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凋亡:細胞最好(hǎo)的消失方式,沒有之一

發表時(shí)間:2022-12-13 訪問次數:292

假如世界上(shàng)真的有唐僧肉,

我絕對(duì)想當妖精。

然而人類長生不老(lǎo)的問題一直懸而未決,

所以,

我們才會(huì)總是問活着的意義。

爲了(le)避諱,

生物學上(shàng)的“死亡”,

不同的社會(huì)學說法就有兩百多種。

還有一種叫做“凋亡”,

是生物體組成基本單位——細胞

的消失方式之一,

它完美(měi)地诠釋了(le)

一種從(cóng)容不迫的态度。

 

那麽,

什(shén)麽是凋亡呢(ne)?

細胞凋亡(Apoptosis),又稱程序性細胞死亡(Programmed Cell Death,PCD),是指細胞在一定的生理(lǐ)或病理(lǐ)條件下(xià),遵循自(zì)身的程序,自(zì)己結束其生命,有一系列酶參與、由基因控制的一個主動的、高(gāo)度有序的、非炎症性細胞死亡的過程。近年來(lái)已在很(hěn)多領域如胚胎學、内分泌學、免疫學,尤其是腫瘤學方面引起廣泛的興趣和(hé)關注,其研究可能(néng)有助于闡明(míng)腫瘤發病機理(lǐ)并爲其治療提供嶄新的途徑。

 

細胞凋亡不同于細胞壞死:

細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)别

壞死(necrosis)是細胞受到(dào)強烈理(lǐ)化或生物因素作(zuò)用(yòng)引起細胞無序變化的死亡過程,表現(xiàn)爲細胞脹大(dà)、胞膜破裂、細胞内容物外(wài)溢、核變化較慢、DNA降解不充分和(hé)引起嚴重的局部炎症反應等。         

凋亡是細胞對(duì)環境的生理(lǐ)性或病理(lǐ)性刺激信号、環境條件的變化或緩和(hé)性損傷産生的應答(dá)有序變化的死亡過程,是一種基本的細胞生物學現(xiàn)象,在多細胞生物中起着去除不需要細胞或異常細胞的作(zuò)用(yòng)。表現(xiàn)爲細胞的體積變小(xiǎo)、變形,細胞膜完整但(dàn)出現(xiàn)發泡現(xiàn)象,細胞凋亡期可見凋亡小(xiǎo)體。貼壁細胞出現(xiàn)皺縮、變圓、脫落等現(xiàn)象。     

 

 

原來(lái)如此~

那麽小(xiǎo)編不禁想問,

怎麽才能(néng)知(zhī)道(dào)一個細胞是否凋亡呢(ne)?

别擔心,

人類有很(hěn)多種檢測細胞凋亡的方法,

下(xià)面主要介紹兩種:

 

細胞凋亡的檢測方法

 

最直觀的當然是“看(kàn)”啦:

 

1

形态學觀察

光鏡下(xià)細胞凋亡最早變化有細胞體積縮小(xiǎo)、細胞核固縮、染色體邊集在核膜内側、核碎裂、細胞漿和(hé)細胞器密度增高(gāo),細胞膜皺折、卷曲、出泡、胞漿膜包裹細胞碎片“凋亡小(xiǎo)體”,凋亡小(xiǎo)體是細胞凋亡的特征性改變。

電鏡下(xià)可見在細胞凋亡的早期細胞核染色體發生邊集,在細胞核膜周邊聚集成新月體形,随之染色體發生固縮、電子密度增強、核形不規整,核碎裂成碎片、細胞體積變小(xiǎo)、胞漿濃縮、空(kōng)泡增多,可見細胞膜丫生出泡現(xiàn)象;在凋亡晚期可見膜泡内有較完整的細胞器和(hé)細胞核碎片的凋亡小(xiǎo)體。

凋亡小(xiǎo)體的形成示意

 

除了(le)宏觀上(shàng)的定性觀察,

還有更精确的定量檢測。

 

2

生化特征檢測

 

細胞凋亡最明(míng)顯的生化特征是Ca2 + 、Mg2+ 依賴性内源性核酸酶的激活将細胞核染色體從(cóng)核小(xiǎo)體間斷裂,形成由大(dà)約爲180 - 200bp 或其多聚體組成的寡核苷酸片段。

 

DNA凝膠電泳法

DNA 凝膠電泳表現(xiàn)在:正常活細胞 DNA電泳爲一條區(qū)帶,細胞凋亡時(shí)核酸内切酶将DNA 分解成規則的180-200bp的DNA片段。瓊脂糖凝膠電泳中就呈現(xiàn)特異的梯狀Ladder圖譜,而壞死呈彌漫的連續圖譜。DNA 電泳法的缺點是不能(néng)進行準确定量,隻能(néng)進行半定量。其靈敏性較差,要求所測标本細胞數在106  以上(shàng)才能(néng)使電泳清晰。實驗流程如下(xià):收集細胞(5×106-107個cell )→ DNA 提取(酚氯仿、氯仿抽提)→瓊脂糖凝膠電泳→結果分析。

 

TUNEL法

TUNEL法(terminal dexynucleotidyl transferase(TdT)-mediated dUTP nick end labeling,末端脫氧核苷酸轉移酶介導的dUTP 缺口末端标記測定法)也(yě)稱DNA 斷裂的原位末端标記法,這(zhè)一方法能(néng)對(duì)DNA分子斷裂缺口中的3'-OH進行原位标記,借助一種可觀測的标記物(如熒光素、過氧化物酶、堿性磷酸酶或生物素形成的衍生物),能(néng)對(duì)凋亡細胞的核DNA中産生的3'-OH末端進行原位标記,用(yòng)熒光顯微鏡即可進行觀察。由于正常的或正在增殖的細胞幾乎沒有 DNA 的斷裂,因而沒有 3'-OH 形成,很(hěn)少能(néng)夠被染色。TUNEL 實際上(shàng)是分子生物學與形态學相結合的研究方法,對(duì)完整的單個凋亡細胞核或凋亡小(xiǎo)體進行原位染色,能(néng)準确地反應細胞凋亡典型的生物化學和(hé)形态特征,可用(yòng)于石蠟包埋組織切片、冰凍組織切片、培養的細胞和(hé)從(cóng)組織中分離的細胞的細胞形态測定。

 

Annexin V法

磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine,PS)正常位于細胞膜的内側,但(dàn)在細胞凋亡的早期,PS可從(cóng)細胞膜的内側翻轉到(dào)細胞膜的表面,暴露在細胞外(wài)環境中。Annexin-V是一種分子量爲35~36kD 的Ca2 +依賴性磷脂結合蛋白(bái),能(néng)與PS高(gāo)親和(hé)力特異性結合。将 Annexin-V 進 行 熒 光 素(FITC、PE)标 記,以标記了(le)的Annexin-V 作(zuò)爲熒光探針,利用(yòng)流式細胞儀或熒光顯微鏡可檢測細胞凋亡的發生。碘化丙啶(propidine iodide ,PI)是一種核酸染料,它不能(néng)透過完整的細胞膜,但(dàn)在凋亡中晚期的細胞和(hé)死細胞,PI能(néng)夠透過細胞膜而使細胞核紅(hóng)染。因此将Annexin-V與PI匹配使用(yòng),就可以将凋亡早晚期的細胞以及死細胞區(qū)分開(kāi)來(lái)。實驗流程如下(xià):收集細胞(5×105~106 )→ 細胞染色(Annexin V,FITC 凋亡檢測試劑盒)→流式細胞儀上(shàng)機檢測→專業流式軟件結果分析(如flowjo )。

 

Caspase-3活性檢測法

Caspase家族在介導細胞凋亡的過程中起着非常重要的作(zuò)用(yòng),其中caspase-3爲關鍵的執行分子,它在凋亡信号傳導的許多途徑中發揮功能(néng)。Caspase-3正常以酶原(32 kD)的形式存在于胞漿中,在凋亡的早期階段,它被激活,活化的Caspase-3由兩個大(dà)亞基(17 kD)和(hé)兩個小(xiǎo)亞基(12 kD)組成,裂解相應的胞漿胞核底物,最終導緻細胞凋亡。但(dàn)在細胞凋亡的晚期和(hé)死亡細胞中,caspase-3的活性明(míng)顯下(xià)降。實驗流程:(以Western blot 分析爲例)收集細胞→PBS洗滌→蛋白(bái)提取→蛋白(bái)定量→SDS-PAG電泳→硝酸纖維素膜或PVDF膜轉移→5%脫脂奶粉封閉→一抗孵育(Caspase-3多抗或單抗)→TBS-T(含0.05% Tween 20的TBS)洗滌→二抗孵育→ TBS-T(含0.05% Tween 20的TBS)洗滌→ECL顯影或NBT/BCIP顯色→結果分析及判定。

 

幫人幫到(dào)底,送佛送到(dào)西。

除了(le)告訴你(nǐ)怎麽做,我們還會(huì)指點你(nǐ)怎麽辦~

且看(kàn)

 

常見問題

解決方案

 

1

如何選擇合适的凋亡檢測方法?

定性的研究方法可選DNA電泳法、形态學觀察(普通光學顯微鏡、透射電鏡、熒光顯微鏡);定量或半定量的研究方法可選各種流式細胞儀方法、原位末端标記法等。DNA瓊脂糖凝膠電泳法敏感性不高(gāo),大(dà)量凋亡細胞同時(shí)存在時(shí)才出現(xiàn)典型的結果,且隻能(néng)用(yòng)于細胞群體,不能(néng)用(yòng)于組織的原位檢測;TUNEL法可用(yòng)于石蠟包埋組織切片、冰凍組織切片、培養的細胞和(hé)從(cóng)組織中分離的細胞的細胞形态測定,并可檢測出極少量的凋亡細胞,因而在細胞凋亡的研究中被廣泛采用(yòng);細胞發生凋亡時(shí),膜上(shàng)的PS外(wài)露早于DNA斷裂發生,因此Annexin V聯合PI染色法檢測早期細胞凋亡較TUNEL法更爲靈敏。并且Annexin V聯合PI染色不需固定細胞,可避免PI染色因固定造成的細胞碎片過多及TUNEL法因固定出現(xiàn)的DNA片段丢失。因此,Annexin V聯合PI法更加省時(shí),結果更爲可靠,是目前最爲理(lǐ)想的檢測細胞凋亡的方法。

 

 

2

Annexin V法通過流式細胞儀檢測細胞凋亡時(shí)

沒有凋亡信号/沒有早期凋亡信号?

沒有檢測到(dào)凋亡信号說明(míng)細胞未被染料标記上(shàng)。不同公司生産的Annexin V、FITC細胞凋亡檢測試劑盒的生産工(gōng)藝流程都不一樣。首先檢查試劑盒儲存是否正确(4度還是-20度)以及保質期;其次檢查是否嚴格按照試劑盒所提供的實驗說明(míng)進行操作(zuò)。

 

3

Annexin V法通過流式細胞儀檢測細胞凋亡時(shí)

凋亡信号值過高(gāo)?

在實驗操作(zuò)過程中應動作(zuò)輕柔、迅速,避免影響細胞的活力及形态。在處理(lǐ)貼壁細胞時(shí)應使用(yòng)不含EDTA的胰蛋白(bái)酶消化細胞,消化時(shí)間不宜太長,染色操作(zuò)完成時(shí)應盡快(kuài)上(shàng)機檢測。