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TUNEL、DNA损伤、Annexin V、Caspase，细胞凋亡的多维度研究
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细胞凋亡是细胞状态研究的热点之一，细胞发生凋亡时，就像树叶或花的自然凋落一样，对于这种生物学观察，借用希腊“Apoptosis”来表示，意思是像树叶或花的自然凋落，可译为细胞凋亡。接下来我们会对细胞凋亡进行精细解读：
细胞凋亡的研究主要从以下四个方向进行：
分类 | 检测方法 |
形态学 | 显微镜观察 |
细胞功能 | 线粒体膜电位检测、Annexin V/PI |
分子标记 | 凋亡分子标记检测、DNA损伤检测 |
蛋白标记 | Caspase蛋白检测 |
1. DNA Ladder检测：细胞凋亡诱导剂A+B（1:1000）诱导后提取DNA电泳可检测到阶梯型条带。
2. DNA断裂损伤检测：细胞 DNA 损伤检测在细胞凋亡中的作用非常关键。DNA 损伤可以由多种因素引起，如紫外线、放射线、化学药物、氧化应激等。当细胞中的 DNA 受到损伤时，细胞会启动一系列信号通路，以决定是修复损伤还是诱导凋亡。
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3. TUNEL检测：细胞死亡（凋亡或坏死）时，DNA发生断裂。此时利用末端脱氧核苷转移酶（TdT），将核苷酸类似物掺入DNA链中，就可用抗体、点击化学（Click chemistry）等方法进行检测。
4. 细胞膜Annexin-V蛋白翻转：Annexin-V是一种分子量为35~36 KD的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白，能与PS高亲和力特异性结合。将Annexin-V进行荧光素（FITC、PE）或biotin标记，以标记了的Annexin-V作为荧光探针标记，利用流式细胞仪或荧光显微镜可检测细胞凋亡的发生（绿色）。
碘化丙啶(propidine iodide, PI)是一种核酸染料，它不能透过完整的细胞膜，但在凋亡中晚期的细胞和死细胞，PI能够透过细胞膜而使细胞核红染（红色）。因此将Annexin-V与PI匹配使用，就可以将凋亡早晚期的细胞以及死细胞区分开来。
5.凋亡蛋白Caspase的检测标记：细胞凋亡途径，是由一套明确的信号通路层层调控的。在绝大多数情况下，所有的凋亡信号都会汇集到凋亡的最终执行者Caspase-3之上。上游的凋亡信号通过切割Caspase-3，使其具备酶活，并执行的凋亡程序。
半胱氨酸蛋白酶的 Caspase 家族已显示在凋亡中起关键作用。哺乳动物 caspases 可分为三个功能组：启动子半胱天冬酶（Caspase 2、8、9 和 10），执行者半胱天冬酶（Caspase-3、6 和 7）和炎性半胱天冬酶（Caspase 1、4、5、11 和 12）。Caspase-1（ICE，白介素-1β-转换酶）是哺乳动物的 caspase，负责将两种炎性细胞因子白介素 1β 和 IL-18 的蛋白水解成活性细胞因子，从而引发促炎反应。
原创作者：亚科因（武汉）生物技术有限公司
