ebiomall.com
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
其他的特征是:1.由基因控制,2,不引起炎症.3.质膜不破裂,4,染色质DNA的有控裂
细胞凋亡是细胞程序化死亡的一种,是指细胞在凋亡因子刺激下发生的受基因调控的细胞自杀性行为。本文威正翔禹/缔一生物为您分析什么是细胞凋亡?它与细胞坏死有什么区别?
细胞凋亡存在于正常生理情况下,是在个体发育、多细胞生物体平衡和疾病发生中起重要作用的一种细胞死亡形式。细胞凋亡有别于细胞死亡的另一种方式——细胞坏死(necrosis)。
细胞坏死与细胞凋亡的区别首先在于外观形态上变化不同,坏死的细胞表现为体积胀大,细胞膜失去了完整性,易被染料(如台盼蓝)所透过;而凋亡的细胞则表现为细胞体积变小。
细胞凋亡是一个受基因严密调控的生物过程,而细胞坏死则通常是偶然因素,如受热和药物损伤等引起溶酶体的颗粒内容物释放失控引起;坏死细胞会引发炎症初期的免疫反应,而凋亡细胞在通常情况下并不诱导抗炎症反应。然而,细胞坏死和细胞凋亡的区别也不是绝对的,同一种诱导因素(如局部缺血、H202)可能引发凋亡或坏死,取决于诱导因素的强弱和损伤的严重性。
威正翔禹生物(缔一生物)科技有限公司十多年来(viansaga.com)始终专注于生物医疗、细胞培养、生物制药等方面的技术支持及产品引进开发,是目前国内此领域最为专业的代理公司。主要代理产品澳洲进口AuSBIan血清,支原体污染防治,液体培养基,支原体祛除检测剂,微生物培养基,细胞培养试剂,细胞分离液,动物细胞培养,DNA污染防治,微生物工业品,疫苗检测,生物科研试剂等。
本文转自:威正翔禹/缔一生物官方网站:http://www.viansaga.com/h-col-124.html
凋亡虽是自主的但一般有外界因素刺激,致使信号传导,近而控制基因表达
生物性状是外界环境与基因共同决定的
比如,正常的杨树在北方到秋天会落叶,这是细胞凋亡,程序化的。但是,在南方,它不会在秋天凋亡.因此,细胞凋亡受环境影响。
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:HO33342(Hoechst33342),HO33258(Hoechst33258),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。
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-apoptosisnuclei)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。
做CCK8很多次了,每次96孔板五个梯度的药物浓度OD值波动很大,同一块板子不同时间1.2.3.4h趋势都不同,浓度梯度和结果很乱,很是困惑,MTT做出一次,这个是6个复孔取平均值做的趋势图,五个点从左到右是由高浓度到低浓度,希望大神帮忙,
细胞凋亡首先出现的是细胞体积缩小,连接消失,与周围的细胞脱离,然后是细胞质密度增加,线粒体膜电位消失,通透性改变,释放细胞色素C到胞浆,核质浓缩,核膜核仁破碎,DNA降解成为约180bp-200bp片段;胞膜有小泡状形成,膜内侧磷脂酰丝氨酸外翻到膜表面,胞膜结构仍然完整,最终可将凋亡细胞遗骸分割包裹为几个凋亡小体,无内容物外溢,因此不引起周围的炎症反应,凋亡小体可迅速被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬。
1)P53和CrmA是广谱凋亡抑制剂,体外研究结果表明P35以竞争性结合方式与靶分子形成稳定的具有空间位阻效应的复合体并且抑制Caspases活性,同时P53在位点DMQD!G被靶Caspases特异切割,切割后的P35与caspase的结合更强,CrmA(Cytokine response modfer A)是血清蛋白酶抑制剂,能够直接抑制多种蛋白酶的活性,但还未发现在哺乳动物中发现P35和CrmA的同源分子。
2)FLIPs(FLICE-imhibirory proterins)能抑制Fas/TNFR1介导的细胞凋亡。它有多种变异体,但其N-端功能前区(Prodomain)完全相同,C端长短不一。FLIPs通过DED功能区,与FADD和Caspase-8,10结合,拮抗它们之间的相互作用,从而抑制Caspase8,10募集到死亡受体复合体和它们的起始化。
3)凋亡抑制蛋白(IAPs,inhibitors of Apoptosisprotien)为一组具有抑制凋亡作用的蛋白质,首先是从杆状病毒基因组克隆到,发现能够抑制由病毒感染引起的宿主细胞死亡应答。其特性是有大约20氨基酸组成的功能区,这对IAPs抑制凋亡是必需要的,它们主要抑制Caspase3,-7,而不结合它的酶原,对Caspase则即可以结合活化的,又可结合酶原,进而抑制细胞凋亡。 这一家族有众多成员,如Mcl-1、NR-B、A1 、Bcl-w、Bcl-x、Bax、Bak、Bad、Bim等,它们分别既有抗凋亡作用,也有促凋亡的作用。多数成员间有两个结构同源区域,在介导成员之间的二聚体化过程中起重要作用。Bcl-2成员之间的二聚体化是成员之间功能实现或功能调节的重要形式。Bcl-2生理功能是阻遏细胞凋亡,延长细胞寿命,在一些白血病中Bcl-2呈过度表达。
Bcl-2的亚细胞定位已经明确,它在不同的细胞类型可以定位于线粒体、内质网以及核膜上,并通过阻止线粒体细胞色素C的释放而发挥抗凋亡作用。此外, Bcl-2具有保护细胞的功能, Bcl-2的过度表达可引起细胞核谷胱苷肽(GSH)的积聚,导致核内氧化还原平衡的改变,从而降低了Caspase的活性。Bax是Bcl-2家族中参与细胞凋亡的一个成员,当诱导凋亡时,它从胞液迁移到线粒体和核膜。有人研究发现,细胞毒性药物诱发凋亡时,核膜Bax水平的上升与lamin及PARP两种核蛋白的降解呈正相关。用Bax寡核苷酸处理的细胞,只能特异地阻断Lamin的降解,对PARP的降解不起作用。这种效应的调控机制仍然不清楚。
总之,细胞凋亡的调节是非常复杂的,参与的分子也非常多,还有很多不为我们所知的机理需要我们一步的探索。向左转|向右转
1、HE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。
二、DNA凝胶电泳
(一)检测原理
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。
(二)结果判断
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。
三、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。
(一)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;
5、加酶的底物,测光吸收制。
(二)用途
该法敏感性高,可检测5*100/ml凋亡细胞。可用于人、大鼠、小鼠的凋亡检测。该法不需要特殊仪器,适合基层工作,但是不能精确测定凋亡细胞发生的绝多对量。
四、流式细胞仪分析
(一)检测原理
细胞发生凋亡时,其细胞膜的通透性也增加,但是其程度介于正常细胞与坏死细胞之间。利用一特点,被检测细胞悬液用荧光素染色,利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞荧光强度来区分正常细胞、坏死细胞核凋亡细胞。
(二)应用价值
流式细胞仪检测具有以下特点:
1)、检测的细胞数量大,因此其反映群体细胞的凋亡状态比较准确
2)、可以做许多相关性分析
3)、结合被检测细胞的DNA含量的分析,可确定凋亡的细胞所处的细胞周期
■检测形态学及细胞膜完整性的Hoechs-PI双染色法
细胞发生凋亡时,其细胞膜的通透性液增加,但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间,利用这一特点,被检测细胞悬液用荧光素染色,利用流式细胞仪检测细胞悬液中细胞荧光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。
利用Hoechs-PI染色法,正常细胞对染料有抗拒性,荧光染色很浅,凋亡细胞主要摄取Hoecha染料,呈现强蓝色荧光,而坏死细胞主要摄取碘化丙啶(PI)而呈强的红色荧光。
■DNA片断原位标记法
凋亡细胞DNA片断原位末端检测技术是指在细胞(或组织)结构保持不变的情况下,用荧光素、地高辛或生物素标记的脱氧尿三磷酸(deoxyuridinetriphate,DUTP)和末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)相反应与凋亡细胞裂解后3.的羟基(-OH)端结合,经显色反应后检测DNA裂解点的技术。
DNA片段原位标记法有二种:
1、原位缺口转移(in situ nick-translation,ISNT)技术,它是利用DNA多聚酶I将标记的核苷酸连接到断裂DNA的3-OH端
2、原位缺口末端标记技术(in situ end labelling technique,ISEL),即TUNEL法,它是利用TdT将标记的DUPT接到3-OH端。研究证明,TUNEL法的敏感性远高于ISNT,尤其对早期凋亡的检测,TUNEL为合适。
■检测细胞膜成分变化的Annexin V 联合PI法
1、原理:在细胞凋亡早期位于细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)迁移至细胞膜外测。磷脂结合蛋白V(Annexin V)是钙依赖性的磷脂结合蛋白,它于PS具有高度的结合力。因此,Annexin V可以作为探针检测暴露在细胞外测的磷脂酰丝氨酸。故利用对PS有高度亲和力的Annexin V,将Annexin V标记上荧光素(如异硫氰酸荧光素FITC),同时结合使用PI拒染法(因坏死细胞PS亦暴露于细胞膜外测,且对PI高染)进行凋亡细胞双染法后用流式细胞仪即可检测凋亡细胞。
2、结果判断:正常活细胞Annexin V 、PI均低染;凋亡细胞Annexin V高染、PI低染;坏死细胞Annexin V/PI均高染。
3、应用价值:细胞发生凋亡时,膜上的PS外露早于DNA断裂发生,因此Annexin V联合PI染色法检测早期细胞凋亡较TUNEL法更为灵敏。又Annexin V联合PI染色不需固定细胞,可避免PI染色因固定造成的细胞碎片过多及TUNEL法因固定出现的DNA片段丢失。因此,Annexin V联合PI法更加省时,结果更为可靠,是最为理想的检测细胞凋亡的方法。


Figure: Western Blot of a purified preparation of I1PP2A with Anti-I1PP2A.