凋亡(Apoptosis),或者說程序性細胞死亡(Programmed cell death),是細胞內建的防御機制之一,在生物的正常發(fā)育及疾病抵御中起到重要的作用。凋亡過程與通路的異常,會導致多種疾病,包括腫瘤。
目前至少有十數(shù)種檢測細胞凋亡的方法,從大框架上講,可以劃分為基于細胞形態(tài)、生物學功能和生化標記三大類。這里簡要介紹一下最受歡迎的“Annexin V/PI雙染法”進行流式細胞術質膜分析。
磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine, PS)正常位于細胞膜內側,但在細胞凋亡早期,PS可從細胞膜內側翻轉到細胞膜表面,暴露在細胞外環(huán)境中。磷脂酰絲氨酸的轉位發(fā)生在凋亡早期階段,先于細胞核的改變、DNA斷裂、細胞膜起泡。體內的吞噬細胞可通過識別磷脂酰絲氨酸來清除凋亡細胞。Annexin-V是一種分子量為35~36KD的Ca2+依賴性磷脂結合蛋白,能與PS高親和力特異性結合,細胞處于調亡或壞死時,Annexin-V可為陽性(早期壞死細胞可能為陰性),是檢測細胞早期凋亡的靈敏指標。將Annexin-V進行熒光素(FITC、PE)標記,利用流式細胞儀或熒光顯微鏡可檢測細胞凋亡的發(fā)生。碘化丙啶(propidine iodide, PI)是一種核酸染料,它不能透過完整的細胞膜,但在凋亡中晚期的細胞和死細胞,PI能夠透過細胞膜而使細胞核紅染。因此將Annexin-V與PI匹配使用,就可以將凋亡早晚期的細胞以及死細胞區(qū)分開來。
值得注意的是,受到凋亡刺激的細胞,細胞膜通常比較脆弱。因此在制備貼壁細胞樣品時,很容易在消化和吹打時帶來額外的損傷,增加了數(shù)據變異度。此外,在實際實驗中經??梢园l(fā)現(xiàn),凋亡細胞的本底熒光或非特異染色的特性會增強,導致熒光飄移,導致定量不準。解決途徑包括:提高樣品制備的質量,用密度圖而非點圖展示數(shù)據,雙指數(shù)坐標部分解決熒光飄移帶來的畫門障礙等。