细胞凋亡实验技术原理

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，而是主动的过程，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，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。

凋亡是多基因严格控制的过程。这些基因在种属之间非常保守，如Bcl-2家族、Caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等。随着分子生物学技术的发展，对多种细胞凋亡的过程有了相当的认识，但是迄今为止凋亡过程确切的机制尚不完全清楚。凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系，如肿瘤和自身免疫性疾病等，能够诱发细胞凋亡的因素很多，如射线、药物等。

细胞凋亡技术原理

磷脂酰丝氨酸(Phosphatidyl serine, PS)正常位于细胞膜的内侧，但在细胞凋亡的早期，PS从细胞膜内侧翻转到细胞膜的表面，暴露在细胞外环境中。Annexin-V是一种分子量为35~36KD的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白，能与PS高亲和力特异性结合。

碘化丙啶(Propidium，简称PI)是一种双链DNA荧光染料。PI和双链DNA结合后可以产生荧光，并且荧光强度和双链DNA的含量成正比。细胞内的DNA被PI染色后，可用流式细胞仪对细胞进行DNA含量测定，然后根据DNA含量的分布情况，进行细胞周期和细胞凋亡分析。PI染色后，假设G0/G1期细胞的荧光强度为1，那么含有双份基因组DNA的G2/M期细胞的荧光强度的理论值为2，正在进行DNA复制的S期细胞的荧光强度为1-2之间。凋亡细胞由于细胞核发生浓缩以及发生DNA片段化(DNA fragmentation)导致部分基因组DNA片段在染色过程中丢失，因此凋亡细胞在PI染色后呈现明显的弱染，即荧光强度小于1，在流式检测的荧光图上出现所谓的sub-G1峰，即凋亡细胞峰。

细胞发生凋亡时，由于胞浆和染色质浓缩，核碎裂，产生凋亡小体，使细胞的光散射性质发生变化。在细胞凋亡早期，细胞对前向角光散射的能力显著降低，对侧向光散射的能力增加或没有变化。在细胞凋亡晚期，前向和侧向光散射的信号均降低。因此可通过流式细胞仪测定细胞光散射的变化观察细胞凋亡情况。

细胞凋亡结果示例

参考文献

Safari, Fatemeh et al. “Caspase-7 deficiency in Chinese hamster ovary cells reduces cell proliferation and viability.” Biological research vol. 53,1 52. 13 Nov. 2020, doi:10.1186/s40659-020-00319-x