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8种细胞凋亡检测方法的原理及优缺点

2024-06-13 15:14:54
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细胞凋亡检测方法有很多,今天我们整理了8种常用且经典的细胞凋亡检测方法!

  • TUNEL染色法

  • DNA片段化分析法

  • Annexin V/PI双染法

  • 细胞形态学检测法

  • Caspase-3活性检测法

  • 钙离子浓度检测法

  • 线粒体膜电位检测法

  • TFAR19蛋白表达/细胞定位分析法

一、TUNEL染色法

TUNEL染色法

原理:细胞发生凋亡时,染色体DNA双链或单链断裂产生大量的粘性3'-0H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。

优点:①具有特异性和敏感性,可进行定量检测;②用TUNEL标记细胞可动态观察凋亡细胞超微结构的变化。

缺点:①TUNEL只能标记中期及晚期的凋亡细胞;②不能用于不发生DNA断裂或只产生DNA大片段的凋亡细胞的检测。

二、DNA片段化分析法

DNA片段化分析法

原理:细胞发生细胞凋亡时,内源性核酸酶被激活,染色体DNA链在核小体之间被切割,形成180~200个碱基或其整数倍的DNA片段,将这些DNA片段抽提出来进行电泳,可得到DNA梯状条带(DNAladder)。

优点:敏感度高,适合于检测少量样本。

缺点:只能提供细胞死亡的定性分析,需要结合定量的方法才能确定样品的凋亡程度。

三、Annexin V/Pl双染法

Annexin V/Pl双染法

原理:在细胞开始早期凋亡时,磷脂酰丝氨酸(PS)会外翻到细胞表面,即细胞膜外侧。用绿色荧光探针YF488标记的Annexin V,可以结合外翻的磷酯酰丝氨酸,从而检测细胞凋亡的重要特征。

优点:高灵敏性和高特异性,可以快速、定量地检测凋亡细胞,且不需要固定和染色过程。

缺点:①制备贴壁细胞样品时,容易因消化和吹打造成细胞额外损伤,从而夸大了实验结果,增加了数据变异度;②凋亡细胞的本底荧光或非特异染色的特性会增强,造成荧光飘移,导致定量不准。

四、细胞形态学检测法

细胞形态学检测法

原理:细胞形态的变化如胞膜皱摺或出泡、核染色质致密、胞质浓缩等,都可作为细胞凋亡的证据。例如通过光学显微镜、荧光显微镜、透射电子显微镜等来观察染色质固缩、DNA片段化、细胞膜起泡、细胞皱缩、凋亡小体的形成等形态学变化来进行判断。

优点:简单易操作,且十分可靠。

缺点:对于改变不典型的细胞判断较困难,常缺乏较为特征的指标,具有较强的主观性,重复性差。

五、TFAR19蛋白表达/细胞定位分析

TFAR19蛋白表达/细胞定位分析

 

原理:利用荧光素(FITC)标记的TFAR19单克隆抗体为探针,对细胞凋亡过程中TFAR19蛋白的表达水平及定位研究发现,凋亡早期TFAR19表达水平增高并出现快速核转位现象,伴随着细胞核形态学的变化,持续较长时间,在凋亡小体中仍然可见。

优点:荧光染色定位显示清晰,便于区分凋亡细胞和正常细胞,同时伴随细胞形态学的变化,并持续较长时间。

缺点:细胞凋亡和坏死均有细胞内碎片增多,对于鉴别凋亡细胞与坏死细胞特异性较低,无法检测出早期凋亡细胞。

六、Caspase-3活性检测法

Caspase-3活性检测法

原理:Caspase-3以酶原(32KD)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(17KD)和两个小亚基(12KD)组成,裂解相应的胞浆胞核底物,最终导致细胞凋亡。但在细胞凋亡的晚期和死亡细胞,Caspase-3的活性明显下降。

优点:具有高度特异性,能够准确识别凋亡细胞,并提供定量的活性数据。

缺点:暂无

七、钙离子浓度检测法

钙离子浓度检测法

原理:细胞的生命活动都离不开钙离子,钙离子超载时,线粒体通透性转换孔开放,细胞内外钙离子平衡被破坏,导致细胞凋亡。该方法主要用钙离子荧光探针与钙离子的特异性结合来观察细胞内钙离子浓度水平的变化。

优点:暂无

缺点:暂无

八、线粒体膜电位检测法

线粒体膜电位检测法

原理:凋亡早期,细胞线粒体膜通透性增加,线粒体膜电位下降甚至消失。线粒体膜电位的下降被认为是细胞凋亡过程中最早发生的生物学变化。一旦线粒体膜电位被破坏,细胞凋亡将不可逆转。

优点:灵敏度和特异性都较高。

缺点:不能区分细胞凋亡或其他原因导致的线粒体膜电位的变化。

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