聊一聊细胞生物学上的实验方法
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导读
细胞生物学实验是生命科学领域应用最广泛和最重要的研究手段之一,学习和掌握细胞生物学常用技术对于生命科学研究至关重要。细胞生物学实验是一个庞大的工程,若你还没有系统地get细胞生物学的实验技巧,那现在就跟着小编一起走进细胞生物学的世界吧!
那么什么是细胞生物学呢?首先我们要知道什么是细胞。细胞是生物体基本的结构和功能单位,著名科学家E.B.Wilson早在年就说过,“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”,而细胞生物学让其成为了现实。细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它从不同层次(显微、亚显微、分子水平)研究细胞结构与功能,细胞增殖、分化、衰老与凋亡,细胞信号转导,细胞基因表达与调控等,它与分子生物学、发育生物学、神经科学等学科相互渗透交融。接下来我们就简单聊一聊科学研究中常用的细胞生物学方法与技术。
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细胞增殖检测
细胞增殖是细胞在周期调控的因子下,通过DNA复制等反应,完成细胞分裂的过程。细胞增殖能力的检测是评估细胞活性、基因毒性和抗肿瘤药物效果等的基本方法。常见细胞增殖检测方法有以下几种:
1.细胞代谢活性检测:通过检测活细胞相关物质的含量(如蛋白质、酶)来评价细胞的增殖能力,如MTT、MTS、CCK8以及SRB法。
MTS法检测药物对不同细胞的抗增殖作用
2.DNA合成检测:直接检测细胞中DNA的合成量来评价细胞的增殖能力,如BrdU和EdU。
Edu法检测药物对细胞增殖能力的影响
3.ATP浓度检测:利用荧光素酶反应细胞ATP的含量进而反应细胞活性,如Luciferase催化反应能高通量进行细胞增殖检测和筛选。
4.克隆形成:单个细胞在体外持续增殖所组成的细胞群称为克隆,克隆形成不仅可以反映增殖能力,还可以反应细胞群体依赖性,是一种模拟体内成瘤的体外实验。克隆形成依据培养介质的不同,分为平板克隆和软琼脂克隆。
平板克隆检测药物对细胞增殖的影响
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细胞迁移/侵袭
细胞迁移是指细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的梯度后而产生的移动。细胞侵袭是细胞穿过胞外基质层或基底膜基质层进而在趋化因子浓度梯度驱使下完成从一处到另一处的移动。常见的细胞细胞迁移/侵袭实验有细胞划痕实验和Transwell实验。
细胞划痕实验是测定细胞迁移运动与修复能力最常用的方法,它是在融合的单层细胞上人为制造一个空白区域,称为“划痕”,边缘的细胞会向“划痕”迁移使其愈合,广泛用于药物、基因、外源因素对细胞迁移和修复的影响。
Cisplatin和化合物36抑制了DU细胞的迁移
Transwell实验在体外模拟了肿瘤细胞浸润的过程,是检测肿瘤侵袭的经典实验。Transwell小室的底部是通透性的膜,可让细胞穿过,在膜上室铺一层基质胶模拟体内的细胞外基质,然后将一定数目的细胞接种于上室,具有侵袭能力的细胞会突破基质胶运动到下室,通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力。
Cisplatin和化合物36抑制了DU细胞的侵袭
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细胞周期
细胞周期是指细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的时间,是细胞从一代向下一代传递的连续过程。细胞周期包括DNA合成前期G1期、DNA合成期S期、DNA合成后期G2期和分裂期M期。细胞在周期的不同阶段其DNA含量不一样,因此可以通过流式细胞仪检测结合DNA的PI染料的荧光量来反映处于不同周期的细胞数量,常用于药物或基因对细胞增殖功能的影响。
化合物36使细胞周期阻滞在G2/M期
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细胞凋亡
细胞凋亡又称为细胞程序性死亡,是由基因控制的主动性细胞死亡过程。AnnexinV/PI双染法是检测细胞凋亡的经典方法,可准确区分活细胞、早期凋亡细胞、晚期凋亡细胞和坏死细胞。肿瘤细胞能够逃避凋亡从而获得无限增殖的能力,利用流式细胞仪分析细胞凋亡可为肿瘤疗效评价提供重要的参考指标。
Cisplatin和化合物36诱导细胞发生凋亡
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细胞免疫荧光染色
细胞免疫荧光染色是利用抗原抗体之间的特异性结合来显示目的蛋白,通过在荧光显微镜下观察荧光的位置和表达量来检测目的蛋白在细胞中的定位及表达情况。
BCL6蛋白定位于核内,化合物WKB使SMRT蛋白表达减少
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细胞转染
细胞转染是指将核酸(DNA,RNA)导入真核细胞中的过程,分为瞬时转染和稳定转染。细胞转染方法包括脂质体转染法、磷酸钙共沉淀、病毒转染法和电穿孔法,是研究和控制真核细胞基因表达的重要手段,广泛应用于基因功能研究、基因表达调控、基因突变分析和蛋白质生产等研究。
至此,我们介绍了细胞生物学中的常见实验,大家应该有了大致印象。接下来我们会陆续为大家详细介绍每部分实验,手把手教你轻松get这项技能!
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