一文看懂細(xì)胞凋亡和細(xì)胞焦亡
本期小翌要和大家分享細(xì)胞凋亡與細(xì)胞焦亡的相關(guān)知識(shí)，我們將向您詳細(xì)介紹細(xì)胞凋亡與焦亡的區(qū)別及檢測(cè)方法，為您的實(shí)驗(yàn)提供思路。
圖1. 圖源pixabay
PART 01
凋亡和焦亡的區(qū)別
細(xì)胞凋亡與細(xì)胞焦亡同為細(xì)胞程序性死亡，均可出現(xiàn)染色質(zhì)凝聚、核濃縮以及均依賴(lài)半胱天冬酶，但二者在諸多方面都大相徑庭，其具體區(qū)別如下：
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細(xì)胞凋亡 |
細(xì)胞焦亡 |
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概念 |
在一定的生理或病理?xiàng)l件下，受內(nèi)在遺傳機(jī)制控制，按照自身程序主動(dòng)性、生理性的死亡過(guò)程 |
又稱(chēng)細(xì)胞炎性壞死，炎性小體引發(fā)的一種程序性細(xì)胞死亡方式 |
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誘導(dǎo)刺激 |
生理或病理 |
病理性刺激 |
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特征 |
無(wú)炎癥反應(yīng)、凋亡小體形成 |
明顯的炎癥反應(yīng)、焦亡小體形成 |
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形態(tài)學(xué) |
細(xì)胞 |
縮小 |
腫脹膨大 |
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細(xì)胞膜 |
結(jié)構(gòu)完整 |
破裂 |
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細(xì)胞器 |
完整 |
變形 |
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DNA |
降解為180-200bp及其整倍數(shù)的片段 |
隨機(jī)降解 |
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核形態(tài) |
核固縮(邊緣染色質(zhì)不可逆的凝結(jié))和DNA片段化 |
染色質(zhì)濃縮、沒(méi)有DNA斷裂 |
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分子機(jī)制 |
Caspase-2/-3/-6/-7/-8/-9/-10，其中,caspase-3為細(xì)胞凋亡的主要調(diào)控因子 |
人源性的caspase-1/-4/-5和鼠源性的caspase-1/-11 |
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PART 02
細(xì)胞焦亡檢測(cè)
原理：炎性小體激活可控制caspase-1的活化和裂解,導(dǎo)致效應(yīng)性促炎細(xì)胞因子,如IL-1β前體和IL-18前體的成熟和釋放,引發(fā)一系列炎癥反應(yīng)。焦亡相關(guān)的caspase是裂解GSDMD導(dǎo)致細(xì)胞焦亡的最強(qiáng)因素。
1
形態(tài)變化
» 掃描電鏡觀察細(xì)胞形態(tài)
» TUNEL染色
» 免疫熒光染色（gasdermin D，GSDMD）
2
檢測(cè)焦亡相關(guān)蛋白
» 檢測(cè)焦亡相關(guān)基因或蛋白的表達(dá)水平（Caspase-1、4、5、11；GSDMD等）
» ELISA試劑盒檢測(cè)炎癥因子的水平（IL-1β、IL-18等）
» CCK-8測(cè)定細(xì)胞活力
圖2 細(xì)胞焦亡分子機(jī)制（圖源知網(wǎng)）
PART 03
細(xì)胞凋亡檢測(cè)
1
凋亡早期
◆ 檢測(cè)指標(biāo)
◆ 原理
位于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的磷脂酰絲氨酸（Phosphotidylserine, PS）由細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到細(xì)胞膜表面，暴露在細(xì)胞外環(huán)境中。Annexin-Ⅴ（膜聯(lián)蛋白-V）是一種分子量為35-36kDa的Ca2+依賴(lài)性磷脂結(jié)合蛋白，能與PS高親和力結(jié)合，通過(guò)細(xì)胞外側(cè)暴露的PS與凋亡早期細(xì)胞的胞膜結(jié)合。
◆ 客戶(hù)數(shù)據(jù)
2
凋亡中期
◆ 檢測(cè)指標(biāo)
◆ 原理
線(xiàn)粒體膜電位（△Ψm ）的丟失導(dǎo)致線(xiàn)粒體膜中線(xiàn)粒體通透性轉(zhuǎn)換孔的開(kāi)放，細(xì)胞色素C（Cytochrome C）被釋放到細(xì)胞漿中，致使Caspase被激活從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。JC-1是一種廣泛用于檢測(cè)線(xiàn)粒體膜電位△Ψm的理想熒光探針，表現(xiàn)出電勢(shì)依賴(lài)性的積聚在線(xiàn)粒體內(nèi)。正常線(xiàn)粒體內(nèi)，JC-1聚集在線(xiàn)粒體基質(zhì)中形成聚合物，聚合物發(fā)出強(qiáng)烈的紅色熒光（Ex=585 nm，Em=590 nm）；而凋亡細(xì)胞，線(xiàn)粒體跨膜電位去極化，JC-1從線(xiàn)粒體內(nèi)釋放，濃度降低，逆轉(zhuǎn)為發(fā)射綠色熒光的單體形式。線(xiàn)粒體的去極化程度也可以通過(guò)紅/綠熒光強(qiáng)度的比例來(lái)衡量。
◆ 客戶(hù)數(shù)據(jù)
圖4.Yeasen JC-1熒光探針檢測(cè)U87細(xì)胞樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果（Xu Y, et al. J Exp Clin Cancer Res 2020;39(1):174. IF=11.161，貨號(hào)40705ES）
2
凋亡晚期
◆ 檢測(cè)指標(biāo)
◆ 原理
染色體DNA雙鏈斷裂或單鏈斷裂而產(chǎn)生大量的粘性3-OH末端，可在脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶（TdT）的作用下，將熒光素/酶標(biāo)記的dUTP結(jié)合到DNA的3-末端，從而可進(jìn)行凋亡細(xì)胞的檢測(cè)，這類(lèi)方法稱(chēng)為脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的缺口末端標(biāo)記法(TUNEL)。
◆ 客戶(hù)數(shù)據(jù)
圖5.大鼠心臟切片樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果（Zhang YJ, et al. Basic Res Cardiol 2020;115(5):57. IF=17.165，貨號(hào)40307ES）
PART 04
翌圣細(xì)胞凋亡檢測(cè)相關(guān)產(chǎn)品
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類(lèi)型 |
品名 |
貨號(hào) |
規(guī)格 |
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早期凋亡 |
40302ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40303ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40304ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40305ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40310ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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中期凋亡 |
40705ES03/08 |
1mg/5mg |
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40707ES03/08 |
1mg/5mg |
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40706ES60 |
100T |
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晚期凋亡 |
40306ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40307ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40308ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
PART 05
已發(fā)表文獻(xiàn)（部分）
下拉查看更多?
[1].Zhang C, et al. Gold Nanoclusters‐Based Nanoprobes for Simultaneous Fluorescence Imaging and Targeted Photodynamic Therapy with Superior Penetration and Retention Behavior in Tumors[J]. Advanced Functional Materials, 2015, 25(8): 1314-1325. IF =13.325
[2]. Zhang L, et al. An Adenosine Triphosphate-Responsive Autocatalytic Fenton Nanoparticle for Tumor Ablation with Self-Supplied H2O2 and Acceleration of Fe(III)/Fe(II) Conversion. Nano Lett. 2018 Nov 7. IF =12.08
[3]. Ding M, et al. Dynamin‐related protein 1‐mediated mitochondrial fission contributes to post‐traumatic cardiac dysfunction in rats and the protective effect of melatonin[J]. Journal of Pineal Research, 2017. IF =11.613
[4]. Zhang C, et al. Gold Nanoclusters‐Based Nanoprobes for Simultaneous Fluorescence Imaging and Targeted Photodynamic Therapy with Superior Penetration and Retention Behavior in Tumors[J]. Advanced Functional Materials, 2015, 25(8): 1314-1325. IF =13.325
[5]. Zhang YJ, et al. NAD+ administration decreases microvascular damage following cardiac ischemia/reperfusion by restoring autophagic flux. Basic Res Cardiol. 2020;115(5):57. Published 2020 Aug 10. IF=17.165
