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流式细胞术检测细胞凋亡常用方法、原理及实验操作要点综述

2026-07-10     来源:本站     点击次数:24

细胞凋亡是由基因精密调控的主动性死亡过程,与细胞坏死截然不同。其发展过程中伴随着磷脂酰丝氨酸外翻、线粒体膜电位降低、Caspase级联激活及DNA片段化等一系列标志性分子改变。基于这些特征,流式细胞术利用特异性荧光探针,能够精准靶向识别凋亡不同阶段的分子信号。通过对荧光信号的定量分析,该方法可有效区分活细胞、早期及晚期凋亡细胞和坏死细胞,为客观评估细胞群体的死亡状态提供了可靠依据。

细胞凋亡

流式细胞术检测细胞凋亡的常用方法

根据检测原理和凋亡发生的早晚,总结了以下几种最常用的流式检测方法

1、Annexin V / PI 双染法(最经典、最常用)

这是目前应用最广泛的凋亡检测方法,主要基于细胞膜磷脂酰丝氨酸(PS)的外翻和细胞膜完整性的变化。

原理:
Annexin V: 一种钙离子依赖性磷脂结合蛋白,能高亲和力地结合暴露在细胞膜外侧的PS(早期凋亡标志)。
PI(碘化丙啶): 一种核酸染料,不能穿透完整的细胞膜,只能进入膜完整性受损的晚期凋亡或坏死细胞。

结果判读(四象限分析):
Annexin V⁻ / PI⁻: 活细胞。
Annexin V⁺ / PI⁻: 早期凋亡细胞(PS外翻,但膜完整)。
Annexin V⁺ / PI⁺: 晚期凋亡细胞(PS外翻,膜通透性增加)。
Annexin V⁻ / PI⁺: 坏死细胞(通常由机械损伤引起,PS未外翻)。

细胞凋亡

2、线粒体膜电位=检测(早期预警)

线粒体膜电位的下降是细胞凋亡级联反应中最早发生的事件之一,早于PS外翻和DNA断裂。

原理: 利用亲脂性阳离子荧光染料(如 JC-1、TMRM、TMRE)。
JC-1: 在正常线粒体(高电位)中聚集成聚合物,发红色荧光;在凋亡细胞(低电位)中以单体形式存在,发绿色荧光。

优势: 能比Annexin V更早地发现凋亡迹象,特别适合研究线粒体途径的凋亡机制。

细胞凋亡

3、Caspase 活性检测(分子机制)

Caspase家族(如Caspase-3, -7, -9)的激活是凋亡执行的“分子开关”。

原理:
FLICA探针: 荧光标记的Caspase抑制剂,能进入活细胞并与活化的Caspase共价结合,荧光信号保留在细胞内。
抗体法: 使用特异性抗体检测Caspase的切割片段(需固定破膜)。

应用: 用于深入探究凋亡的具体信号通路(如内源性或外源性途径)。

细胞凋亡

4、DNA 含量分析(晚期/终点检测)

主要用于检测凋亡晚期的DNA断裂和降解。

Sub-G1 峰检测: 凋亡细胞DNA丢失,经乙醇固定和PI染色后,在细胞周期分析中会出现一个DNA含量少于G1期的“Sub-G1峰”。

TUNEL 法: 利用末端脱氧核苷酸转移酶标记DNA断裂端(3'-OH),特异性极高,是检测晚期凋亡的“终极证据”。

标准检测方法(以Annexin V/PI为例)

进行Annexin V/PI流式检测时,样本制备至关重要。贴壁细胞需使用不含EDTA的胰酶温和消化以防假阳性,悬浮细胞经低速离心洗涤,最终将浓度调整至1×10⁶ cells/mL。染色时,取细胞悬液依次加入Annexin V-FITC和PI,室温避光孵育后尽快上机。实验必须设置空白、阴性及单阳对照,分别用于调节电压、确立基线和校准补偿。数据分析阶段,通过双参数散点图圈门,统计各象限细胞比例,以总凋亡率客观反映组间差异。

细胞凋亡

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种属 细胞群 流式抗体搭配 货号
Human T/B/NK细胞群检测 CD45-PerCP PCP-30039
    CD3-FITC FITC-30004
    CD16-PE PE-30061
    CD56-PE PE-30008
    CD19-APC APC-30066
Human Th1/Th2 细胞群检测 CD3-PerCP/Cyanine5.5 PCP55-30004
    CD4-FITC FITC-30005
    IFN-γ-PE PE-30053
    IL4-APC APC-30043
Mouse Th1/Th2 细胞群检测 CD3-PerCP/Cyanine5.5 PCP55-30002
    CD4-FITC FITC-30001
    IFN-γ-PE PE-30074
    IL4-APC APC-30026
Human Treg细胞群检测 CD4-FITC FITC-30005
    CD25-PE PE-30035
    CD127-APC APC-30033
Mouse Treg细胞群检测 CD4-FITC FITC-30001
    CD25-PE PE-30017
    FOXP3-APC APC-30055
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