凋亡或者說(shuō)程序性細胞死亡,是細胞內建的防御機制之一,在生物的正常發(fā)育及疾病抵御中起到重要的作用。凋亡過(guò)程與通路的異常,會(huì )導致多種疾病,包括腫瘤。目前至少有十數種檢測細胞凋亡的方法,從大框架上講,可以劃分為基于細胞形態(tài)、生物學(xué)功能和生化標記三大類(lèi)。那么
細胞凋亡檢測基于形態(tài)學(xué)的方法是怎么操作的呢?
1、電子顯微鏡檢查
“凋亡”是一個(gè)細胞形態(tài)學(xué)概念。因此,鑒定凋亡的金指標,往往是基于形態(tài)學(xué)的。凋亡和另外一種主要的細胞死亡類(lèi)型“壞死”有著(zhù)顯著(zhù)的亞細胞形態(tài)差異。簡(jiǎn)而言之,在透射電鏡下,凋亡細胞染色質(zhì)濃聚,通常沿核膜分布;整體細胞形態(tài)發(fā)生變化,如細胞表面微絨毛狀突起消失,細胞間接觸消失,細胞質(zhì)濃聚,形成具有膜結構的包裹著(zhù)胞漿內容物和核物質(zhì)的凋亡小體;相比壞死,凋亡細胞的核結構直到晚期才會(huì )解體。
盡管電鏡檢查是細胞凋亡檢測的金標準,然而其缺點(diǎn)也很明顯:無(wú)法定量(電鏡一個(gè)視野僅能觀(guān)察一兩個(gè)細胞),實(shí)驗步驟繁瑣(固定、切片到拍照),同時(shí),并非所有實(shí)驗室都能接觸到電鏡。因此,對于不專(zhuān)門(mén)研究凋亡這種細胞現象的實(shí)驗室來(lái)說(shuō),基本沒(méi)有人選擇電鏡來(lái)檢測凋亡了。好在目前的主流期刊,也是接受不含電鏡的凋亡數據。
2、細胞核形態(tài)染色
既然凋亡細胞其中一個(gè)形態(tài)學(xué)特征是染色質(zhì)濃聚,且細胞核結構在凋亡后期崩解,那么觀(guān)察核形態(tài)也是較為直接的指標。相比其他形態(tài)學(xué)指標來(lái)說(shuō),觀(guān)察細胞核形態(tài)不需要電子顯微鏡,而只需用熒光染料配合普通的熒光顯微鏡即可。
一般而言,核形態(tài)染色采用的是DAPI和Hoechst系列熒光染料。因為這些染料特異性強,熒光性能好。其中,Hoechst33342是最為方便的染料。它可自由穿透細胞膜,直接對核染色,而不需要固定、破膜步驟。因此,Hoechst33342還能結合形態(tài)學(xué)的相差圖像,以及其他活細胞染料(如用7-AAD等染細胞膜破裂的細胞),同時(shí)對多個(gè)指標進(jìn)行定量。
除了實(shí)驗操作簡(jiǎn)單、成本低廉之外,核形態(tài)染色的優(yōu)勢還在于它是一個(gè)定量指標。因此,這也是我常用的細胞凋亡檢測指標之一。不過(guò),定量依賴(lài)于拍攝照片后對多個(gè)視野的不同核形態(tài)手動(dòng)計數。