细胞凋亡检测服务

背景^[1-7]

细胞凋亡检测服务对胚胎发育及形态发生、组织内正常细胞群的稳定、机体的防御和免疫反应、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，一直是生物医学研究的热点。细胞凋亡（Apoptosis）是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。

作为细胞的一种基本生物学现象，细胞凋亡是机体为更好地适应生存环境，而主动争取的一种死亡过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，一般过程包括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。细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型，而且具有重要的生物学意义及复杂的分子生物学机制。

凋亡检测以“PI和Annexin-V双标”方法为主。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（或细胞损伤时），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。Annexin V是一种Ca2+依赖的磷脂结合蛋白，具有易于结合PS的特性，可充当敏感的探针检测暴露在细胞膜表面的PS。

碘化丙啶（Propidine Iodide,PI）是一种核酸染料，不能透过完整的细胞膜，但能够透过凋亡中晚期的细胞和死细胞的细胞膜，从而使细胞核染成红色。将Annexin V和PI一起使用，可以将凋亡早期、晚期的细胞以及死细胞区分开来。细胞凋亡检测原理：Annexin V选择性结合磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine，简称PS)。磷脂酰丝氨酸主要分布在细胞膜内侧，即与细胞浆相邻的一侧。

在细胞发生凋亡的早期，不同类型的细胞都会把磷脂酰丝氨酸外翻到细胞表面，即细胞膜外侧。磷脂酰丝氨酸暴露到细胞表面后会促进凝血和炎症反应。而Annexin V和外翻到细胞表面的磷脂酰丝氨酸结合后可以阻断磷脂酰丝氨酸的促凝血和促炎症反应活性。碘化丙啶可以染色坏死细胞或凋亡晚期丧失细胞膜完整性的细胞，呈现红色荧光。

应用^[8][9]

细胞凋亡检测服务可用于诱导肿瘤细胞凋亡研究：

诱导肿瘤细胞凋亡（apoptosis）是现在治疗癌症的一种重要的方法，细胞凋亡被广泛认为是细胞程序性死亡的一种有特色的、重要的模式，细胞程序性死亡是基因决定的细胞减少。细胞凋亡在细胞生长和衰老过程中正常发生，并且作为一种平衡机制来维持组织中细胞的数量。

细胞凋亡是通过一种多点紧密调节的复杂信号级联反应发生的，因此有很多的机会能够评价所涉及蛋白的活性。然而，同样重要且值得一提的是，已经有文献报道细胞程序性死亡的其它形式，而且预计将发现更多种其它形式。对凋亡的肿瘤细胞进行检测，可以判定治疗效果以及预后，是癌症治疗当中非常重要的一部分。构建了一种基于金纳米粒子非共价交联变色的比色方法用于检测细胞凋亡。

半胱天冬酶家族（caspases）中的caspase–3是细胞凋亡早期一种非常重要的物质，它能特异性地识别含有天冬氨酸–谷氨酸–缬氨酸–天冬氨酸（Asp–Glu–Val–Asp，DEVD）序列氨基酸的多肽，并在碳端的天冬氨酸后选择性地切断多肽。

基于此，设计了一条含有DEVD的多肽序列Ac–Gly–Asp–Glu–Val–Asp–Cys–Cys–Arg–NH2（GR–8）做为caspase–3的底物，在被切断前，GR–8加入金纳米粒子溶液中时，能够保持柠檬酸根离子包裹的金纳米粒子（带负电）的静电稳定性；被caspase–3切断后，一条含有两个巯基并带正电的Cys–Cys–Arg–NH2（CR–3）被释放出来，CR–3严重影响了金纳米粒子的静电稳定性，从而引起金纳米粒子的聚集。通过测量金纳米粒子聚集前后650nm处与520nm处的紫外可见吸收比值（Abs650/Abs520），可以反映caspase–3的活性，而caspase–3的活性反映了细胞凋亡的情况。该方法可以用来定量检测caspase–3活性和定性检测细胞凋亡。

参考文献

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