DNA末端標(biāo)記技術(shù)
由于核酸內(nèi)切酶的作用,凋亡細胞DNA降解產(chǎn)生缺口和3-OH末端,所以在組織
切片或固定細胞上選用標(biāo)記的DNA探針進行原位標(biāo)記。其中一種方法稱為原位
缺口轉(zhuǎn)譯(In situ nick translation),另一種方法為末端核苷酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的
dUTP末端標(biāo)記(Terminal deoxynucleotidyl transferase(TdT)-nediated dUTP nick
end labeling, TUNEL)。以上方法中,DNA片段的3-OH末端可在DNA聚合酶或
TdT作用下,用
生物素(Biotin)、地高幸(Digoxin)、放射性核素(Radionuclide)或
螢光素(Fluorescein)連接的dUTP進行標(biāo)記,生物素和地高辛標(biāo)記可通過組織化學(xué)
法顯示,放射性核素用放射自動顯影,螢光素可在螢光
顯微鏡下觀察,也可以
流式細胞儀測定。TUNEL技術(shù)的敏感性更高。DNA末端標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點是:
(1)能夠在組織切片上辨別形態(tài)學(xué)早期難以辨別的凋亡細胞;
(2)與流式細胞儀
(Flow cytometry)分析結(jié)合,可定量測定凋亡細胞的百分比;
(3)與免疫螢光染色
結(jié)合,可辨別不同細胞的凋亡情況。
流式細胞儀分析
流式細胞儀可從以下途徑反映凋亡細胞的特性:
(1)DNA含量:由于DNA分子被降解,DNA特異性螢光染色減少。
(2)細胞膜的完整性:凋亡細胞的細胞膜始終保持完整,在細胞膜通透性處理前
不被碘化丙啶染色,壞死細胞則被染色;細胞膜通透性處理后再染色時,凋亡
細胞的螢光強度低于正常細胞。因此,運用不同的核酸染色可區(qū)分凋亡細胞、
壞死細胞和正常細胞。
(3)粒線體與溶酶體:凋亡細胞的粒線體跨膜電位仍然存在,因此可滯留染料
Rhodamine 123。凋亡細胞保持了ATP依賴性溶酶體質(zhì)子幫浦活性。
(4)蛋白質(zhì):凋亡細胞中蛋白酶激活后,蛋白質(zhì)含量減少,因而以
Sulforhodamine 101(SR 101)染總蛋白,凋亡細胞較正常細胞少,而壞死細胞僅
微量。
(5)凋亡細胞:凋亡細胞前向散射減少,側(cè)向散射不變或升高。
利用流式細胞儀來檢測凋亡細胞特性的方法有:
(一)亞G1峰的檢測法
處于增殖周期的細胞,根據(jù)其所處不同周期時期(G0/G1、S和G2/M),其DNA含
量分布在2n~4n之間。發(fā)生細胞凋亡的細胞由于細胞核內(nèi)DNA裂解成許多小片
段,在酒精固定后,用細胞膜通透劑使小分子量的DNA片段穿過細胞膜而丟
失,僅剩下大片段DNA這些失去部分DNA含量的細胞,在DNA染色后,形成一
個DNA含量小于2n(即小于G1時期細胞)的分布區(qū),稱為亞G1峰。
在經(jīng)誘導(dǎo)后產(chǎn)生凋亡的細胞,在其DNA含量的組方圖(Histogram)上,在G1峰前
會出現(xiàn)一個呈高斯分布的峰,即為亞G1峰,從分析峰的百分比即可得出凋亡細
胞的百分比。而在正常細胞或會自發(fā)性產(chǎn)生細胞凋亡的細胞,其亞G1峰的百分
比不會超過5%。另外,發(fā)生壞死的細胞或機械性損傷的細胞在G1峰前不會呈現(xiàn)
高斯分布的亞G1峰,但可出現(xiàn)一個連續(xù)的DNA小片段分布曲線,以此就可和細
胞凋亡區(qū)分開來。
(二)末端轉(zhuǎn)移酶標(biāo)記技術(shù)
凋亡細胞是由于內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶的激活,細胞核DNA被切割成許多雙股
DNA片段以及高分子量DNA斷裂點(缺口),暴露出大量3’-OH末端,如果用帶有
綠色螢光(FITC)的末端轉(zhuǎn)移酶和帶有紅色螢光(PI)來將細胞染色,這種帶有雙重
螢光訊號的細胞經(jīng)流式細胞儀分析后,則可顯示出不同細胞周期時期的細胞凋
亡情況。
在利用此測定方法和經(jīng)流式細胞儀分析后,凋亡細胞的表現(xiàn)為可被PI和FITC同
時染色,而未進行細胞凋亡的細胞僅會被PI染上螢光,因此可利用這樣方式將
凋亡的細胞和非凋亡的細胞區(qū)分開。
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