一文看懂细胞凋亡和细胞焦亡
2903 人阅读发布时间:2021-10-14 19:19
本期小翌要和大家分享细胞凋亡与细胞焦亡的相关知识,我们将向您详细介绍细胞凋亡与焦亡的区别及检测方法,为您的实验提供思路。
图1. 图源pixabay
细胞凋亡与细胞焦亡同为细胞程序性死亡,均可出现染色质凝聚、核浓缩以及均依赖半胱天冬酶,但二者在诸多方面都大相径庭,其具体区别如下:
|
细胞凋亡 |
细胞焦亡 |
| 概念 |
在一定的生理或病理条件下,受内在遗传机制控制,按照自身程序主动性、生理性的死亡过程 |
又称细胞炎性坏死,炎性小体引发的一种程序性细胞死亡方式 |
| 诱导刺激 |
生理或病理 |
病理性刺激 |
| 特征 |
无炎症反应、凋亡小体形成 |
明显的炎症反应、焦亡小体形成 |
| 形态学 |
细胞 |
缩小 |
肿胀膨大 |
| 细胞膜 |
结构完整 |
破裂 |
| 细胞器 |
完整 |
变形 |
| DNA |
降解为180-200bp及其整倍数的片段 |
随机降解 |
| 核形态 |
核固缩(边缘染色质不可逆的凝结)和DNA片段化 |
染色质浓缩、没有DNA断裂 |
| 分子机制 |
Caspase-2/-3/-6/-7/-8/-9/-10,其中,caspase-3为细胞凋亡的主要调控因子 |
人源性的caspase-1/-4/-5和鼠源性的caspase-1/-11 |
原理:炎性小体激活可控制caspase-1的活化和裂解,导致效应性促炎细胞因子,如IL-1β前体和IL-18前体的成熟和释放,引发一系列炎症反应。焦亡相关的caspase是裂解GSDMD导致细胞焦亡的最强因素。
» 扫描电镜观察细胞形态
» TUNEL染色
» 免疫荧光染色(gasdermin D,GSDMD)
» 检测焦亡相关基因或蛋白的表达水平(Caspase-1、4、5、11;GSDMD等)
» ELISA试剂盒检测炎症因子的水平(IL-1β、IL-18等)
» CCK-8测定细胞活力
位于细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(Phosphotidylserine, PS)由细胞膜的内侧翻转到细胞膜表面,暴露在细胞外环境中。Annexin-Ⅴ(膜联蛋白-V)是一种分子量为35-36kDa的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白,能与PS高亲和力结合,通过细胞外侧暴露的PS与凋亡早期细胞的胞膜结合。
图3.小鼠骨髓基质细胞凋亡实验结果(Chen CY, et al. Acta biomaterialia 2020;111:208-220. IF=8.947,货号40302ES)
线粒体膜电位(△Ψm )的丢失导致线粒体膜中线粒体通透性转换孔的开放,细胞色素C(Cytochrome C)被释放到细胞浆中,致使Caspase被激活从而诱导细胞凋亡。JC-1是一种广泛用于检测线粒体膜电位△Ψm的理想荧光探针,表现出电势依赖性的积聚在线粒体内。正常线粒体内,JC-1聚集在线粒体基质中形成聚合物,聚合物发出强烈的红色荧光(Ex=585 nm,Em=590 nm);而凋亡细胞,线粒体跨膜电位去极化,JC-1从线粒体内释放,浓度降低,逆转为发射绿色荧光的单体形式。线粒体的去极化程度也可以通过红/绿荧光强度的比例来衡量。
图4.Yeasen JC-1荧光探针检测U87细胞样本实验结果(Xu Y, et al. J Exp Clin Cancer Res 2020;39(1):174. IF=11.161,货号40705ES)
染色体DNA双链断裂或单链断裂而产生大量的粘性3-OH末端,可在脱氧核糖核苷酸末端转移酶(TdT)的作用下,将荧光素/酶标记的dUTP结合到DNA的3-末端,从而可进行凋亡细胞的检测,这类方法称为脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(TUNEL)。
图5.大鼠心脏切片样品实验结果(Zhang YJ, et al. Basic Res Cardiol 2020;115(5):57. IF=17.165,货号40307ES)
| 类型 |
品名 |
货号 |
规格 |
| 早期凋亡 |
Annexin V-FITC/PI 细胞凋亡检测试剂盒 Annexin V-FITC/PI Apoptosis Detection Kit |
40302ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
Annexin V-EGFP/PI 细胞凋亡检测试剂盒 Annexin V-EGFP/PI Apoptosis Detection Kit |
40303ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
Annexin V-Alexa Fluor 647/PI 细胞凋亡检测试剂盒 Annexin V-Alexa Fluor 647/PI Apoptosis Detection Kit |
40304ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
Annexin V-Alexa Fluor 488/PI 细胞凋亡检测试剂盒 Annexin V-Alexa Fluor 488/PI Apoptosis Detection Kit |
40305ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
Annexin V-PE/7-AAD细胞凋亡检测试剂盒 Annexin V-PE/7-AAD Apoptosis Detection Kit |
40310ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
| 中期凋亡 |
JC-1荧光探针 |
40705ES03/08 |
1mg/5mg |
| JC-10荧光探针 |
40707ES03/08 |
1mg/5mg |
JC-1 Mitochondrial Membrane Potential Assay Kit JC-1线粒体膜电位检测试剂盒 |
40706ES60 |
100T |
| 晚期凋亡 |
TUNEL Apoptosis Detection Kit (FITC) TUNEL细胞凋亡检测试剂盒(FITC) |
40306ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
TUNEL Apoptosis Detection Kit (Alexa Fluor 488) TUNEL 细胞凋亡检测试剂盒( Alexa Fluor 488) |
40307ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
TUNEL Apoptosis Detection Kit (Alexa Fluor 640) TUNEL细胞凋亡检测试剂盒(Alexa Fluor 640) |
40308ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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[1].Zhang C, et al. Gold Nanoclusters‐Based Nanoprobes for Simultaneous Fluorescence Imaging and Targeted Photodynamic Therapy with Superior Penetration and Retention Behavior in Tumors[J]. Advanced Functional Materials, 2015, 25(8): 1314-1325. IF =13.325
[2]. Zhang L, et al. An Adenosine Triphosphate-Responsive Autocatalytic Fenton Nanoparticle for Tumor Ablation with Self-Supplied H2O2 and Acceleration of Fe(III)/Fe(II) Conversion. Nano Lett. 2018 Nov 7. IF =12.08
[3]. Ding M, et al. Dynamin‐related protein 1‐mediated mitochondrial fission contributes to post‐traumatic cardiac dysfunction in rats and the protective effect of melatonin[J]. Journal of Pineal Research, 2017. IF =11.613
[4]. Zhang C, et al. Gold Nanoclusters‐Based Nanoprobes for Simultaneous Fluorescence Imaging and Targeted Photodynamic Therapy with Superior Penetration and Retention Behavior in Tumors[J]. Advanced Functional Materials, 2015, 25(8): 1314-1325. IF =13.325
[5]. Zhang YJ, et al. NAD+ administration decreases microvascular damage following cardiac ischemia/reperfusion by restoring autophagic flux. Basic Res Cardiol. 2020;115(5):57. Published 2020 Aug 10. IF=17.165
[6]. Yang Y, Qiao X, Huang R, et al. E-jet 3D printed drug delivery implants to inhibit growth and metastasis of orthotopic breast cancer. Biomaterials. 2020;230:119618. IF=10.317