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凋亡检测 (AnnexinV+PI)

细胞凋亡检测(Annexin V-FITC+PI

AnnexinV是一种磷脂结合蛋白,与磷脂酰丝氨酸有高度亲和力,故可通过细胞外侧暴露的磷脂酰丝氨酸与凋亡早期细胞的胞膜结合。因此AnnexinV被作为检测细胞早期凋亡的灵敏指标之一。

碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)是一种核酸染料,它不能透过完整的细胞膜,但凋亡中晚期的细胞和死细胞由于细胞膜通透性的增加,PI能够透过细胞膜而使细胞核染红。因此将Annexin V与PI匹配使用,就可以将处于不同凋亡时期的细胞区分开来。

【应用简介】

AnnexinV是一种磷脂结合蛋白,与磷脂酰丝氨酸有高度亲和力,故可通过细胞外侧暴露的磷脂酰丝氨酸与凋亡早期细胞的胞膜结合。因此AnnexinV被作为检测细胞早期凋亡的灵敏指标之一。

碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)是一种核酸染料,它不能透过完整的细胞膜,但凋亡中晚期的细胞和死细胞由于细胞膜通透性的增加,PI能够透过细胞膜而使细胞核染红。因此将Annexin V与PI匹配使用,就可以将处于不同凋亡时期的细胞区分开来。

【实验原理】

正常细胞(活细胞)具有完好的细胞膜,此时细胞膜的组分之一——磷脂酰丝氨酸(phosphotidylserine,PS)位于细胞膜的内侧,当细胞发生凋亡时,细胞膜的结构发生改变,这使得原本在细胞膜内侧的PS外翻到细胞膜的表面,这种现象在凋亡的早期就会出现,因此就可以用与PS具有高亲和力、标记了荧光素的膜连蛋白V(Annexin V)来检测早期凋亡的细胞。

由于晚期凋亡和一些坏死的细胞也可以与Annexin V结合,因此需要引入另一种指标来将早期凋亡的细胞与之区分,这种指标就是细胞膜的通透性。与正常细胞和早期凋亡细胞不同,晚期凋亡及坏死细胞的膜通透性会增加,因此,一些原本不能进入到正常细胞内的核酸染料(如PI)便有机会进入细胞内与DNA结合。

所以,通过Annexin V和PI双染的方法,就可以把早期凋亡的细胞与晚期凋亡加坏死的细胞区分开来。

【实验方法】

  1. 细胞按照实验方案进行凋亡诱导,300g离心5min,弃上清,收集细胞,PBS洗涤细胞一次,轻轻重悬细胞并计数。

  2. 取1-5×10^5重悬的细胞,300g离心5min,弃上清。用PBS洗涤细胞一次,离心后弃上清,加入500μL稀释的1×Annexin V Binding Buffer工作液重悬细胞。

  3. 细胞悬液中加入5μL的Annexin V-APC和5μL的7-AAD染色液。

  4. 轻柔涡旋混匀后,室温避光孵育15-20min。

  5. 反应完成后立即上机检测。如不能及时检测,请于冰上避光静置并于1小时内完成检测。


【常见问题】

1、如果可以,尽量选择活力旺盛的“青年”细胞

细胞凋亡想做好,细胞状态选择最重要。

为什么要选择活力旺盛的细胞?大家都知道生长代数越靠前的细胞活力越旺盛,在条件容许的前提下,尽量选取传代次数较少的细胞。

为什么要选择“青年”的细胞?培养器皿中的细胞是一个微形群体。传代后,营养物质充裕,细胞群体中的“baby”细胞比较多。随着不断生长分裂,细胞数越来越多。当细胞融合度达到80%左右时,群体中的“青年”细胞的比例达到顶峰,此时的细胞状态最好,最适宜做凋亡实验。如果细胞继续培养,生存空间不足,营养物质匮乏,“老年”细胞逐渐变多,此时检测到细胞本身凋亡百分率就会很高。

2、过度消化会损伤细胞

流式检测的样本必须是单细胞悬液,对于贴壁培养的细胞,需要用胰酶降解细胞间结合处蛋白,使细胞相互分离。但胰酶是一把双刃剑,如果处理时间太长,也会损伤细胞。所以需要尽量去除延长消化时间的因素,比如,尽量去除清洗培养基的PBS,避免残留PBS稀释胰酶。当样本较多时,建议分组消化细胞,严格控制胰酶处理时间在1分钟内。

3、胰酶消化,加EDTA or not?

EDTA螯合钙离子,影响Annexin V和细胞膜上的蛋白结合,因此许多凋亡试剂盒的protocol都特别标明,用于细胞凋亡实验的胰酶不能含有EDTA。从另一个方面讲,胰酶中加入EDTA,可以加快细胞从培养器皿上脱离的速度,避免胰酶长时间消化造成的细胞损伤。

胰酶中到底要不要加EDTA?是一个两难的选择?

其实,应该具体问题具体分析,有的细胞容易消化,当然用不含EDTA的胰酶。如果用胰酶消化几分钟后,大部分细胞仍然牢牢地吸附在培养器皿上,就建议选择含有EDTA的胰酶消化细胞,可以通过洗涤去除EDTA来保证Annexin V和细胞膜上的蛋白结合。

4、染色前或染色后的细胞可不可以固定?

当然不可以。如果你温习细胞凋亡检测的基本原理,就知道,固定会破坏细胞的完整性,使PI透过细胞膜进入细胞,提高细胞的凋亡百分率。所以,染色前和染色后的细胞都不可以固定,并且染色后的细胞需要在1小时内上流式检测。

5、表达GFP荧光的细胞是否可以使用此方法检测?

当然不可以。GFP和FITC都由488nm激光激发,二者发射光谱有极大的重叠。如果表达GFP荧光的细胞用此法检测细胞凋亡,FL1通道获得的荧光信号就是GFP和FITC的加和,不能真实地反应细胞凋亡的变化。所以,被检测细胞本身不能发出与FITC或者PI染料有光谱重叠的光。如果有,果断换用其他检测方法。

【注意事项】

  1. 必须活细胞检测,不能用能破坏细胞膜完整性的固定剂和穿透剂固定或穿膜。

  2. 特殊细胞的染色方法:在消化或吹打时,有些细胞(如神经元细胞)很容易受到损伤,导致晚期凋亡或坏死比例非常高,不能反映真实结果。实验的解决方法:先低速离心,吸取细胞培养板中的液体,留少许液体,加入适量PI和Annexin-V染色10min后,将漂浮细胞吸至离心管中,离心洗涤两次,用PBS漂洗贴壁细胞两次,加胰酶消化后将细胞悬液移至另一离心管中,离心洗涤,再与漂浮细胞合并后上流式细胞仪检测。应用该法可降低晚期凋亡和坏死比例,增加早期凋亡细胞比例。

  3. 由于Annexin-V为钙离子依赖的磷脂结合蛋白,只有在钙离子存在的情况下与PS的亲和力才大,因而在消化细胞时,建议一般

  4. 必须设置阴性对照和补偿对照(分别单染)。


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