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盘点:凋亡、增殖、周期、侵袭、迁移细胞功能检测总结整理

细胞增殖、周期、凋亡、迁移与侵袭是决定细胞生长、稳态及恶性进展的核心生物学表型,也是细胞生物学机制研究、基因功能验证与药物活性评价的五大关键检测体系。本文中小编对以上五种经典细胞功能检测进行统一梳理与总结,帮你快速搞定PPI研究,高效推进科研实验!


想要更多实验技术的详细步骤资料?

留言区评论“技术”,小编会联系你!


01


细胞凋亡检测

细胞凋亡(Apoptosis)是细胞在基因调控下主动、有序地死亡的过程,区别于细胞坏死。


检测目的:


定量检测细胞程序性死亡水平,区分细胞主动凋亡与被动坏死,验证基因或药物是否通过激活凋亡通路诱导细胞死亡,阐明细胞活力下降、增殖抑制的核心机制。


检测场景:


药物诱导肿瘤细胞死亡机制研究;验证凋亡相关基因的功能;细胞氧化损伤、应激损伤后的细胞死亡检测;肿瘤耐药、放疗增敏机制研究。


形态学特征:


细胞皱缩:胞质浓缩,细胞体积变小,胞膜完整;


染色质固缩:细胞核染色质聚集在核膜内侧,呈致密斑块;


核碎裂:核膜破裂,DNA 被核酸内切酶切割为180–200bp 梯度片段(琼脂糖电泳呈特征 “DNA ladder”);


凋亡小体形成:细胞膜出芽包裹碎裂核与胞质,形成多个膜包裹的囊泡(凋亡小体);


清除:周围巨噬细胞 / 邻近细胞快速吞噬凋亡小体,无胞内物质外泄,不诱发炎症。



生化特征:


磷脂酰丝氨酸(PS)外翻


Caspase(半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶)级联激活


线粒体膜电位下降,细胞色素 C 释放


DNA断裂并形成DNA ladder



检测方法:


(1)

Annexin V-FITC/PI双染流式法


原理:凋亡早期细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻,Annexin V特异性结合;PI无法穿透完整活细胞膜、可穿透破损晚期凋亡/坏死细胞膜,双荧光区分四群细胞:活细胞、早期凋亡、晚期凋亡、坏死细胞。


检测步骤:收集新鲜各组细胞,PBS洗涤→结合液重悬细胞→依次加入Annexin V-FITC与PI染液,避光室温孵育→过筛制备单细胞悬液→1 h内流式细胞仪上机检测→区分活细胞、早期凋亡、晚期凋亡、坏死细胞并统计比例。

(2)

TUNEL染色法


原理:细胞凋亡后期,激活的核酸内切酶会切割核 DNA,产生大量3’-OH 黏性末端缺口;TdT(末端脱氧核苷酸转移酶)识别 DNA 断裂产生的游离 3’-OH 末端,并将标记好的 dUTP 连接到 DNA 断口处。


检测步骤:细胞爬片制备、各组处理后固定→通透处理打破细胞膜→加入TUNEL反应液避光孵育→DAPI复染细胞核→荧光显微镜观察成像→统计细胞核阳性染色比例,评估细胞凋亡水平。

(3)

Caspase-3/9活性检测、WB凋亡相关蛋白验证


原理:Caspase-3/9是凋亡信号通路中关键的执行分子,Caspase-3/9平时以无活性的酶原形式存在,只有在凋亡信号刺激下才会被切割激活。

·若Caspase-9升高而Caspase-3未升高:凋亡处于早期启动阶段,或存在上游阻断

·若两者均升高:凋亡已全面激活,进入执行阶段

·若仅Caspase-3升高:可能通过外源性途径(如Fas/FasL)激活

凋亡相关蛋白检测:

Caspase家族:Caspase平时以无活性前体存在,凋亡时被切割激活。WB检测的是活化片段的出现,而非总蛋白上调。


蛋白

凋亡时变化

Caspase-3

前体(32 kDa)↓,活化片段(17/19 kDa)↑

Caspase-8

前体↓,活化片段(18/41 kDa)↑

Caspase-9

前体↓,活化片段(35/37 kDa)↑

Caspase-7

前体↓,活化片段↑


Bcl-2家族:

Bcl-2/Bax比值是经典指标:比值降低提示凋亡倾向增加。


蛋白

功能

凋亡时变化

Bcl-2

抗凋亡

下调

Bcl-xL

抗凋亡

下调

Bax

促凋亡

上调(从胞质转位至线粒体)

Bak

促凋亡

激活/构象改变(WB检测较困难)

Bid

促凋亡(连接内外途径)

被Caspase-8切割为tBid(15 kDa)↑

Bad

促凋亡

去磷酸化后激活

Bim

促凋亡

上调或去磷酸化激活

Puma/Noxa

促凋亡(p53靶基因)

上调



凋亡执行底物(PARP等)

PARP切割是Caspase-3活化的经典下游证据,常与Caspase-3活化片段同时检测。

蛋白

功能

凋亡时变化

PARP (116 kDa)

DNA修复酶

被Caspase-3切割为89 kDa片段 ↑

Lamin A/C

核纤层蛋白

被切割,核结构破坏

ICAD/DFF45

Caspase激活的DNA酶抑制剂

被切割,释放CAD导致DNA片段化

α-Fodrin

细胞骨架蛋白

被切割为150/120 kDa片段



检测步骤:

提取各组细胞总蛋白→采用Caspase活性检测试剂盒孵育反应→酶标仪检测对应吸光度,统计Caspase相对活性;或通过WB电泳、转膜、孵育一抗二抗→检测Cleaved-Caspase3/9、Bax、Bcl-2等凋亡蛋白表达水平,验证凋亡通路激活状态。


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货号

名称

规格

abs50001

Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒

25T/50T/100T

abs50025

Caspase 3/7 活性检测试剂盒

20T/100T

9661S

Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody

100ul

9509S

Cleaved Caspase-9 (Asp353) Antibody

100ul

S0B2181

S-RMab??Bcl-2 Recombinant Rabbit mAb (SDT-R160)?

25ul/100ul

S0B0288

Bcl-xL Recombinant Rabbit mAb (S-487-28)

25ul/100ul

S0B2075

Bax Recombinant Rabbit mAb (SDT-R020)

25ul/100ul

S0B0686

Bad Recombinant Rabbit mAb (S-976-26)

25ul/100ul

S0B2135

Cleaved PARP1 Recombinant Rabbit mAb (SDT-R084)

25ul/100ul



02


细胞增殖

细胞增殖指细胞通过分裂实现细胞数量扩增、细胞体积增大的生物学过程,是评估细胞活力、生长速率等的核心基础表型;

检测目的:


定量评估细胞生长活力、增殖速率及细胞存活状态,明确基因干预、药物处理、环境胁迫等实验条件对细胞生长的促进或抑制作用,是细胞功能研究最基础的验证实验。


检测场景:


初筛基因过表达/敲低对细胞生长的影响;检测抗肿瘤、抗氧化等药物的细胞毒性与增殖抑制效果;对比不同培养条件、处理时长下的细胞活力差异;课题前期细胞功能表型基础验证。


形态学特征:


细胞体积变化:细胞增大,胞质丰富,核质比降低(分裂期除外);


细胞密度增加:培养细胞间隙变窄,出现"接触"或"重叠"现象;


核形态:核增大,核仁明显(rRNA合成旺盛),染色质疏松(常染色质为主);


有丝分裂像:可见染色体凝集、排列、分离等分裂期形态



生化特征:


DNA复制活跃,代谢增强


检测方法:


(1)

CCK-8法


原理:CCK-8的核心成分是水溶性四唑盐WST-8,被活细胞线粒体脱氢酶还原生成橙黄色水溶性甲瓒产物,颜色深浅与活细胞数量正相关,酶标仪检测450nm吸光度值。


检测步骤:细胞消化计数,按合适密度接种于96孔板→常规培养至细胞贴壁→按实验分组进行药物/基因干预处理→分别培养24 h、48 h、72 h等时间点→每孔避光加入适量CCK-8试剂,避光孵育1–2 h→酶标仪450 nm波长检测吸光度→统计细胞存活率、抑制率并绘制生长曲线。

(2)

MTT法


原理:线粒体脱氢酶还原MTT生成不溶性蓝紫色甲瓒结晶,DMSO溶解后测570nm吸光值。


检测步骤:96孔板接种细胞并分组处理→培养至预设时间→每孔加入MTT工作液,继续孵育4 h→弃去孔内培养基,每孔加入DMSO充分震荡溶解结晶→酶标仪570 nm处检测吸光度→计算细胞增殖活力与抑制率。

(3)

EdU增殖染色法


原理:EdU胸腺嘧啶类似物掺入S期复制DNA,荧光标记靶向结合,直接标记增殖期细胞,可成像+流式定量。


检测步骤:细胞铺板并分组干预培养→加入EdU工作液孵育,使其掺入S期新生DNA→固定细胞、透膜处理→加入荧光标记试剂避光孵育染色→洗涤去除未结合染料→荧光显微镜成像或流式上机检测→统计阳性增殖细胞比例。

(4)

CFSE检测


原理:CFSE(5,6-羧基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺酯)是一种可穿透细胞膜的荧光染料,进入细胞后产生能发出明亮荧光的羧基荧光素琥珀酰亚胺酯。进行有丝分裂时,标记的荧光蛋白分到两个子细胞中,导致每个子细胞的荧光强度减半。通过流式细胞仪检测,可以观察到荧光强度呈指数级递减的细胞群体,形成特征性的" generations"(代次)峰图。


检测步骤:溶液配制→细胞标记→流式细胞仪或者荧光显微镜观察


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货号

名称

规格

abs50003

CCK-8试剂盒

500T

abs50010

MTT试剂盒

500T

abs50050

EdU-488 细胞增殖检测试剂盒(成像)(6孔板)

200T

abs50051

EdU-555 细胞增殖检测试剂盒(成像)

200T

abs50053

EdU-647 细胞增殖检测试剂盒(成像)

200T

abs9106

CFSE

10mg/50mg



03


细胞周期检测

细胞周期分为G0/G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(分裂前期)、M期(分裂期)。

检测目的:


探究细胞增殖快慢的分子机制,明确外界干预或基因调控导致的细胞周期阻滞位点,解释细胞增殖加快或减慢的根本原因,为增殖表型结果提供机制支撑。


检测场景:


增殖实验出现显著差异后,深挖其调控机制;验证药物、基因是否通过阻滞细胞周期抑制肿瘤生长;研究细胞静止、活化状态转换;筛选周期靶向干预药物。


形态学特征:


G1期:核膜完整,染色质疏松(常染色质),核仁明显


S期:染色质部分凝集,可见DNA复制灶


G2期:核增大,染色质进一步凝集,中心体开始分离


M期:细胞分裂



生化特征:


G0/G1 期:二倍体 DNA(2n),DNA 最少,流式第一个主峰;


S 期:DNA 正在复制,含量 2n~4n 之间,主峰和 G2/M 峰之间的宽弥散区;


G2/M 期:DNA 复制完成,四倍体(4n),第二个主峰,荧光强度≈G1 峰 2 倍。


检测方法:


(1)

PI单染流式细胞术


原理:碘化丙啶PI穿透固定细胞膜,特异性结合细胞核DNA,荧光强度与DNA含量成正比,流式细胞仪根据 G0/G1 (2n)、S (2n~4n)、G2/M (4n) 不同 DNA 倍体对应的荧光强度区分各周期细胞群。


检测步骤:收集各组贴壁/悬浮细胞,PBS清洗→预冷75%乙醇4℃固定过夜→次日离心弃固定液,PBS重悬洗涤→加入含RNase A的PI染色工作液,避光孵育30 min→过筛去除细胞团块→流式细胞仪上机检测

(2)

Ki-67免疫荧光/流式联合周期检测


原理:细胞处在增殖周期(G1/S/G2/M),会表达 Ki-67;彻底休眠的 G0 细胞,完全不表达 Ki-67;

①Ki67? 2n → G0 静息 ② Ki67? 2n → G1 活跃间期 ③ Ki67? 2n~4n → S 期 ④ Ki67? 4n → G2/M 期


检测步骤:细胞固定透膜后封闭→滴加Ki-67一抗4℃孵育过夜→荧光二抗避光孵育→PI复染细胞核→荧光显微镜观察或流式上机检测→区分G0静止细胞与G1/S/G2/M增殖细胞,精准统计增殖细胞比例。


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货号

名称

规格

abs50005

细胞周期检测试剂盒

50T

S0B0001E

S-RMab? Ki67 Recombinant Rabbit mAb (SDT-10002)

25ul/100ul

S0B4004

Goat anti-Rabbit IgG(H+L) (Alexa Fluor??488 Conjugate)?

100ul/1ml

S0B4043

Goat Anti-Mouse IgG (H+L), F(ab')2 Fragment (Alexa Fluor??594 Conjugate)

100ul/1ml

S0B4049

Goat Anti-Rat IgG(H+L) (Alexa Fluor??647 Conjugate)

100ul/1ml


04


细胞迁移实验

细胞迁移指细胞无基质屏障、自主定向移动能力,模拟体内细胞爬行、转移、创面愈合过程;肿瘤细胞迁移能力决定原位侵袭、远端转移潜能,也用于内皮细胞、成纤维细胞创面修复研究。

检测目的:


评估细胞的自主移动、定向爬行能力,直观反映肿瘤细胞的转移潜能或正常细胞的创面修复能力,是肿瘤转移、组织修复研究的核心表型。


检测场景:


研究基因、药物对肿瘤细胞转移能力的调控;验证上皮间质转化(EMT)表型;检测内皮细胞、成纤维细胞的创面愈合能力;筛选抗肿瘤转移药物。


形态学特征:


细胞整体形态改变,获得前后极性;


前端运动突起,伪足伸出;


细胞后端形成狭窄收缩尾



检测方法:


(1)

划痕实验


原理:细胞长满单层后无菌枪头划一平直划痕,去除划痕内细胞,定时拍照观测细胞向划痕空白区域爬行闭合程度。


检测步骤:6孔板接种细胞,培养至完全铺满单层细胞→无菌直尺辅助、枪头垂直均匀划痕→PBS轻柔洗涤3次,去除脱落漂浮细胞→加入无血清培养基培养→分别在0 h、24 h、48 h倒置显微镜拍照→测量划痕宽度,计算创面愈合率。

(2)

Transwell迁移小室实验


原理:无基质胶Transwell小室,上下室血清浓度差构建趋化梯度,细胞自发穿滤膜微孔迁移至下室,固定染色计数。


检测步骤:Transwell无胶小室置于24孔板中→上室加入无血清培养基稀释的细胞悬液→下室加入含10%血清的完全培养基构建趋化梯度→常规培养24–48 h→取出小室,棉签擦除上室未迁移细胞→多聚甲醛固定、结晶紫染色→水洗晾干,显微镜随机视野拍照计数迁移细胞数。


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货号

名称

规格

Abs972

胎牛血清(优级)

500mL

Abs9483

DMEM高糖培养基(含 L-谷氨酰胺,含丙酮酸钠,不含HEPES)

500mL

Abs962

PBS缓冲液(1×)

500mL

Abs9156

牛血清白蛋白(细胞培养)

50g/100g/500g

Abs7282

细胞小室(PET膜,6.5mm,孔径8.0um,含24孔板)

1箱


05


细胞侵袭实验

细胞侵袭是指肿瘤细胞突破基底膜&细胞外基质、侵袭周围组织的过程。

检测目的:


评估细胞降解细胞外基质、突破基底膜屏障的浸润转移能力,相较于迁移实验,更真实反映肿瘤细胞恶性侵袭、远端转移的体内潜能,是肿瘤恶性程度的核心评价指标。


检测场景:


迁移实验验证有差异后,进一步验证肿瘤恶性转移能力;研究MMP家族、EMT通路对肿瘤侵袭的调控;高分期刊肿瘤转移机制深度验证;抗侵袭、抗转移药物效果评价。


形态学特征:


细胞形态变狭长、间质样(EMT 形态)


大量运动伪足、侵袭伪足


分散生长、集群迁移条索



检测方法:


(1)

基质胶Transwell侵袭实验


原理:Transwell上室提前铺模拟体内基底膜基质,细胞分泌MMP酶降解基质胶、穿透滤膜完成侵袭,下室血清趋化诱导。


检测步骤:预冷条件下Matrigel基质胶稀释,均匀铺于Transwell上室→37℃孵育凝固成模拟基底膜→上室接种无血清细胞悬液,下室加完全培养基→培养24–48 h→棉签彻底擦除上室残留细胞→固定、结晶紫染色、晾干→显微镜随机视野拍照,统计穿膜侵袭细胞数量。

(2)

3D基质球侵袭实验


原理:体内实体瘤是多细胞紧密聚集的细胞团,被基底膜、胶原等细胞外基质(ECM)包裹;肿瘤侵袭本质是细胞团整体突破基质屏障、向外浸润。


检测步骤:制备低浓度基质胶3D培养体系→细胞与基质胶混合均匀铺板→37℃培养箱长期培养→定时显微镜观察细胞球向外浸润生长状态→测量各组细胞球侵袭浸润半径与面积,统计侵袭能力差异。


部分相关产品推荐:

货号

名称

规格

Abs9491

基质胶(标准型,无酚红)

1.5mL×4

Abs972

胎牛血清(优级)

500mL

Abs962

PBS缓冲液(1×)

500mL

Abs9156

牛血清白蛋白(细胞培养)

50g/100g/500g

Abs9483

DMEM高糖培养基(含 L-谷氨酰胺,含丙酮酸钠,不含HEPES)

500mL

Abs7282

细胞小室(PET膜,6.5mm,孔径8.0um,含24孔板)

1箱

abs50062

细胞侵袭分析试剂盒(24孔板,8μM)

12T




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