磷脂酰絲氨酸外翻分析(Annexin V法)
磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine, PS)正常位于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè),但在細(xì)胞凋亡早期,PS可從細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到細(xì)胞膜表面,暴露在細(xì)胞外環(huán)境中。磷脂酰絲氨酸的轉(zhuǎn)位發(fā)生在凋亡早期階段,先于細(xì)胞核的改變、DNA斷裂、細(xì)胞膜起泡。體內(nèi)的吞噬細(xì)胞可通過識別磷脂酰絲氨酸來清除凋亡細(xì)胞。Annexin-V(green)是一種分子量為35~36KD的Ca2+依賴性磷脂結(jié)合蛋白,能與PS高親和力特異性結(jié)合,細(xì)胞處于調(diào)亡或壞死時,Annexin-V可為陽性(早期壞死細(xì)胞可能為陰性),是檢測細(xì)胞早期凋亡的靈敏指標(biāo)。將Annexin-V進(jìn)行熒光素(FITC、PE)或biotin標(biāo)記,以標(biāo)記了的Annexin-V作為熒光探針,利用流式細(xì)胞儀或熒光顯微鏡可檢測細(xì)胞凋亡的發(fā)生。
PI和Annexin-V雙標(biāo):
碘化丙啶(propidine iodide, PI)是一種核酸染料,它不能透過完整的細(xì)胞膜,但在凋亡中晚期的細(xì)胞和死細(xì)胞,PI能夠透過細(xì)胞膜而使細(xì)胞核紅染。因此將Annexin-V與PI匹配使用,就可以將凋亡早晚期的細(xì)胞以及死細(xì)胞區(qū)分開來。*注意:細(xì)胞凋亡時其DNA可染性降低被認(rèn)為是凋亡細(xì)胞標(biāo)志之一,但這種DNA可染性降低也可能是因為DNA含量的降低,或者是因為DNA結(jié)構(gòu)的改變使其與染料結(jié)合的能力發(fā)生改變所致。在分析結(jié)果時應(yīng)該注意。
活細(xì)胞不能被Annexin V-FITC或PI染色(右圖左下象限)。早期凋亡細(xì)胞因磷脂酰絲氨酸的暴露及具有完整細(xì)胞膜,故呈Annexin V-FITC染色陽性及PI染色陰性(右圖右下象限)。壞死或晚期凋亡的細(xì)胞呈Annexin V-FITC及PI染色雙陽性(右圖右上象限)。*注意:未處理的對照細(xì)胞進(jìn)行常規(guī)培養(yǎng)的過程中也有一小部分的細(xì)胞死亡發(fā)生。
懸浮細(xì)胞的染色:Ⅰ、將正常培養(yǎng)和誘導(dǎo)凋亡的懸浮細(xì)胞(0.5×106)用PBS洗2次,加入200μlBinding Buffer和FITC標(biāo)記的Annexin-V(20ug/ml)10μl及PI(50ug/ml)5μl,室溫避光30min,加入400μlPBS,立即用FACScan進(jìn)行流式細(xì)胞術(shù)定量檢測(一般不超過1小時),同時以不加AnnexinV-FITC及PI的一管作為陰性對照。Ⅱ、貼壁培養(yǎng)的細(xì)胞染色:先用0.25%的胰酶消化,洗滌、染色和分析同懸浮細(xì)胞。Ⅲ、爬片細(xì)胞染色:同上,最后用熒光顯微鏡和共聚焦激光顯微鏡進(jìn)行觀察。結(jié)果及注意事項:整個操作動作要盡量輕柔,勿用力吹打細(xì)胞;操作時注意避光,反應(yīng)完畢后盡快在一個小時內(nèi)檢測;
注意事項
1、必須活細(xì)胞檢測,不能用能破壞細(xì)胞膜完整性的固定劑和穿透劑固定或穿膜。
2、特殊細(xì)胞的染色方法:在消化或吹打時,有些細(xì)胞(如神經(jīng)元細(xì)胞)很容易受到損傷,導(dǎo)致晚期凋亡或壞死比例非常高,不能反映真實結(jié)果。實驗的解決方法:先低速離心,吸取細(xì)胞培養(yǎng)板中的液體,留少許液體,加入適量PI和Annexin-V染色10min后,將漂浮細(xì)胞吸至離心管中,離心洗滌兩次,用PBS漂洗貼壁細(xì)胞兩次,加胰酶消化后將細(xì)胞懸液移至另一離心管中,離心洗滌,再與漂浮細(xì)胞合并后上流式細(xì)胞儀檢測。應(yīng)用該法可降低晚期凋
亡和壞死比例,增加早期凋亡細(xì)胞比例。
3、由于Annexin-V為鈣離子依賴的磷脂結(jié)合蛋白,只有在鈣離子存在的情況下與PS的親和力才大,因而在消化細(xì)胞時,建議一般不采用含EDTA的消化液。
4、必須設(shè)置陰性對照和補償對照(分別單染)。