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肿瘤细胞周期和细胞凋亡的试验和上机操作(入门小知识)

 小小医生孙丹雄 2024-01-16 发布于云南

常记溪亭日暮,沉醉不知归路。


公众号:小小医生之有趣的医学

 

Nature杂志:2023年,超过1万篇SCI高级论文撤搞。

网址:https://pubmed.ncbi.nlm./38087103/

中国作者撤稿占到所有SCI论文撤稿的49.86%!

中国撤稿率23.5%。

前言

无言!



01 细胞周期

细胞周期:G0(脱离细胞周期暂时停止分裂的一个阶段)→G1(DNA合成前期)→S(synthesis,DNA合成期)→G2(DNA合成后期)→M(mitosis,有丝分裂期)。

流式细胞仪检测细胞周期时,一般地,假设G0/G1期细胞荧光强度设定为1,正处于DNA复制的S期细胞荧光强度在1~2之间,而G2/M期则存在双份基因组其细胞荧光强度约为2。

流式细胞仪分析的细胞周期一般分为G0/G1,S,G2/M期三部份,如果有凋亡,在G0/G1期前面有个凋亡峰(也称sub-G0期)。




02 操作方法

按照厂家提供的试剂盒说明书操作,即可,每个厂家的试剂,操作方法略有不同。

比如,四正柏生物。


03 细胞收集

细胞收集:很多文献建议收集处于生长对数期的细胞。根据具体的试验调节。

细胞计数:很多试剂,一份试剂只能染色10万到100万个细胞,所以,最好计数一下细胞,多了试剂就搞不定。


由于流式细胞仪分析的是单个细胞,因此在操作过程中需充分混悬细胞。充分消化细胞,但是又不能过度消化。也不可过度吹打细胞,以防产生过多的细胞碎片(分析的是单个细胞)。

单个细胞:如果细胞过多或聚团较多,为了避免堵住仪器管路,上机前,可先用300目(孔径40~50微米)尼龙网过滤,然后再上机检测。


04 细胞固定

细胞固定:一般需要用70%~75%乙醇固定细胞,让细胞膜具有通透性。因为PI等染料不能透过完整的细胞膜,固定细胞,让细胞膜具有通透性,染料才能进入细胞。

尽量不要直接用70%~75%乙醇固定细胞,70~75%乙醇很容易导致细胞聚团,很难重悬成单细胞,影响固定效果。要先用的PBS重悬分散细胞,然后滴入(不是快速打进去,是滴进去)高浓度(比如95%~100%)的乙醇,让最终浓度为70%~75%。



05 细胞染色

细胞染色:用染色剂,染色细胞,然后流式细胞仪才能检测。

细胞凋亡,一般要两种试剂染色;细胞周期,才需要一种染色剂。

碘化丙啶(Propidium Iodide, PI):DNA结合染料,检测坏死细胞或凋亡晚期细胞。它可以染色坏死细胞或凋亡晚期细胞(丧失细胞膜完整性细胞的细胞核)。PI可以由488、532或546 nm 的激光激发,呈现红色荧光。

PI染料因溶解度欠佳,很容易粘附在流式细胞仪的管路上,导致管路堵塞,很麻烦。所以PI染色的样本在上机检测之前和之后都需要彻底多次清洗仪器,减少仪器发生管路堵塞问题。

RNA处理:DNA和RNA都可染上PI,PI是一种插入性核酸荧光染料,能选择性地嵌入核酸DNA双链螺旋的碱基之间并发出荧光,但也可以插RNA的双链区,所以RNA酶消化后分析的结果更准确。

FITC-Annexin V:绿色荧光探针FITC 标记的 Annexin V,即FITC-Annexin V。可以标记早期凋亡细胞。在细胞发生早期凋亡时,磷酯酰丝氨酸会外翻到细胞表面,即细胞膜外侧。Annexin V选择性结合磷酯酰丝氨(phosphatidylserine, 简称PS),从而检测细胞早期凋亡。

很多染色剂的激发波长都是488nm。


06 上机基本概念

FSC(Forward scatter),即前向角散射光,它的值代表细胞的大小。细胞体积越大,其FSC值就越大。当细胞通过流式细胞仪的激光束时,检测器会检测到细胞的散射光,放置在前面的检测器检测FSC。

SSC(side scatter, SSC),即侧向角散射光,它的值代表细胞的颗粒度(granularity),比如细胞核、细胞器等颗粒。细胞越不规则,表面的突起越多,细胞内的细胞器或者颗粒性物质越多,其SSC值就越大。当细胞通过流式细胞仪的激光束时,检测器会检测到细胞或颗粒的散射光,放置在侧面的多个检测器检测SSC。

一般情况下,不同细胞群的FSC值和SSC值最多相差几倍,所以,流式图的数轴上FSC值和SSC值以“一般数序形式”表示。但是,荧光信号强弱之间一般相差很大,阴性细胞与阳性细胞之间有时可以相差几十倍、甚至几千倍,呈指数关系。所以,流式图的数轴上,荧光通道值常以“对数形式”(logarithmic scale)表示。

散点图的参数FSC-A与FSC-H中的A是area细胞面积的缩写,H是height细胞高度的缩写。参数W,是width的缩写,是这个拱的宽度,代表细胞通过激光束所花的时间,这个参数一般用不到。

门(gate)是流式分析过程中一个较为重要的概念,说白了就是选定一部分你要分析的细胞。

上机速度:流速越高,CV值越大,进行DNA分析时,尽量采用最低流速。

PI的检测通道在大多数仪器上是选择PE通道(有PI专用通道的仪器才选择PI)。

PI的坐标选线性:线性更能体现DNA含量的倍数关系。

CV是变异系数,越小,峰形越好,越尖锐,<5%左右是比较好的结果,一般<10%才认可。细胞碎片越少、细胞聚团越少、RNA酶消化越充分,CV值越小。

使用FL2-W和FL2-A图形去除联体细胞。


07 细胞凋亡

细胞死亡(Death)形式包括凋亡(Apoptosis)、坏死(Necrosis)和自噬(Autophagy)。近年来被广泛关注的是替代性细胞死亡,包括细胞焦亡(Pyroptosis)、坏死性凋亡(Necroptosis)、铁死亡(ferroptosis)、铜死亡(Cuproptosis)等。

细胞凋亡一般要用两种染色剂。

碘化丙啶(Propidium Iodide, PI):检测凋亡晚期细胞。

FITC-Annexin V:标记早期凋亡细胞。


08 上机操作

安捷伦生物 ACEA NovoCyte系列流式细胞仪的上机操作入门视频:

https://www.bilibili.com/video/BV1Gc411o7ud/?vd_source=c5d7403d1b2832c643e831d68ff1474c

上机常用设置!

去除二聚体细胞!

https://www.bilibili.com/video/BV1Nr4y1g7du/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.0&vd_source=c5d7403d1b2832c643e831d68ff1474c

相同的高度下,面积大的那一群细胞,就是粘连的细胞!流式细胞仪分析的是单个细胞。


09 NovoCyte仪器

安捷伦流式细胞仪的NovoExpress分析软件在每台电脑安装后提供30天试用期。NovoExpress授权码可以从ACEA 单独购买。

仪器用完之后,处理流程(PDF文件30):

1.排气泡(可选):清除样本管路中存在的气泡。用时2-3分钟。运行排气泡操作之前,需要在样本架上放置一管至少1mL75%医用酒精。

2.清洗:清除生物危害。用时约7分钟。

3.冲洗:用时约7分钟。

4.强化冲洗(可选):用时约12分钟。

5.灌注:长时间未使用机器时,用新鲜的鞘液充满管路,并清除气泡。用时约3.5分钟。

6.清除堵塞(必要时):若Flow Cell堵塞,点击该菜单项清除堵塞。用时约9分钟。

7.反冲(必要时):若样本管路堵塞,点击该菜单项清除堵塞。用时约5分钟。

图的参数设置(PDF文件74页):图的参数可以设置为图所属样本中包含的任一参数。

要改变X轴参数,在图下方X轴参数区域的右键菜单中选择需要的参数。

要改变Y轴参数,在图左侧Y轴参数区域的右键菜单中选择需要的参数。

参数列表中“Height”表示高度,“Area”表示面积,“Width”表 示宽度,“Time”表示时间。而“Count”只出现在Y轴参数区域的右键菜单中,是柱状图固定的Y轴参数。

图层:81页。把研究组、对照组放在一起。

平滑密度图83页。



               杨柳岸,晓风残月。

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