12 种常见细胞实验怎么选？一文讲清原理与用途

12 种常见细胞实验怎么选？一文讲清原理与用途

增殖、凋亡、迁移、侵袭、WB、qPCR……刚进实验室时，这些名词常常让人分不清"谁测什么"。本文用最直白的类比讲清 12 种常见细胞实验的核心逻辑，并补充各自的实操注意点，供开题和设计实验方案时参考。

一、细胞水平：看细胞"活得怎么样"

1. 细胞增殖实验（CCK-8 / MTT）

原理：给细胞"测饭量、算人口"。通过代谢活性间接反映活细胞数量，比较加药/加因子后细胞是长得更快、变慢还是停滞。

注意：CCK-8/MTT 测的是代谢活性而非细胞数，某些药物会干扰代谢还原，必要时结合细胞计数或活死染色验证。

CCK8-96孔显色板

2. 细胞凋亡 / 坏死检测（Annexin V-FITC / PI）

原理：给细胞"做死亡体检"。Annexin V 标记外翻的磷脂酰丝氨酸（早期凋亡），PI 标记膜完整性丧失的细胞（晚期凋亡/坏死），区分细胞的"自然程序性死亡"与"意外死亡"。

注意：样本需新鲜制备，消化时避免过度吹打造成机械损伤导致假阳性。

细胞凋亡散点图[1]

3. 细胞划痕实验（Wound Healing / Scratch Assay）

原理：在铺满的单层细胞"操场"上划一道线，定时拍照记录细胞迁移填平划痕的过程，评估迁移能力，模拟体内修复过程。

注意：划痕宽度要均一，通常需加丝裂霉素或低血清培养排除增殖对结果的干扰。

细胞划痕实验结果图[1]

4. 细胞侵袭实验（Transwell Invasion）

原理：给细胞设一道"小障碍"——铺有基质胶（Matrigel）的 Transwell 小室，只有具备降解细胞外基质能力的细胞才能穿膜到达下室。

注意：与划痕实验的区别在于多一层基质胶屏障，更贴近肿瘤细胞突破基底膜、浸润转移的真实过程。

Transwell侵袭 结晶紫染色[1]

5. 细胞周期检测（PI 染色 + 流式）

原理：给细胞"拍生长阶段快照"。通过 DNA 含量分布分析 G0/G1、S、G2/M 期各阶段细胞比例，判断处理后细胞是否阻滞于某一时期。

细胞周期流式直方图和柱状图[2]

6. 克隆形成实验（Colony Formation）

原理：看单个细胞能否"开枝散叶"长成一个克隆团。克隆形成率反映细胞的独立增殖与自我更新能力，常用于评估肿瘤细胞恶性程度和干细胞干性。

注意：周期较长（通常 1~2 周），接种密度需预实验摸索，避免克隆重叠无法计数。

克隆形成结晶紫染色[3]

二、分子层面：看基因与蛋白"在不在干活"

7. Western Blot（WB，蛋白印迹）

原理：给蛋白"做身高体重排序 + 点名计数"。蛋白质经 SDS-PAGE 按分子量分离、转膜后，用特异性抗体检测目标蛋白，反映其表达水平变化。

注意：内参（如 β-actin、GAPDH）选择要与实验体系匹配；目的蛋白与内参分子量接近时需更换内参。

蛋白条带[1]

8. qPCR / RT-PCR（实时荧光定量 PCR）

原理：给细胞里的"基因蓝图（RNA）做复印计数"。将目标基因的 mRNA 反转录为 cDNA 后大量扩增，通过荧光信号定量，间接反映基因的转录活性。

注意：引物效率需验证（90%~110%），内参基因选择及多个生物学重复是结果可信的前提。

qPCR 扩增曲线

9. 细胞转染实验（Transfection）

原理：给细胞"快递基因/蛋白"。将质粒、siRNA 等外源核酸送入细胞，实现过表达或敲低（干扰），通过下游表型变化寻找基因的具体功能。

注意：转染效率受细胞类型影响很大，难转染细胞可考虑电转或病毒载体；建议设置阴性/阳性对照。

细胞转染结果图[4]

三、细胞间与可视化：看"互动"和"住哪儿"

10. 细胞共培养实验（Co-culture）

原理：把两种细胞"放进同一个房间"（如肿瘤细胞 + 免疫细胞），直接或间接共培养，观察一方对另一方增殖、存活、功能的影响，模拟体内细胞间"交流互动"。

细胞共培养

11. 免疫荧光实验（IF，Immunofluorescence）

原理：给目标蛋白"贴荧光贴纸"。利用荧光标记抗体对细胞内蛋白进行染色，荧光显微镜下直观显示其亚细胞定位（细胞核/膜/质）及表达丰度。

注意：固定方式（多聚甲醛 vs 甲醇）影响不同抗原的表型，抗体需验证适用于 IF 应用；封闭不充分易出现非特异性着色。

免疫荧光结果图

12. 流式细胞术（Flow Cytometry）

原理：给细胞"做高速流水线体检"。细胞单个通过激光检测口，同时获取大小、颗粒度、荧光标记等多维信息，可一次完成死活、表面标记、凋亡、周期等"全面筛查"。

注意：设门策略直接影响结果解读，补偿调节和多色 panel 设计需提前规划；上机前过滤去除细胞团块。

选实验前先问自己要看什么：细胞长得快不快（增殖/克隆形成）、死得多不多（凋亡检测）、爬得远不远（划痕/侵袭）、分子变没变（qPCR/WB）、蛋白住哪儿（免疫荧光）。分子层面一般遵循"先 RNA 后蛋白"的验证顺序，qPCR 与 WB 结果互相印证更可信。

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[1] Liu W, Ji Y, Wang F, et al. Morusin shows potent antitumor activity for melanoma through apoptosis induction and proliferation inhibition. BMC Cancer. 2023;23(1):602. Published 2023 Jun 29. doi:10.1186/s12885-023-11080-1

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