细胞过程:检测细胞凋亡的七种最佳测定方法


Tamar A. 发布于 2020 年 7 月 01 日 03:00:00

细胞凋亡是程序性细胞死亡的高度调控形式,在多细胞生物发育过程中、整个生命周期以及对细胞应激作出反应时可发生细胞凋亡。核固缩、细胞皱缩、质膜出泡和 DNA 断裂是这种形式的细胞死亡期间发生的细胞分解的典型特征。称为 Caspases 的蛋白水解酶家族充当细胞凋亡的中心调节因子,而其活性又由多种其他促凋亡和抗凋亡蛋白平衡。细胞凋亡的失调发生在多种疾病(包括自身免疫性疾病、神经退行性疾病和癌症)状态中,并促成这些疾病的病理状态。因此,了解细胞凋亡如何影响这些生物学过程的原因可能带来治疗进展,从而有益于人类健康。

20-CEP-15480 细胞凋亡艺术

尽管已经开发出了几种检测凋亡细胞的方法,但是在使用目的实验模型进行检测时,合适检测的方法选择受到其敏感性和特异性的重大影响。例如,细胞悬浮液的 Annexin V 染色可以通过流式细胞仪有效地识别细胞凋亡早期脂质双层的变化。但是,这种检测不太适合完整的组织标本,因为结果通常更难以量化和解释。相反,其他细胞凋亡标记,包括 Cleaved Caspase-3 和核酶多聚二磷酸腺苷核糖 (ADP-核糖) 聚合酶 (PARP),更适合通过传统的免疫组织化学方法在组织切片中检测。

一般而言,细胞凋亡检测旨在检测多个细胞事件,这些事件提示凋亡路径的激活。除上述标记之外,这些也包括染色质凝聚,可通过使用 DNA 染料染色(例如 DAPIHoeschst 33342)观察到。使用末端脱氧核苷酸转移酶介导 duTP 缺口末端标记法 (TUNEL) 检测以及其他亚细胞定位标记(包括 细胞色素 C 从线粒体到细胞质的转位)确定 DNA 链断裂和碎片裂解。此外,测量线粒体膜电位细胞健康的关键指标)是细胞凋亡的既定早期指标,因为其损耗与非活性和功能性线粒体相关。这可以在与细胞可渗透阳离子染料 TMRE(四甲基罗丹明乙酯)孵育后进行。TMRE 通常在健康完整线粒体中累积。因此,当线粒体膜电位被破坏时,荧光强度降低,正如通过细胞凋亡导致细胞死亡后的情况。

由于细胞凋亡通常是一个短暂的过程,因此通常有必要执行多种方法来确认其发生。同样地,使用多个标记可以深入了解给定模型系统中细胞凋亡的动力学,并将其与细胞死亡的其他形式(如坏死)区分开。相反,积极抑制细胞凋亡过程的细胞存活信号级联的研究是必要的补充,以充分了解实验模型中起作用的细胞死亡机制的范围。例如,生长因子和细胞因子通过 PI3K/Akt 途径诱导的信号转导会导致细胞凋亡前 Bcl-2 家族成员 Bad、Bax、caspase-9、GSK-3 和 FoxO1 的磷酸化和抑制,以及抗细胞凋亡蛋白如 Bcl-2 的上调。细胞死亡与促存活信号级联反应之间的平衡是大多数细胞凋亡检测方法的重点。

有关细胞死亡机制、细胞凋亡、以及检查这些过程的有用测定的更多信息,请访问 CST 通路 网页。€‚

仅供研究使用。不得用于诊断流程。

主题: 细胞生物学

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