凋亡(Apoptosis),或者說(shuō)程序性細(xì)胞死亡(Programmed cell death),是細(xì)胞內(nèi)建的防御機(jī)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(guò)程與通路的異常,會(huì)導(dǎo)致多種疾病,包括腫瘤。
目前至少有十?dāng)?shù)種檢測(cè)細(xì)胞凋亡的方法,從大框架上講,可以劃分為基于細(xì)胞形態(tài)、生物學(xué)功能和生化標(biāo)記三大類。這里簡(jiǎn)要介紹一下最受歡迎的“Annexin V/PI雙染法”進(jìn)行流式細(xì)胞術(shù)質(zhì)膜分析。
磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine, PS)正常位于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè),但在細(xì)胞凋亡早期,PS可從細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到細(xì)胞膜表面,暴露在細(xì)胞外環(huán)境中。磷脂酰絲氨酸的轉(zhuǎn)位發(fā)生在凋亡早期階段,先于細(xì)胞核的改變、DNA斷裂、細(xì)胞膜起泡。體內(nèi)的吞噬細(xì)胞可通過(guò)識(shí)別磷脂酰絲氨酸來(lái)清除凋亡細(xì)胞。Annexin-V是一種分子量為35~36KD的Ca2+依賴性磷脂結(jié)合蛋白,能與PS高親和力特異性結(jié)合,細(xì)胞處于調(diào)亡或壞死時(shí),Annexin-V可為陽(yáng)性(早期壞死細(xì)胞可能為陰性),是檢測(cè)細(xì)胞早期凋亡的靈敏指標(biāo)。將Annexin-V進(jìn)行熒光素(FITC、PE)標(biāo)記,利用流式細(xì)胞儀或熒光顯微鏡可檢測(cè)細(xì)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(guò)完整的細(xì)胞膜,但在凋亡中晚期的細(xì)胞和死細(xì)胞,PI能夠透過(guò)細(xì)胞膜而使細(xì)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(xì)胞以及死細(xì)胞區(qū)分開來(lái)。
值得注意的是,受到凋亡刺激的細(xì)胞,細(xì)胞膜通常比較脆弱。因此在制備貼壁細(xì)胞樣品時(shí),很容易在消化和吹打時(shí)帶來(lái)額外的損傷,增加了數(shù)據(jù)變異度。此外,在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn),凋亡細(xì)胞的本底熒光或非特異染色的特性會(huì)增強(qiáng),導(dǎo)致熒光飄移,導(dǎo)致定量不準(zhǔn)。解決途徑包括:提高樣品制備的質(zhì)量,用密度圖而非點(diǎn)圖展示數(shù)據(jù),雙指數(shù)坐標(biāo)部分解決熒光飄移帶來(lái)的畫門障礙等。