細胞凋亡研究解決方案
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細胞凋亡研究 | |
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前言: | |
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細胞凋亡是細胞程序性死亡中最具特征性的一種。它在生物發(fā)展，體內(nèi)平衡，甚至在不同的疾病，例如：癌癥，的發(fā)病機制都扮演著重要的角色。在過去的幾十年里，科學(xué)家們對細胞凋亡進行了廣泛的研究。 | |
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細胞凋亡的過程中，細胞會有不同的形態(tài)變化。同時，細胞膜(plasma membrane)，線粒體(mitochondria)，細胞質(zhì)(cytoplasm)和細胞核(nucleus)都有不同的變化。研究者通過檢測這些變化來研究細胞凋亡。 | |
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現(xiàn)在市場上有很多檢測細胞凋亡的試劑和儀器，它們各有優(yōu)勢，而又可互補不足。伯齊科技在這個領(lǐng)域也有著非常全面的解決方案。以下我們將逐一介紹： |
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(一)檢測細胞膜的變化: | ||||
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在細胞凋亡前期，細胞膜上的脂質(zhì)磷脂酰絲氨酸(lipid phosphatidylserine, PS)會由膜內(nèi)轉(zhuǎn)移到膜外。因膜聯(lián)蛋白V可與PS緊密結(jié)合，故可用帶有熒光染料的膜聯(lián)蛋白V試劑來檢測胞膜外的PS。配合流式細胞儀或熒光顯微鏡就可以很快檢測到細胞凋亡的特征。 | |||||
 英國Apogee A50 Micro流式細胞儀 | |||||
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  Optika B-1000熒光顯微鏡 | ||||
| (二) 線粒體的變化: | |||||
| 在早期的細胞凋亡期，線粒體會出現(xiàn)功能障礙，膜電位(membrane potential)會失效，最終導(dǎo)致線粒體外膜破裂，并釋放出膜內(nèi)的蛋白(如：cytochrome c, Bcl-2 family members, etc.)到細胞質(zhì)中。檢測這種變化有兩種方法：1.)用線粒體膜電位染料(mitochondrial membrane potential dyes)檢測, (e.g. Biotium JC-1 dye)。利用染料熒光的顏色變化來顯示膜電位是否改變。2.)利用抗體檢測細胞質(zhì)中的線粒體蛋白，如：cytochrome c。這些方法可用流式細胞儀或熒光顯微鏡來觀察。伯齊科技代理的意大利著名顯微鏡品牌Optika最新B-1000熒光顯微鏡，配合美國Biotium的JC-1染料，即可為科學(xué)家們提供完善的解決方案。 | |||||
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 德國BMG Labtech FLUOstar Omega |
由于細胞凋亡導(dǎo)致線粒體受損，并出現(xiàn)功能障礙。最終令線粒體無法運作，使胞內(nèi)的氧和二氧化碳水平有明顯的變化。最近一種新的方法就是通過測定細胞內(nèi)外的秏氧量和胞外產(chǎn)酸率(來自呼吸作用的乳酸和二氧化碳)程度來檢測線粒體的 | ||||
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| 功能障礙。這種新技術(shù)可使用酶標(biāo)儀配合特別的試劑進行檢測。該試劑來自愛爾蘭Luxcel公司的MitroXpress和pHXtra試劑盒。它們的專利染料結(jié)合酶標(biāo)儀的時間分辨熒光檢測技術(shù)，可以輕易量度胞內(nèi)和胞外秏氧和產(chǎn)酸率的變化。這種技術(shù) 近年開始引入線粒體研究，并在藥物研究方面甚為普及。很多大型藥廠會使用該技術(shù)來研究藥物對細胞的毒性。在眾多的酶標(biāo)儀中，Luxcel廠家比較推薦德國的BMG Labtech的儀器。并在其儀器上對試劑進行了優(yōu)化和配置了相應(yīng)的應(yīng)用軟件。而伯齊科技榮獲Luxcel和BMG Labtech的獨家代理，為這方面的科研提供了一站式解決平臺。 | |||||
| (三)細胞質(zhì)的變化 | |||||
| 在細胞質(zhì)中有很多不同的蛋白酶，當(dāng)細胞凋亡發(fā)生時，有些蛋白酶(如: caspase9蛋白酶)就會被切割，激活，并且變成二聚體(dimer)。這些二聚體再去激活其他下游的蛋白酶(如: caspase3蛋白酶)或其他的切割酶。最終這些切割酶會把細胞核內(nèi)的雙鏈脫氧核糖核酸切斷。目前檢測這種變化大致上有兩種方法：1.)用蛋白酶試劑(caspase assay)來檢測涉及細胞凋亡的蛋白酶的活性。市場上有很多這種試劑，通常是用帶有熒光染料的底物和抑制劑來探測和確定蛋白酶的活性。當(dāng)試劑中的底物被蛋白酶切割后，會釋出熒光染料，透過檢測熒光的強度來顯示蛋白酶的存在和活性 (見下圖)。 | |||||
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這兩種方法都可以用酶標(biāo)儀或熒光顯微鏡去檢測。用蛋白酶檢測試劑配合酶標(biāo)儀的優(yōu)點是可以進行高通量的測試和分析。近年來的細胞和藥物研究很多時候都要用高通量篩選的方法來進行，因為高通量的篩選可以更快速地找到對細胞有影響的關(guān)鍵性化合物，大大提高藥物研究的效率和加速其發(fā)展。然而，面對著愈來愈多的高通量需求，各研究單位亦開始考慮到實驗重復(fù)性，一致性和人力成本方面的要求會愈來愈高。為了解決這方面的需求，一些自動化的移液系統(tǒng)便會大派用場。伯齊科技充分了解客戶的需要，并于今年引入代理美國的Apricot Designs的自動化移液系統(tǒng)i-Pipette系列。該系統(tǒng)的特點是非常容易操作，用途廣泛多變并且價格相宜，非常好地滿足了高通量篩選中大量移液操作的需求。利用Apricot Designs i-Pipette，BMG Labtech的酶標(biāo)儀再加上Biotium的蛋白酶高通量檢測試劑就可以很迅速地進行藥物對細胞凋亡的測試。 |
  美國Apricot Designs i-Pipette 移液系統(tǒng) | ||||
| （四）細胞核的變化 | |||||
| 在細胞凋亡的中后期，蛋白酶會激活核酸內(nèi)的切酶，并把細胞核內(nèi)的雙鏈DNA切斷。TUNEL測試是檢測這種細胞凋亡特征的常用方法。該方法是在培養(yǎng)細胞時加入有生物素(Biotin)標(biāo)記的核苷酸(Nucleotides) 到培養(yǎng)液中，這些核苷酸會進入細胞內(nèi)的細胞核。當(dāng)細胞凋亡發(fā)生時，雙鏈DNA被切斷產(chǎn)生缺口，生物素標(biāo)記的核苷酸會被補在這些缺口。之后再利用帶有酶或熒光染料的抗體去檢測生物素標(biāo)記核苷酸的存在，如果有訊號就表示細胞凋亡已經(jīng)發(fā)生了(見右圖)。這種檢測一般可用流式細胞儀或熒光顯微鏡做檢測。 |
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