細胞凋亡Cell Apoptosis

細胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主的有序的死亡。細胞凋亡與細胞壞死不同，細胞凋亡不是一件被動的過程，而是主動的過程，它涉及一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等的作用，它并不是病理條件下，自體損傷的一種現(xiàn)象，而是為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程。

凋亡是多基因嚴格控制的過程。這些基因在種屬之間非常保守，如Bcl-2家族、Caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對多種細胞凋亡的過程有了相當(dāng)?shù)恼J識，但是迄今為止凋亡過程確切的機制尚不完全清楚。凋亡過程的紊亂可能與許多疾病的發(fā)生有直接或間接的關(guān)系，如腫瘤和自身免疫性疾病等，能夠誘發(fā)細胞凋亡的因素很多，如射線、藥物等。

技術(shù)原理

磷脂酰絲氨酸(Phosphatidyl serine, PS)正常位于細胞膜的內(nèi)側(cè)，但在細胞凋亡的早期，PS從細胞膜內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到細胞膜的表面，暴露在細胞外環(huán)境中。Annexin-V是一種分子量為35~36KD的Ca2+依賴性磷脂結(jié)合蛋白，能與PS高親和力特異性結(jié)合。

碘化丙啶(Propidium，簡稱PI)是一種雙鏈DNA熒光染料。PI和雙鏈DNA結(jié)合后可以產(chǎn)生熒光，并且熒光強度和雙鏈DNA的含量成正比。細胞內(nèi)的DNA被PI染色后，可用流式細胞儀對細胞進行DNA含量測定，然后根據(jù)DNA含量的分布情況，進行細胞周期和細胞凋亡分析。PI染色后，假設(shè)G0/G1期細胞的熒光強度為1，那么含有雙份基因組DNA的G2/M期細胞的熒光強度的理論值為2，正在進行DNA復(fù)制的S期細胞的熒光強度為1-2之間。凋亡細胞由于細胞核發(fā)生濃縮以及發(fā)生DNA片段化(DNA fragmentation)導(dǎo)致部分基因組DNA片段在染色過程中丟失，因此凋亡細胞在PI染色后呈現(xiàn)明顯的弱染，即熒光強度小于1，在流式檢測的熒光圖上出現(xiàn)所謂的sub-G1峰，即凋亡細胞峰。

細胞發(fā)生凋亡時，由于胞漿和染色質(zhì)濃縮，核碎裂，產(chǎn)生凋亡小體，使細胞的光散射性質(zhì)發(fā)生變化。在細胞凋亡早期，細胞對前向角光散射的能力顯著降低，對側(cè)向光散射的能力增加或沒有變化。在細胞凋亡晚期，前向和側(cè)向光散射的信號均降低。因此可通過流式細胞儀測定細胞光散射的變化觀察細胞凋亡情況。

結(jié)果示例

參考文獻 Safari, Fatemeh et al. “Caspase-7 deficiency in Chinese hamster ovary cells reduces cell proliferation and viability.” Biological research vol. 53,1 52. 13 Nov. 2020, doi:10.1186/s40659-020-00319-x

服務(wù)周期及結(jié)果

檢測細胞凋亡的其他方法