细胞凋亡(Apoptosis)是指细胞在一定的生理或病理条件下,受内在遗传机制控制,按照自身程序主动性、生理性的死亡过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,普遍存在于生物界,对机体的防御和免疫反应等起着重要作用,并具有潜在的治疗意义。
细胞凋亡经历早期、中期和晚期。凋亡早期,磷脂酰丝氨酸(PS)外翻到细胞膜表面,可用Annexin V细胞凋亡试剂盒检测;凋亡晚期,DNA碎裂,可用TUNEL细胞凋亡试剂盒检测。
一、TUNEL试剂盒实验原理
TUNEL全称是TdT-mediated dUTP Nick-End Labeling,译成中文—脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法。
细胞凋亡时,染色体DNA断裂会产生大量的粘性3'-OH末端,而这些暴露的3'-OH能够在TdT的催化下连接上荧光素标记的dUTP,可以通过荧光显微镜或流式细胞仪进行检测,从而准确地反映出细胞凋亡特征。
TUNEL适用的样本类型很多样,既可以是细胞样本(细胞涂片、细胞爬片、悬浮细胞),也可以是组织样本(石蜡切片、冰冻切片),因而在细胞凋亡研究中被广泛应用。
二、TUNEL实验常见问题分析
1.荧光信号弱或无信号
1)首先是样本处理不当导致
a.样本切片存放时间过久,导致染色标记效率降低,需要使用新鲜的切片。
b.样本切片太厚,可以适当切薄,便于标记染色。
c.脱蜡/水化不充分,需要充分脱蜡。
d.蛋白酶K孵育时间过短,需要优化孵育时间。
e.样本没发生晚期凋亡。
2)其次是标记染色的问题
a.严格避免干片,样本切片在加上TUNEL标记工作液后,在湿盒中进行避光孵育。
b.标记染色时间过短,正确的染色方法一般为37℃避光孵育60min。
3)也可能是由TdT酶失活造成的,TUNEL标记工作液应现配现用,不宜长期保存。
2.非特异性染色,高假阳性
造成这个问题同样可以从样本处理和标记染色两个方面分析:
1)样本处理
a.固定液浓度过高或者作用时间太久导致 DNA链不规则断裂。
b.蛋白酶K处理时间过长,也会破坏核酸结构,出现假阳性。
c.有些样本中(例如平滑肌细胞或组织),DNA酶或DNA聚合酶的活性水平较高,易发生非特异性的荧光标记,因此取得这些细胞或组织后需立即充分固定。
2)标记染色
a.标记检测过程中保湿工作不到位,造成样本干燥,可能会出现非特异性荧光。
b.标记染色时间过长也会导致假阳性发生,一般37℃避光孵育60min即可;
c.标记染色后,样本未充分清洗也是造成非特异性荧光出现的重要原因。
3.背景荧光高
造成这个问题可以从样本处理和标记染色和荧光拍照这3个方面分析:
1)样本处理
a.支原体污染会导致荧光染色背景过强,可用支原体检测试剂盒对细胞样本进行检测。
b.样本中如果存在红细胞,其血红蛋白会产生严重自发荧光,从而造成荧光背景过强,可选择其它适合该样本的细胞凋亡检测试剂盒。
2)标记染色
a.标记染色时间过长。
b.标记染色后,未充分清洗样本,可增加漂洗次数,避免切片样本残留染料。
3)荧光拍照
拍照时,曝光时间过长也会导致荧光背景过强,需调整曝光条件,可先将阴性样本组调整到无背景荧光,再用此曝光条件拍摄实验组。
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