实验六细胞凋亡的形态和生化特征观察
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实验项目名称细胞凋亡的显示一、实验目的1.了解细胞凋亡的形态学观察2.掌握荧光显微镜的使用方法二、实验原理1.细胞凋亡,是由基因编辑控制的细胞主动参与的自杀过程,是一种生理性调节机制。
细胞发生凋亡时,在组织中是呈单个细胞发生;细胞体积浓缩:细胞器完整,细胞膜完好;细胞核浓缩、碎裂(染色质浓缩),有规律性的断裂成核碎片。
细胞凋亡过程中细胞核染色质的形态学改变分为三期:1期的细胞核呈波纹状(rippled)或呈折缝样(creased),部分染色质出现浓缩状态;Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;b期的细胞核裂解为碎块,产生凋亡小体。
2.顺铂等肿瘤化疗药物可以作为细胞凋亡诱导剂诱导细胞凋亡。
三、实验仪器与试剂1.材料:A549肺癌细胞2.仪器:荧光显微镜3.试剂:0.01mM PBS, 4%多聚甲醛,DAPI染料4.其它:盖玻片、载玻片、细胞培养板、移液枪、封口膜、烧杯、滤纸、滴管,吸水纸等。
四、实验步骤(一)荧光显微镜使用步骤○1将已处理好的样本放到载物台上○2将10X物镜转入光路,调节载物台纵横移动手轮,将标本移入光路○3调节滤光片转换器,选择3档UV光观察:○4调节粗条手轮,看清荧光图片轮廓后,再调节微调手轮调节,直至看到清晰的荧光图像。
○5推出摄影/目视切换杆,电脑拍照(二)观察细胞凋亡1. 盖玻片置于细胞培养皿中,二氧化碳培养箱培养A549肺癌细胞24h,形成细胞爬片;随后加入浓度为3ug/ml的顺铂培养24h,诱导细胞凋亡;2. 取出细胞培养皿,吸出培养基;3. PBS洗涤2次:加入2ml PBS,静置2min,吸出;重复操作一次;4. 加入2ml 37℃预温过的 4%多聚甲醛固定细胞10min;5. 在干净的封口膜中滴加20ul稀释好的DAPI,小心取出细胞爬片,细胞面向下避光孵育10min;6. PBS 洗涤2次:吸水纸吸干DAPI,在爬片一端用注射器加入PBS约0.1ml,吸水纸在爬片另一端吸出PBS(虹吸法);重复操作一次。
细胞凋亡的几种检测方法一、形态学观察方法1、HE染色、光镜观察:凋亡细胞呈圆形,胞核深染,胞质浓缩,染色质成团块状,细胞表面有“出芽”现象。
2、丫啶橙(AO)染色,荧光显微镜观察:活细胞核呈黄绿色荧光,胞质呈红色荧光。
凋亡细胞核染色质呈黄绿色浓聚在核膜内侧,可见细胞膜呈泡状膨出及凋亡小体。
3、台盼蓝染色:如果细胞膜不完整、破裂,台盼蓝染料进入细胞,细胞变蓝,即为坏死。
如果细胞膜完整,细胞不为台盼蓝染色,则为正常细胞或凋亡细胞。
此方法对反映细胞膜的完整性,区别坏死细胞有一定的帮助。
4、透射电镜观察:可见凋亡细胞表面微绒毛消失,核染色质固缩、边集,常呈新月形,核膜皱褶,胞质紧实,细胞器集中,胞膜起泡或出“芽”及凋亡小体和凋亡小体被临近巨噬细胞吞噬现象。
二、DNA凝胶电泳(一)、检测原理细胞发生凋亡或坏死,其细胞DNA均发生断裂,细胞内小分子量DNA片断增加,高分子DNA减少,胞质内出现DNA片断。
但凋亡细胞DNA断裂点均有规律的发生在核小体之间,出现180-200bpDNA片断,而坏死细胞的DNA断裂点为无特征的杂乱片断,利用此特征可以确定群体细胞的死亡,并可与坏死细胞区别。
(二)结果判断正常活细胞DNA 电泳出现阶梯状(L ADDER)条带;坏死细胞DNA电泳类似血抹片时的连续性条带。
三、酶联免疫吸附法(EL ISA)核小体测定凋亡细胞的DNA断裂使细胞质内出现核小体。
核小体由组蛋白及其伴随的DNA片断组成,可由ELISA法检测。
(一)检测步骤1、将凋亡细胞裂解后高速离心,其上清液中含有核小体;2、在微定量板上吸附组蛋白体‟3、加上清夜使抗组蛋白抗体与核小体上的组蛋白结合…4、加辣过氧化物酶标记的抗DNA抗体使之与核小体上的DNA结合‟4、加酶的底物,测光吸收制。
(二)用途该法敏感性高,可检测5*100/ml个凋亡细胞。
可用于人、大鼠、小鼠的凋亡检测。
该法不需要特殊仪器,适合基层工作,但是不能精确测定凋亡细胞发生的绝多对量。
细胞凋亡的几种检测方法Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】细胞凋亡的几种检测方法1、形态学观察方法(1)HE(苏木精—伊红染色法)染色、光镜观察:凋亡细胞呈圆形,胞核深染,胞质浓缩,染色质成团块状,细胞表面有“出芽”现象。
(2)丫啶橙(AO)染色,荧光显微镜观察:活细胞核呈黄绿色荧光,胞质呈红色荧光。
凋亡细胞核染色质呈黄绿色浓聚在核膜内侧,可见细胞膜呈泡状膨出及凋亡小体。
(3)台盼蓝染色:如果细胞膜不完整、破裂,台盼蓝染料进入细胞,细胞变蓝,即为坏死。
如果细胞膜完整,细胞不为台盼蓝染色,则为正常细胞或凋亡细胞。
此方法对反映细胞膜的完整性,区别坏死细胞有一定的帮助。
(4)透射电镜观察:可见凋亡细胞表面微绒毛消失,核染色质固缩、边集,常呈新月形,核膜皱褶,胞质紧实,细胞器集中,胞膜起泡或出“芽”及凋亡小体和凋亡小体被临近巨噬细胞吞噬现象。
2、 DNA凝胶电泳细胞发生凋亡或坏死,其细胞DNA均发生断裂,细胞内小分子量DNA片断增加,高分子DNA减少,胞质内出现DNA片断。
但凋亡细胞DNA断裂点均有规律的发生在核小体之间,出现180-200bpDNA片断,而坏死细胞的DNA断裂点为无特征的杂乱片断,利用此特征可以确定群体细胞的死亡,并可与坏死细胞区别。
正常活细胞DNA 电泳出现阶梯状(LADDER)条带;坏死细胞DNA电泳类似血抹片时的连续性条带3、酶联免疫吸附法(ELISA)核小体测定凋亡细胞的DNA断裂使细胞质内出现核小体。
核小体由组蛋白及其伴随的DNA片断组成,可由ELISA法检测。
检测步骤1、将凋亡细胞裂解后高速离心,其上清液中含有核小体;2、在微定量板上吸附组蛋白体’3、加上清夜使抗组蛋白抗体与核小体上的组蛋白结合‘4、加辣过氧化物酶标记的抗DNA抗体使之与核小体上的DNA结合’4、加酶的底物,测光吸收制。
用途该法敏感性高,可检测5*100/ml个凋亡细胞。
细胞凋亡过程中细胞的形态学变化阶段
细胞凋亡是一种程序性死亡方式,是维持机体内稳态的一种重要方式。
在细胞凋亡过程中,细胞会经历一系列形态学变化,这些变化可以分为几个阶段。
第一阶段:细胞收缩
在细胞凋亡的初期阶段,细胞会出现收缩的现象。
细胞体积减小,胞浆变得致密,细胞核也开始变得浓缩。
这种收缩是由于细胞内部发生了一系列的生化变化,导致细胞内部的骨架蛋白发生重组,细胞的结构逐渐改变。
第二阶段:细胞核凝集
随着凋亡的进行,细胞核会出现凝集的现象。
细胞核内的染色质开始凝聚成块状,核膜也开始破裂。
在这个阶段,细胞核的形态会发生明显的改变,呈现出不规则的形状,与正常的细胞核形态有明显区别。
第三阶段:细胞膜凹陷
在细胞凋亡的后期阶段,细胞膜会出现凹陷的现象。
细胞表面会形成凹陷或者泡状结构,最终导致细胞膜破裂。
这种凹陷的现象是由于细胞内部发生了一系列的酶促反应,导致细胞膜的脂质双层结构发生破坏。
第四阶段:细胞碎裂
在细胞凋亡的最终阶段,细胞会发生碎裂的现象。
细胞内部的成分会被分解成小片段,形成称为“凋亡小体”的结构。
这些小片段最终会被吞噬细胞摄取,完成整个凋亡过程。
细胞凋亡过程中的形态学变化阶段可以清晰地反映出细胞内部发生的生化变化。
通过对这些形态学变化的观察,科研人员可以更深入地了解细胞凋亡的机制,为相关疾病的治疗提供参考。
同时,对细胞凋亡过程的研究也有助于揭示机体内部细胞生存与死亡的平衡机制,为未来的生命科学研究提供重要的参考价值。
细胞凋亡检测,细胞凋亡实验步骤,检测方法一、定性和定量研究只定性的研究方法:常规琼脂糖凝胶电泳、脉冲场倒转琼脂糖凝胶电泳、形态学观察(普通光学显微镜、透射电镜、荧光显微镜)进行定量或半定量的研究方法:各种流式细胞仪方法、原位末端标记法、ELISA 定量琼脂糖凝胶电泳。
二、区分凋亡和坏死可将二者区分开的方法:琼脂糖凝胶电泳,形态学观察(透射电镜是是区分凋亡和坏死最可靠的方法),Hoechst33342/PI双染色法流式细胞仪检测,3) Telemerase Detection (端粒酶检测)3、生化检测:1)典型的生化特征:DNA 片段化2)检测方法主要有:琼脂糖凝胶电泳、原位末端标记(TUNEL)等3)TUNEL(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记)4)通过DNA末端转移酶将带标记的dNTP (多为dUTP)间接或直接接到DNA 片段的3’-OH端,再通过酶联显色或荧光检测定量分析结果。
可做细胞悬液、福尔马林固定或石蜡处理的组织、细胞培养物等多种样本的检测。
4、LM-PCR Ladder (连接介导的PCR检测)当凋亡细胞比例较小以及检测样品量很少(如活体组织切片)时,直接琼脂糖电泳可能观察不到核DNA的变化。
通过LM-PCR,连上特异性接头,专一性地扩增梯度片段,从而灵敏地检测凋亡时产生梯度片段。
此外,LM-PCR 检测是半定量的,因此相同凋亡程度的不同样品可进行比较。
如果细胞量很少,还可在分离提纯DNA后,用32P-ATP和脱氧核糖核苷酸末端转移酶(TdT)使DNA标记,然后进行电泳和放射自显影,观察凋亡细胞中DNA ladder的形成。
上述两种方法都针对细胞凋亡晚期核DNA断裂这一特征,但细胞受到其它损伤(如机械损伤,紫外线等)也会产生这一现象,因此它对细胞凋亡的检测会受到其它原因的干扰。
需结合其它的方法来检测细胞凋亡。
)境,这可能导致了凋亡早期细胞线粒体膜电位的降低,从而使细胞色素C(三羧酸循环中的重要组分)从线粒体内转移到细胞液中,启动凋亡效应器caspase的级联反应。
细胞凋亡人体内的细胞注定是要死亡的,有些死亡是生理性的,有些死亡则是病理性的,有关细胞死亡过程的研究,成为生物学、医学研究的一个热点,至今,人们已经知道细胞的死亡有两种方式,即细胞坏死与细胞凋亡。
细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。
细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好的适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
细胞凋亡的过程大致分为三个阶段,他们分别是(1)凋亡的起始:细胞皱缩,细胞链接消失,内质网膨胀,染色体固缩并沿着核膜分布,但细胞膜依然完整。
(2)凋亡小体的形成:核膜破裂,染色质断裂为大小不等的片段,与一些细胞器聚集后被内折的细胞膜包围,在细胞表面形成了许多泡状和芽状的突起,这些突起就叫做凋亡小体。
(3)细胞的解体:凋亡小体逐渐与细胞分离,脱落至细胞间质,最终被周围的细胞吞噬并消化。
细胞凋亡的生化特征主要有1.形态学变化:首先出现的是细胞体积缩小,连接消失,与周围的细胞脱离,然后是细胞质密度增加,线粒体膜电位消失,通透性改变,释放细胞色素C到胞浆,核质浓缩,核膜核仁破碎,DNA降解成为片段;胞膜有小泡状形成,胞膜结构完整,最终可将凋亡细胞遗骸分割包裹为几个凋亡小体,无内容物外溢,因此不引起周围的炎症反应,凋亡小体可迅速被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬。
2.生物化学变化:(1)DNA 的片段化,细胞凋亡的一个显著特点是细胞染色体的DNA降解,这是一个较普遍的现象。
(2)大分子合成,细胞凋亡的生化改变不仅仅是DNA的有控降解,在细胞凋亡的过程中往往还有新的基因的表达和某些生物大分子的合成作为调控因子。
细胞凋亡的检测方法包括:一.形态学观察法1.HE染色、光镜观察:凋亡细胞呈圆形,胞核深染,胞质浓缩,染色质成团块状,细胞表面有“出芽”现象。
2.丫啶橙染色,荧光显微镜观察:细胞核染色质呈黄绿色浓聚在核膜内侧,可见细胞膜呈泡状膨出及凋亡小体。
竭诚为您提供优质文档/双击可除细胞凋亡实验报告篇一:实验14细胞凋亡的诱导和检测实验14细胞凋亡的诱导和检测20世纪60年代人们注意到细胞存在着两种不同形式的死亡方式:凋亡(apoptosis)和坏死(necrosis)。
细胞坏死指病理情况下细胞的意外死亡,坏死过程细胞膜通透性增高,细胞肿胀,核碎裂,继而溶酶体、细胞膜破坏,细胞内容物溢出,细胞坏死常引起炎症反应。
细胞凋亡apoptosis一词来源于古希腊语,意思是花瓣或树叶凋落,意味着生命走到了尽头,细胞到了一定时期会像树叶那样自然死亡。
凋亡是细胞在一定生理或病理条件下遵守自身程序的主动死亡过程。
凋亡时细胞皱缩,表面微绒毛消失,染色质凝集并呈新月形或块状靠近核膜边缘,继而核裂解,由细胞膜包裹着核碎片或其他细胞器形成小球状凋亡小体凸出于细胞表面,最后凋亡小体脱落被吞噬细胞或邻周细胞吞噬。
凋亡过程中溶酶体及细胞膜保持完整,不引起炎症反应。
细胞凋亡时的生化变化特征是核酸内切酶被激活,染色体DnA被降解,断裂为50~300kb长的DnA片段,再进一步断裂成180~200bp整倍数的寡核苷酸片断,在琼脂糖凝胶电泳上呈现“梯状”电泳图谱(DnALadder)。
细胞凋亡在个体正常发育、紫稳态维持、免疫耐受形成、肿瘤监控和抵御各种外界因素干扰等方面都起着关键性的作用。
1.细胞凋亡的检测方法凋亡细胞具有一些列不同于坏死细胞的形态特征和生化特征,据此可以鉴别细胞的死亡形式。
细胞凋亡的机制十分复杂,一般采用多种方法综合加以判断,同时不同类型细胞的凋亡分析方法有所不同,方法选择依赖于具体的研究体系和研究目的(表?)。
表凋亡的检测方法(引自DL斯佩克特等,20XX)形态学观察方法:利用各种染色法可观察到凋亡细胞的各种形态学特征:(1)DApI时常用的一种与DnA结合的荧光染料。
借助于DApI染色,可以观察细胞核的形态变化。
(2)giemsa染色法可以观察到染色质固缩、趋边、凋亡小体形成等形态。
什么是细胞凋亡?细胞凋亡的形态学及生物化学改变,及其分子生物学基础细胞凋亡是指由于某种刺激,细胞主动地走向死亡的过程。
这是一个自然的、可控制的细胞死亡方式,不会对周围的细胞造成损害,同时对于个体的正常生长发育以及维护内部稳态非常重要。
一、细胞凋亡的形态学改变细胞凋亡的形态学改变可以分为四个阶段:1. 收缩期:细胞体积缩小,胞浆变得均匀致密。
2. 凋亡体形成期:在核DNA断裂后,细胞内会出现许多较大的凋亡小体,形成独立的球形空泡。
3. 凋亡体成熟期:凋亡小体逐渐增大,细胞颗粒、嗜酸性颗粒、溶酶体等被逐一崩解。
4. 色素消失期:通过吞噬细胞,凋亡小体渐渐消失,只有一些色素残留。
二、细胞凋亡的生物化学改变1. 膜磷脂转移酶(PLC):促进胞内相对富含磷酸脂的一侧向细胞凋亡因子信号的传递。
2. 一氧化氮合酶(iNOS):以胞内的抗氧化物质作为底物产生一氧化氮,增加细胞凋亡因子对细胞膜外受体的敏感性。
3. 半胱氨酸脱氢酶(CAS)。
抑制根除细胞的去饱和脂肪酸产生,从而增加活性氧的水平。
三、细胞凋亡的分子生物学基础细胞凋亡通路中的分子具有分子分化性。
细胞凋亡分子包括凋亡蛋白酶、Bcl-2蛋白家族、PI3K/Akt信号通路、MAPK信号通路以及p53等关键蛋白。
在这些蛋白的发挥作用的过程中,蛋白的抑制作用和促进作用都非常重要。
细胞凋亡不仅仅是一个细胞失活、损失、死亡的过程,而是一个非常重要的机制,对于维护生命健康有着非常关键的作用。
通过对于细胞凋亡形态学及生物化学改变、分子生物学基础的深入学习,在很大程度上可以帮助人们更好地了解细胞凋亡,这对于循证医学等领域的发展也有着非常重要的意义。
细胞凋亡的形态学特点
细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,它在生物体的正常发育、组织修复和免疫调节中起着至关重要的作用。
细胞凋亡的形态学特点是其特殊的细胞形态和结构变化,这些变化可以通过显微镜观察到。
本文将详细解释细胞凋亡的形态学特点,并符合标题中心扩展下的描述。
1. 细胞体积缩小:在细胞凋亡过程中,细胞体积会明显缩小。
这是由于细胞内部的细胞器和细胞质逐渐收缩,导致整个细胞体积减小。
与正常细胞相比,凋亡细胞的体积通常缩小约20%至30%。
2. 核染色质凝聚:在细胞凋亡过程中,细胞核内的染色质会发生明显的变化。
正常情况下,细胞核内的染色质呈现均匀分散的状态,而在凋亡过程中,染色质会逐渐凝聚成片状或颗粒状,形成明显的核染色质凝聚。
3. 核膜破裂:细胞凋亡时,核膜会发生破裂。
正常情况下,细胞核内的染色质被核膜包裹着,而在凋亡过程中,核膜会发生断裂,导致染色质暴露在细胞质中。
4. 凋亡小体形成:在细胞凋亡过程中,细胞质内会形成一些小的囊泡状结构,称为凋亡小体。
这些凋亡小体由细胞内的细胞器和细胞质组成,通常具有高度电子致密性,可以通过电子显微镜观察到。
5. 细胞膜破裂:在细胞凋亡的晚期,细胞膜会发生破裂,导致细胞内容物泄漏到周围环境中。
这一过程被称为细胞溶解,是细胞凋亡的最终阶段。
细胞凋亡的形态学特点包括细胞体积缩小、核染色质凝聚、核膜破裂、凋亡小体形成和细胞膜破裂。
这些特点在细胞凋亡的不同阶段中表现出来,通过观察这些形态学变化,可以对细胞凋亡进行初步的鉴定和研究。
细胞凋亡的形态学特点对于理解细胞生物学、疾病发生机制以及药物研发具有重要意义。
细胞凋亡过程中可观察到系列形态学特征和生化特征。
早期凋亡信号的效应产生于胞内,此时细胞膜保持完整。
MERCK 公司已发展出几种方法以检测凋亡细胞胞内的多种效应,包括:DNA 片段的检测、膜对称性的变化、caspases 激活、以及细胞死亡相关蛋白水平的变化等。
多数检测使用的底物和Marker 适用于绝大多数种类的哺乳动物。
凋亡细胞染色体DNA 以核小体为单位的切割导致细胞不可逆死亡。
可以采用Nucleosome ELISA(货号:QIA25),对产生的单体及寡聚核DNA 片段进行定量。
核小体的DNA 成分被捕获于酶标板上,使用生物素标记的抗组蛋白抗体检测捕获的核小体数量。
组蛋白-DNA 片段的量反应了一个特定样品中死亡及濒临死亡的细胞的量。
DNA 片段也可通过片段末端标记进行原位检测,MERCK 提供基于TUNEL 方法的试剂盒FragELTM DNA Fragmentation Detection Kits (使用TdT 的,货号QIA33、QIA39;使用Klenow 的,货号QIA21)。
适用于多种动物来源样本(石蜡、冰冻或固定细胞)。
DNA 片段末端标记可通过荧光染料(QIA39)或比色底物(QIA21、QIA33)方法进行检测。
另外,细胞形态的变化如胞膜皱摺或出泡、核染色质致密、胞质浓缩等,都可作为细胞凋亡的证据。
采用荧光染料进行末端标记的可用流式细胞技术进行定量,其光散射变化也可支持由单一参数得出的结论。
DNA 片段可以从凋亡细胞中分离(Suicide TrackTM DNA ladder Isolation Kit, 货号AM41)并使用琼脂糖电泳进行分析。
约180bp 的多倍寡核小体片段在电泳上呈典型的梯状条带,可进一步证实凋亡的存在。
若使用Pellet Paint Co-Precipitant( 货号69049),只需室温操作,两分钟即帮助DNA 沉淀更快捷方便。
线粒体膜电位和膜通透性的变化也是凋亡细胞一个重要特点。
第1篇一、实验背景细胞凋亡是细胞程序性死亡的过程,是生物体内重要的细胞生物学现象之一。
细胞凋亡在维持生物体内细胞数量的动态平衡、清除异常细胞以及抵御病原体入侵等方面发挥着至关重要的作用。
本研究旨在通过实验方法检测细胞凋亡的发生,探讨细胞凋亡在特定条件下的生物学意义。
二、实验目的1. 探讨细胞凋亡在特定条件下的发生机制。
2. 检测细胞凋亡的发生,并分析其与细胞增殖的关系。
3. 研究细胞凋亡在生物体内的生理和病理作用。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:细胞培养液、细胞裂解液、Annexin V-FITC/PI染色试剂盒、流式细胞仪等。
2. 实验仪器:细胞培养箱、显微镜、离心机、流式细胞仪等。
四、实验方法1. 细胞培养:将细胞接种于细胞培养瓶中,置于细胞培养箱中培养至对数生长期。
2. 处理细胞:将细胞分为实验组和对照组,实验组给予特定处理,对照组不做处理。
3. 细胞裂解:将细胞用细胞裂解液裂解,收集细胞裂解液。
4. Annexin V-FITC/PI染色:将细胞裂解液与Annexin V-FITC/PI染色试剂盒混合,室温避光孵育。
5. 流式细胞术检测:将染色后的细胞用流式细胞仪检测细胞凋亡情况。
五、实验结果1. 实验组细胞凋亡率显著高于对照组(P<0.05),表明特定处理可以诱导细胞凋亡。
2. Annexin V-FITC染色结果显示,实验组细胞膜上磷脂酰丝氨酸(PS)外翻,表明细胞凋亡早期发生。
3. PI染色结果显示,实验组细胞核DNA降解,形成DNA ladder,表明细胞凋亡晚期发生。
六、实验讨论1. 本实验结果表明,特定处理可以诱导细胞凋亡,提示细胞凋亡在特定条件下受到严格调控。
2. Annexin V-FITC染色和PI染色结果显示,细胞凋亡过程分为早期和晚期两个阶段。
早期阶段,细胞膜上PS外翻,细胞膜完整;晚期阶段,细胞核DNA降解,细胞膜通透性增加。
3. 细胞凋亡在生物体内具有重要作用。
细胞凋亡的生物学特征细胞凋亡是受到高度调节的一种生理性细胞死亡过程,是受基因调控的一个主动连续的程序化反应。
它不仅有形态学上的改变,而且具备生化变化的特征。
一、形态学改变细胞凋亡是在一定的生理或病理条件下,遵循自身的程序,结束其生命的生理性死亡,此时细胞在形态上首先变圆,随即与邻近细胞脱离,失去微绒毛,胞质浓缩,内质网扩张呈泡状并与细胞膜融合,核染色质密度增高呈半月形,并凝聚在核膜周边,核仁裂解,进而胞膜内陷,自行分割为多个外有膜包裹、内涵物不外溢的凋亡小体(apoptosis body),最终被相邻的细胞所识别、吞噬或自然脱落而离开生物体,其DNA迅速被核酸内切酶降解,产生若干大小不一的寡核苷酸碎片,在琼脂糖凝胶电泳上呈现阶梯状核蛋白区带图谱,这些区带是由于产生了不同倍数的180~200bp核酸片段,但在整个过程中,线粒体内的DNA并不发生断裂。
这种死亡过程没有溶酶体及胞膜破裂,细胞内涵物不外泄。
近年来的研究发现,凋亡细胞表面糖蛋白的末端唾液酸残基丢失,膜磷脂层不对称性破坏,磷脂酰丝氨酸暴露等改变,均可促进吞噬细胞对凋亡细胞的识别,因此,凋亡时常无炎症反应。
也正是因为这个缘故,长期以来凋亡一直未引起人们的重视。
一系列的研究观察发现,细胞凋亡具有以下特征:①由于细胞核酸内切酶激活,使DNA特征性荧光染色减少;②细胞质膜完整;③线粒体仍有跨膜电位;④保留了AIP依赖的溶酶体质子泵;⑤蛋白含量明显减少,因为内源性蛋白酶被激活;⑥在胸腺细胞,凋亡发生在G0期;⑦前进光散射减少和直角散射不变(HL-60细胞)或增加(胸腺细胞)。
如果将其主要特征加以归纳,则在细胞凋亡与细胞坏死间具有以下不同(表20-1,图20-1)。
表20-1 细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡细胞坏死细胞器保持完整细胞器(线粒体、内质网)膨胀细胞(胞质)体积减小细胞体积增大形成凋亡小体细胞破碎细胞内涵物不外溢,小体被吞噬细胞内涵物外溢无炎症反应有炎症反应DNA电泳呈梯状分布(180~200bp 的倍数)DNA碎片、无序细胞凋亡的过程大致可以分为3个阶段:①染色体压缩从而呈致密碱性染色;②核离散;③细胞体积缩小,细胞密度增大。
细胞凋亡过程中可观察到系列形态学特征和生化特征。
早期凋亡信号的效应产生于胞内,此时细胞膜保持完整。
MERCK 公司已发展出几种方法以检测凋亡细胞胞内的多种效应,包括:DNA 片段的检测、膜对称性的变化、caspases 激活、以及细胞死亡相关蛋白水平的变化等。
多数检测使用的底物和Marker 适用于绝大多数种类的哺乳动物。
凋亡细胞染色体DNA 以核小体为单位的切割导致细胞不可逆死亡。
可以采用Nucleosome ELISA(货号:QIA25),对产生的单体及寡聚核DNA 片段进行定量。
核小体的DNA 成分被捕获于酶标板上,使用生物素标记的抗组蛋白抗体检测捕获的核小体数量。
组蛋白-DNA 片段的量反应了一个特定样品中死亡及濒临死亡的细胞的量。
DNA 片段也可通过片段末端标记进行原位检测,MERCK 提供基于TUNEL 方法的试剂盒FragELTM DNA Fragmentation Detection Kits (使用TdT 的,货号QIA33、QIA39;使用Klenow 的,货号QIA21)。
适用于多种动物来源样本(石蜡、冰冻或固定细胞)。
DNA 片段末端标记可通过荧光染料(QIA39)或比色底物(QIA21、QIA33)方法进行检测。
另外,细胞形态的变化如胞膜皱摺或出泡、核染色质致密、胞质浓缩等,都可作为细胞凋亡的证据。
采用荧光染料进行末端标记的可用流式细胞技术进行定量,其光散射变化也可支持由单一参数得出的结论。
DNA 片段可以从凋亡细胞中分离(Suicide TrackTM DNA ladder Isolation Kit, 货号AM41)并使用琼脂糖电泳进行分析。
约180bp 的多倍寡核小体片段在电泳上呈典型的梯状条带,可进一步证实凋亡的存在。
若使用Pellet Paint Co-Precipitant( 货号69049),只需室温操作,两分钟即帮助DNA 沉淀更快捷方便。
线粒体膜电位和膜通透性的变化也是凋亡细胞一个重要特点。
细胞凋亡的生物学特征【摘要】细胞凋亡是细胞的主动死亡过程,此过程涉及一系列基因的激活表达和调控。
凋亡是为了适应生存环境的主动死亡过程,并不是病理条件下的损伤。
核酸内切酶反应是凋亡分子(APO)的重要步骤。
目前,人们对细胞凋亡的发生机制及其与疾病的关系有了比较全面清晰的认识,这对重新认识疾病的发生机制具有划时代的意义。
而认识细胞凋亡的生物学特征有助于我们更好的了解细胞凋亡,故本文主要就细胞凋亡的生物学特征进行综述。
【关键词】细胞凋亡;生物学特征;形态学特征;生化特征细胞凋亡的特征1.形态学特征1.1.电镜下观察特征凋亡细胞在电镜下表现为:细胞核缩小,电子密度增高,核膜皱缩,染色体密集于核膜下,分布不均匀。
后来,核被分解成碎片,核碎片在细胞质中与细胞器等成分一起被细胞膜包裹。
从外观上看,细胞表面产生了许多泡状或牙泡状突起。
以后逐渐分离,形成了单个的凋亡小体。
此后,细胞质密度增高,细胞骨架可被破坏,但细胞器的结构可以保持到细胞凋亡后期。
内质网在细胞凋亡后期扩张成泡状,与细胞膜融合成胞质气泡。
这时,凋亡小体逐渐脱离细胞体,进入间质。
于是凋亡细胞被逐步解体。
从细胞凋亡开始到凋亡小体的出现才数分钟,而整个细胞凋亡的过程可以持续数小时。
1.2细胞凋亡的三个阶段按细胞凋亡的形态学特征变化,细胞凋亡可分为如下三个阶段:⑴凋亡开始时,细胞表面的特化结构(如微绒毛、细胞突起及细胞表面的褶皱等)消失,但细胞膜依然完整,没有失去选择通透性;线粒体大体保持完整,但是偶尔也见到线粒体变大,嵴增多;内质网囊腔膨胀扩大;细胞骨架的结构有时变得致密和紊乱;染色质浓缩从而呈致密碱性染色,并分布在核膜周围或一侧,呈眼球状。
细胞凋亡会使细胞质、细胞核和细胞膜发生一系列生物化学和物理上的变化②。
在细胞凋亡早期,细胞膨胀变圆,与邻近细胞的联系断绝并且脱离后皱缩。
在细胞质中,内质网肿胀积液形成液泡,此时胞质细胞器压缩,但线粒体的形态仍保持正常。