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文档简介
本文格式为Word版,下载可任意编辑——2023年细胞凋亡总结分析细胞凋亡综述(五篇)总结是在一段时间内对学习和工作生活等表现加以总结和概括的一种书面材料,它可以促使我们思考,我想我们需要写一份总结了吧。写总结的时候需要注意什么呢?有哪些格式需要注意呢?以下是我为大家收集的总结范文,仅供参考,大家一起来看看吧。
细胞凋亡总结分析细胞凋亡综述篇三
细胞凋亡试验技术总结一形态学检测
1、光学显微镜和倒置显微镜观测法
未染色细胞:凋亡细胞体积变小、变形,膜完整但出现发泡现象,晚期出现凋亡小体。贴壁细胞出现皱缩,变圆,脱落。染色细胞:姬姆萨染色,瑞氏染色等。凋亡细胞染色质浓缩,边缘化,核膜裂解,染色质分割成块状,形成凋亡小体。
2、荧光显微镜检测法-荧光染料
例如,碘化丙啶(pi)是一种核酸染料,它不能透过完整的细胞膜,但在凋亡中晚期的细胞和死细胞,pi能够透过细胞膜而使细胞核红染。选用536nm激发光,细胞核呈红色荧光。
3、电子显微镜
收集细胞,2.5%戊二醛4°c固定24h,1%四氧化锇后固定,丙酮梯度脱水,经包埋剂浸透后环氧树脂包埋,超薄切片,醋酸铀和枸橼酸铅双重染色,透射电镜观测。凋亡ⅰ期的细胞核内染色质高度盘绕,出现大量称为气穴现象的空泡结构。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。
4、激光扫描共焦显微镜技术
fitc-annexinv+pi双染,观测凋亡过程中细胞膜ps表面的变化,并区分正常细胞(an-pi-),早期凋亡细胞(an+pi-),晚期凋亡细胞及坏死细胞(an+pi+),细胞收集过程中出现的损伤细胞(an-pi+)。
二、细胞凋亡的生化及分子生物学检测
1、dna断裂检测法
如使用琼脂糖凝胶电泳检测,细胞凋亡时,核染色质凝聚,染色质dna在核小体单位之间的连接处断裂。凋亡早期可形成50~300kbp的dna大片段,晚期核酸内切酶在核小体之间剪切核dna,产生大量长度在180~200bp整数倍的寡核苷酸片段。
2、膜联蛋白v法
磷脂酰丝氨酸(ps)位于正常细胞膜的内侧,但在细胞凋亡的早期,ps可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜表面。annexin-ⅴ(膜联蛋白-v)是一种分子量为35-36kd的ca2+依靠性磷脂结合蛋白,与ps高亲和力。将annexin-ⅴ进行荧光素或生物素标记,以标记了的annexin-ⅴ作为探针,利用流式细胞仪、荧光显微镜以及共聚焦激光扫描显微镜检测细胞凋亡的发生。
3、细胞凋亡的酶caspase检测
检测caspase活力可用免疫杂交技术分析酶原的加工和底物水解的产物,或用人工底物检测酶活力,也可对活化的caspase做亲和标记。例如分析底物的水解产物,parp(多聚adp-核糖聚合酶)第一个被认识的caspase-3底物,它的相对分子质量为116000,水解后形成相对分子质量为85000及相对分子质量为25000的两个片段,用抗相对分子质量为85000片段的抗体检测细胞是否发生凋亡。
4、线粒体膜势能变化的检测
线粒体跨膜电位的存在,使一些亲脂性阳离子荧光染料可结合到线粒体基质,其荧光的加强或减弱反映了线粒体内膜电负性的增高或降低流式细胞仪检测细胞的荧光强度或荧光显微镜观测,拍照正常细胞中,rh123能够依靠线粒体跨膜电位进入线粒体基质,荧光强度减弱或消失。而凋亡时,线粒体膜完整性破坏,线粒体膜通透性转运孔开放,引起线粒体跨膜电位的崩溃,rh123重新释放出线粒体,从而发出强黄绿色荧光。
细胞凋亡总结分析细胞凋亡综述篇四
1、磷脂酰丝氨酸外翻分析(annexinv法)
磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,ps)正常位于细胞膜的内侧,但在细胞凋亡的早期,ps可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜的表面,暴露在细胞外环境中(图3)。annexin-v是一种分子量为35~36kd的ca2+依靠性磷脂结合蛋白,能与ps高亲和力特异性结合。将annexin-v进行荧光素(fitc、pe)或biotin标记,以标记了的annexin-v作为荧光探针,利用流式细胞仪或荧光显微镜可检测细胞凋亡的发生。
ps转移到细胞膜外不是凋亡所独特的,也可发生在细胞坏死中。两种细胞死亡方式间的区别是在凋亡的初始阶段细胞膜是完好的,而细胞坏死在其早期阶段细胞膜的完整性就破坏了。
碘化丙啶(propidineiodide,pi)是一种核酸染料,它不能透过完整的细胞膜,但在凋亡中晚期的细胞和死细胞,pi能够透过细胞膜而使细胞核红染。因此将annexin-v与pi匹配使用,就可以将凋亡早晚期的细胞以及死细胞区分开来。
在双变量流式细胞仪的散点图上,左下象限显示活细胞,为(fitc-/pi-);右上象限是非活细胞,即坏死细胞,为(fitc+/pi+);而右下象限为早期凋亡细胞,显现(fitc+/pi-)。右上象限为独立的核(fitc-/pi+)。
annexin-v可以再钙离子存在的状况下,和细胞表面外翻的磷脂酰丝氨酸结合,而磷脂酰丝氨酸的外翻是细胞凋亡的早期事件。
pi是一种dna染料,当细胞凋亡的晚期,细胞的细胞膜通透性增加,pi从而进入细胞核与dna结合。
所以
annexin-v阴性-pi阴性代表正常细胞
annexin-v阳性-pi阴性代表凋亡早期的细胞
annexin-v阳性-pi阳性代表凋亡晚期的细胞或坏死的细胞
annexin-v阴性-pi阳性一般不存在这一群细胞,假使出现这一团细胞可能是pi标记时间过长,或者操作过于猛烈而伤害到原本正常的细胞。(还有一种说法是凋亡最终阶段的细胞,细胞已经没有细胞膜了说以不结合annexin-v而只结合pi)
2.线粒体膜电位变化的检测
试验原理
jc-1是一种广泛用于检测线粒体膜电位(mitochondrialmembranepotential)△ψm的理想荧光探针。可以检测细胞、组织或纯化的线粒体膜电位。在线粒体膜电位较高时,jc-1聚集在线粒体的基质(matrix)中,形成聚合物(j-aggregates),可以产生红色荧光(fl-2通道);在线粒体膜电位较低时,jc-1不能聚集在线粒体的基质中,此时jc-1为单体(monomer),可以产生绿色荧光(fl-1通道)。这样就可以十分便利地通过荧光颜色的转变来检测线粒体膜电位的变化。常用红绿荧光的相对比例来衡量线粒体去极化的比例。线粒体膜电位的下降是细胞凋亡早期的一个标志性事件。通过jc-1从红色荧光到绿色荧光的转变可以很简单地检测到细胞膜电位的下降,同时也可以用jc-1从红色荧光到绿色荧光的转变作为细胞凋亡早期的一个检测指标。
jc-1单体的最大激发波长为514nm,最大发射波长为527nm;jc-1聚合物(j-aggregates)的最大激发波长为585nm,最大发射波长为590nm。
a-c为对照,细胞亚群(r1)在fl-2和fl-1通道同时显示jc-1的荧光信号。d-f显示jc-1在fl-2通道荧光信号降低的细胞亚群(r2)显著增加,证明线粒体膜电位△ψm下降,细胞发生凋亡。凋亡与线粒体膜电位的去极化相关。细胞凋亡时线粒体膜电位发生去极化,jc-1进入线粒体以单体形式存在,仅在fl-1通道有荧光。
检测原理
正常细胞:jc-1聚集在线粒体内,形成多聚体,呈鲜红色荧光,细胞质内有绿色;即红光++,绿光++。
凋亡细胞:由于线粒体跨膜电位的破坏,不能聚集到线粒体内,红色荧光减弱,单体的形式存在于胞质内发绿色荧光。即红光+,绿光++
3、caspase-3活性的检测
caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着十分重要的作用,其中caspase-3为关键的执行分子,它在凋亡信号传导的大量途径中发挥功能。caspase-3正常以酶原(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。
(1)westernblot分析procaspase-3的活化,以及活化的caspase-3及对底物多聚adp-核糖聚合酶[poly(adp-ribose)polymerase,parp]等的裂解。
(2)荧光分光光度计分析
检测原理:活化的caspsae与其特异性底物devd-pna结合切割,释放出游离pna,通过测定其吸光度,根据其发光强度的高低代表其活化程度。
(3)流式细胞术分析
pharmingen多克隆或单克隆caspase-3抗体可以识别caspase-3活化形式,它特异性识别由无活性的pro-caspase-3活化水解后的暴露的断裂端,荧光标记多克隆兔抗active-caspase-3抗体为流式细胞术分析凋亡细胞的caspase-3而设计。1、2、3是早期凋亡现象;
4、5是晚期凋亡现象。
4、tunel法(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dutp缺口末端标记)
细胞凋亡中,染色体dna双链断裂或单链断裂而产生大量粘性3'-oh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,这类方法称为脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(terminal-deoxynucleotidyltransferasemediatednickendlabeling,tunel)。由于正常的或正在增殖的细胞几乎没有dna的断裂,因而没有3'-oh形成,很少能够被染色。tunel实际上是分子生物学与形态学相结合的研究方法,对完整的单个凋亡细胞核或凋亡小体进行原位染色,能确凿地反应细胞凋亡典型的生物化学和形态特征,可用于石蜡包埋组织切片、冰冻组织切片、培养的细胞和从组织中分开的细胞的细胞形态测定,并可检测出极少量的凋亡细胞,因而在细胞凋亡的研究中被广泛采用。
5、dnaladder细胞凋亡晚期,核酸内切酶在核小体之间剪切核dna,产生大量长度在180-200bp的dna片段。细胞经处理后,采用常规方法分开提纯dna,进行琼脂糖凝胶和溴化乙啶染色,在凋亡细胞群中可观测到典型的dnaladder。在琼脂糖凝胶电泳上表现为梯形电泳图谱(dnaladder)。坏死细胞连续性条带。
一、形态学观测方法
1、he染色、光镜观测: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,荧光显微镜观测: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:假使细胞膜不完整、破碎,台盼蓝染料进入细胞,细胞变蓝,即为坏死。假使细胞膜完整,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、透射电镜观测: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邻近巨噬细胞吞噬现象。
一、细胞凋亡的形态学检测
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状况。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。紫外光激发时发射敞亮的蓝色荧光。
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、透射电子显微镜观测
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,出现大量称为气穴现象(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。图2
七、凋亡相关蛋白tfar19蛋白的表达和细胞定位分析
tfar19(pdcd5)是由本研究室在国际上首先报导的一个拥有自己知识产权的人类新基因,前期的功能研究说明,它是促进细胞凋亡的加强剂。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,在凋亡小体中依旧可见。同时我们发现,凋亡早期tfar19蛋白的核转位早于磷脂酰丝氨酸(ps)外翻和细胞核dna的片段化,提醒tfar19蛋白的核转位是细胞凋亡更早期发生的事件之一。进一步的研究证明,凋亡早期tfar19的核转位具有普遍意义,不同细胞凋亡早期均出现tfar19高表达和核转位。这为研究细胞凋亡早期所发生的事件,提供了一种新的技术和指标。
细胞凋亡总结分析细胞凋亡综述篇五
细胞凋亡凋亡(apoptosis)一般是指机体细胞在发育过程中或在某些因素作用下,通过细胞内基因及其产物的调控而发生的一种程序性细胞死亡(programmedcelldeath)。一般表现为单个细胞的死亡,且不伴有炎症反应。
1.细胞凋亡的意义细胞凋亡普遍存在于生物界,既发生于生理状态下,也发生于病理状态下。由于细胞凋亡对胚胎发育及形态发生(morphogenesis)、组织内正常细胞群的稳定、机体的防卫和免疫反应、疾病或中毒时引起的细胞损伤、老化、肿瘤的发生进展起着重要作用,并具有潜在的治疗意义,至今仍是生物医学研究的热点。细胞凋亡过多可引起疾病发生,如:①爱滋病的发展过程中,cd4+t细胞数目的减少;②移植排斥反应中,细胞毒性t细胞介导的细胞死亡;③缺血及再灌注损伤,导致心肌细胞和神经细胞的凋亡增多;④神经系统退化性疾病(alzheimer病、parkinson's病)的重要原因是细胞凋亡的异常增加。神经细胞的凋亡参与老化及alzheimer病的发生。alzheimer氏病是一种常见的老年病,患者在临床上表现为进行性的智力减退。⑤暴露于电离辐射可引起多种组织细胞的凋亡。细胞凋亡过少也可引起疾病发生:在肿瘤的发生过程中,诱导凋亡的基因如p53等失活、突变,而抑制凋亡的基因如bcl-2等过度表达,都会引起细胞凋亡显著减少,在肿瘤发病学中具有重要意义;针对自身抗原的淋巴细胞的凋亡障碍可导致自身免疫性疾病;某些病毒能抑制其感染细胞的凋亡而使病毒存活。
2.细胞凋亡的形态变化电镜下细胞凋亡的形态学变化是多阶段的,可分为①细胞浆浓缩,核糖体、线粒体等聚集,细胞体积缩小,结构更加紧凑;②染色质逐渐凝聚成新月状附于核膜周边,嗜碱性加强。细胞核固缩呈均一的致密物,进而断裂为大小不一的片段:
③胞膜不断出芽、脱落,细胞变成数个大小不等的由胞膜包裹的凋亡小体(apoptoticbodies)。凋亡小体内可含细胞浆、细胞器和核碎片,有的不含核碎片;④凋亡小体被具有吞噬功能的细胞如巨噬细胞、上皮细胞等吞噬、降解:⑤凋亡发生过程中,细胞膜保持完整,细胞内容物不释放出来,所以不引起炎症反应。左图典型凋亡小体:染色质呈新月状,并可见细胞器右图凋亡细胞:凋亡细胞(↑)与邻近细胞分开细胞凋亡光镜下凋亡一般累及单个或少数几个细胞,凋亡细胞呈圆形,胞浆红染,细胞核染色质聚集成团块状。由于凋亡细胞迅速被吞噬,又无炎症反应,因此,在常规切片检查时,一般不易发现,但在某些组织如反应性增生的次级淋巴滤泡生发中心则易见到。病毒性肝炎时,嗜酸性小体形成即是细胞凋亡。
3.细胞凋亡的机制细胞凋亡是一系列依靠能量的分子水平变化的终点,细胞凋亡过程包括以下4个阶段,即:诱导启动、细胞内调控、实施和凋亡细胞的吞噬搬运阶段。
(1)诱导启动引起凋亡的信号可以来自细胞外,通过跨膜传导对细胞内的调控分子起作用;也可以直接作用于细胞内的靶分子。一些跨膜作用的抑制因子(如生长因子、某些激素、细胞因子、某些病毒蛋白等)具有抑制凋亡的作用,有利于细胞的生存。当这些因子缺乏时,会激发细胞凋亡。另外一些跨膜作用的刺激因子通过受体与配体的结合而激活细胞凋亡程序,其中最重要的是肿瘤坏死因子受体家族。此外,尚有多种其它凋亡诱导因子。在胚胎发育过程中,形态发生蛋白、生长因子、分化因子对细胞凋亡可起促进作用,又可起抑制作用。
(2)细胞内调控细胞内的某些特异蛋白与细胞死亡信号相连接,这些特异蛋白对细胞的死亡与否起决定作用。bcl-2蛋白家族(bcl-2familyofproteins)是调理线粒体通透性的主要成分,通过形成同源(bcl-2/bcl-2,bax/bax)和异源(bcl-2/bax)二聚体对细胞凋亡进行调控。bcl-2同源二聚体抑制细胞凋亡,bax同源二聚体促进细胞凋亡。此外,细胞表面受体fas(cd95),属tnfr家族,当免疫细胞产生的fas的配体与t细胞表面的fas结合时,也启动了死亡程序。这种fas-fas配体介导的凋亡在清除免疫反应(如自身免疫病)中被激活的淋巴细胞十分重要。细胞凋亡后的梯状dna足叶乙甙诱导白血病细胞凋亡后的梯状dna
(3)凋亡的实施细胞凋亡的实施是通过蛋白水解的一系列连锁反应实现的。各种组织的细胞凋亡都要激活caspase家族。caspase成员作为酶原的形式存在于细胞内,经裂解激活后,迅速启动序列性酶解死亡程序,裂解细胞骨架和细胞核蛋白基质并激活了核酸内切酶。在内源性核酸内切酶作用下,dna进行有控降解,产生长度为180~200bp整倍数的dna片段,这正好是缠绕组蛋白多聚体的长度,提醒染色质dna恰好是在核小体与核小体连接部被切断。dna琼脂糖凝胶电泳出现ladder也成为检测凋亡发生的重要标志。
(4)凋亡细胞的吞噬搬运凋亡细胞碎片的表面有标志分子(血小板反应素、粘附糖蛋白)有利于邻近的巨噬细胞以及其他细胞的识别、吞噬和处理。凋亡细胞的吞噬搬运过程十分有效而迅速,凋亡细胞很快消失,不留痕迹,也无炎症反应。
4.细胞凋亡与坏死的区别凋亡坏死
1机制基因调控的程序化(programmed)细胞死亡,主动进行(自杀性)意外事故性(accident)细胞死亡,被动进行(他杀性)
2诱因生理性或微弱病理性刺激因子诱导发生,如生长因子缺乏病理性刺激因子诱导发生,如缺氧、感染、中毒死亡范围多为散在的单个细胞多为聚集的大片细胞
3形态特征细胞固缩,核染色质边集,细胞膜及各细胞器膜完整,膜可发泡成芽,形成凋
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