細胞活性(Cell Viability)是細胞生物學實驗的一項重要檢測指標, 是細胞培養、細胞毒性及生理研究的基礎。Cayman提供多種細胞活性檢測相關試劑盒, 可用于評估細胞增殖、細胞活性、代謝活性、細胞周期、細胞毒性和凋亡等。

細胞增殖檢測, 確定活躍分裂細胞的數量, 最直接簡單的方法就是細胞計數。細胞活性(Cell Viability)被定義為樣品中健康活細胞的數量占總細胞的百分比, 確定樣本中活細胞及死細胞的數量。同時, 檢測DNA含量或代謝活性也可提供更多相關信息。

質膜完整性(Plasma Membrane Integrity)

評估細胞膜完整性是檢測細胞活性和評估細胞毒性最/常/用和最直接的方法之一。具有細胞毒性效應的化合物通常會破壞細胞膜的完整性, 誘導細胞壞死。如碘化丙啶(Propidium iodide, PI)染料通常會被健康的細胞排除在外, 然而當細胞膜有破損時, PI則可自由跨過細胞膜而對細胞核染色。用PI染料可同時區分健康細胞和死細胞。同樣, Cayman提供的7-AAD細胞活力檢測試劑盒, 7-AAD不能進入活細胞但可透過死細胞或受損細胞膜, 而標記胞內DNA。

或者, 細胞膜完整性也可通過監測胞內物質釋放到胞外基質來評估。一個最/常/用的檢測指標就是乳酸脫氫酶LDH分子, 其為一種可溶性的胞漿酶。當胞膜損傷時, LDH可快速釋放到細胞培養液中。Cayman提供的LDH細胞毒性檢測試劑盒即可用于檢測細胞壞死膜受損時, LDH的釋放。

健康完整的細胞可經過固定、去垢劑破膜處理, 通過上述類似的標記方法來研究細胞周期進程。Cayman提供的細胞周期時相鑒定試劑盒利用碘化丙啶(PI), 來標記細胞周期不同時相的DNA。由于PI可直接嵌入DNA鏈的堿基對, 因此其熒光強度與細胞中DNA含量成正比。根據染色體的分布, 能可靠顯示G0/G1 Vs S Vs G2/M期。此外, CFSE細胞分裂檢測試劑盒采用一種熒光染料, 可擴散通過活細胞的質膜。CFSE在細胞分裂增殖過程中, 其熒光強度會隨著細胞的分裂而逐級遞減, 標記熒光可平均分配至兩個子代細胞中 , 因此其熒光強度是親代細胞的一半 ,根據這一特性 ,CFSE可用于檢測細胞增殖 , 細胞周期的估算及細胞分裂等。 7-AAD/CFSE細胞介導的細胞毒性檢測試劑盒, 可用于鑒定增殖分裂的細胞, 同時標記受損或死細胞的DNA。最后, Cayman提供的 細胞自噬/細胞毒性雙染色試劑盒利用自發熒光探針單丹磺酰尸胺(Monodansylcadaverine MDC)以及碘化丙啶(PI)可同時檢測吞噬泡和死細胞。

線粒體活性與凋亡(Mitochondrial Activity and Apoptosis)

線粒體最主要的作用是產生ATP, 是細胞能量的主要來源。此外, 線粒體其他的作用還包括參與細胞信號傳導、細胞分化、細胞死亡以及細胞周期調控和細胞生長等。檢測線粒體的活性也可顯示細胞的健康狀態。

Cayman最近研發的一系列試劑盒(Mitocheck Activity Assay kits)用于檢測電子傳遞鏈復合物I, II, III的活性(詳情請閱讀后續相關章節)。線粒體也可通過干擾電子傳遞、氧化磷酸化和ATP生成, 或通過釋放能活化caspase家族蛋白酶的蛋白, 或改變胞內氧化還原電勢等來誘導細胞凋亡 。 JC-1是 一 種 廣 泛 用 于 檢 測 線 粒 體 膜 電 位 的 理 想 熒 光 探 針 。

Cayman提供的JC-1 Mitochondiral Membrane Potential Assy能可靠檢測細胞凋亡早期階段的線粒體膜電位變化。Caspase-3 Fluorescence Assay通過鑒定特異性凋亡標志分子caspase-3的活化, 來檢測線粒體誘發的凋亡。

此外, Cayman還提供多種試劑盒用于檢測凋亡過程中不同時間點的形態變化。Annexin V-FITC試劑盒用于檢測凋亡早期膜的不對稱性變化。磷脂不對稱性的分布于細胞質膜, 其中磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine, PS) 主要分布于質膜內層。在細胞凋亡的早期, 雖然細胞膜仍保持完整性, 但磷脂分布的不對稱性受干擾, 磷脂酰絲氨酸外翻, 暴露于細胞膜外層。

在Ca 2+ 存在時, Annexin V可與帶負電荷的磷脂如PS結合。在細胞凋亡的晚期階段, 可使用Cayman的Apoptotic Bleds Assay試劑盒進行檢測, 該試劑盒利用重組的抗體, 與凋亡細胞膜泡上的自身抗原結合。Multi Parameter Apoptosis Assay kit聯合使用4種不同的試劑, 同時檢測多種凋亡事件。該獨/特的試劑盒利用FITC-Annexin V結合物作為探針檢測質膜不對稱性, 用TMRE作為探針檢測線粒體膜電位, 用7-AAD作為膜通透性/細胞活力指示劑, 再用Hoechst染料展示細胞核形態。

代謝活性（Metabolic Activity）

細胞計數反映絕對細胞數的多少, 而代謝活性更多是對細胞健康狀態的評估。將二者結合起來, 便可更全面具體的了解細胞的活性。例如, 在抗腫瘤藥物研發中, 其目的可能不需致死細胞而僅需敲除其代謝和增殖活性, 使細胞維持在預期的靜止狀態。檢測代謝活性的一個經典方法是利用四唑鹽(Tetrazolium salts), 其在代謝活躍的細胞線粒體中, 被切割形成有色的不溶于水的MTT, 或水溶性的XTT, WST-1和WST-8甲臢(formazan), 然后再測定吸光度。產生的甲瓚染料的量與代謝活躍的細胞數量直接相關, 可顯示細胞的還原電位。MTT法是細胞增殖檢測最常規的方法, 久享盛譽, 具有大量的文獻支持。但是，與一些新的四唑鹽法相比, MTT法靈敏度較低。另一個缺點就是由于MTT經還原所產生的甲瓚產物不溶于水, 需有機溶劑DMSO溶解后才能在分光光度計上讀數, 增加了實驗操作步驟。而XTT, WST-1和WST-8則產生水溶性的甲瓚產物, 省去了后續的溶解步驟。尤其, WST-8與其它四唑鹽相比, 更穩定、細胞毒性更低, 適用于較長時間孵育, 而且WST-8檢測靈敏度比其他四唑鹽更高。Cayman提供的 ® Pertecta3D Cell Viability Kit適用于3D細胞培養, 是基于酶催化還原WST-1生成一種甲臢衍生物來進行檢測的。與傳統的放射性[3H]標記的胸腺嘧啶脫氧核苷或非放射性的 5-溴 -2'-脫氧尿苷 (Brdu)方法相比 , MTT,XTT, WST-1和WST-8具有操作簡便的優點。 

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