒体膜通透性转运孔开放，引起线粒体跨膜电位的崩溃, Rh123 重新释放出线粒体, 从而发出强黄绿色荧光