活細(xì)胞成像用于細(xì)胞毒性的研究
瀏覽次數(shù):985 發(fā)布日期:2024-3-12
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從廣義的角度來說,“細(xì)胞毒性”是指某種物質(zhì)對活細(xì)胞產(chǎn)生的不健康影響。這種影響可能是指細(xì)胞在附著、形態(tài)、結(jié)構(gòu)完整性、生長、新陳代謝或增殖等方面的不利變化,這些變化可能最終導(dǎo)致細(xì)胞喪失活力(死亡)[1]。細(xì)胞毒性可通過測量毒性效應(yīng)本身(細(xì)胞毒性測定)或其對細(xì)胞活力的影響(活力測定)來確定。活力測定實際上是對存活細(xì)胞數(shù)量的量化,與細(xì)胞毒性檢測(測量細(xì)胞死亡或破壞)中獲得的測量結(jié)果成反比 [2、3、4]。
常用的細(xì)胞毒性實驗測定一系列的終點指標(biāo),如細(xì)胞膜破裂后乳酸脫氫酶(LDH)和活性氧(ROS)的產(chǎn)生,線粒體膜電位的損傷等。通過細(xì)胞毒性實驗測定細(xì)胞毒性對藥物開發(fā)與生物研究至關(guān)重要。然而,大多數(shù)細(xì)胞毒性實驗都是在終點測量的,因此很難研究細(xì)胞對藥物或化合物的動態(tài)反應(yīng)。動態(tài)活細(xì)胞成像與傳統(tǒng)的終點測試方法不同,可以通過延時記錄分析細(xì)胞死亡隨時間的依賴性變化。
Celloger
®系列是一款活細(xì)胞成像設(shè)備,可以在培養(yǎng)箱中同時進(jìn)行明場和熒光成像(圖2)。該系統(tǒng)有一個全自動攝像頭,可以在用戶設(shè)定的時間間隔內(nèi)對不同位置進(jìn)行成像。通過使用分析軟件計算捕獲圖像的融合度(%),可獲得隨時間變化的融合度(%)圖。此外,通過測量熒光覆蓋率與熒光強(qiáng)度,可用于分析細(xì)胞死亡的發(fā)生情況,用以判定細(xì)胞毒性。
圖2 Celloger®系列產(chǎn)品
Celloger活細(xì)胞成像產(chǎn)品應(yīng)用:一、Celloger® Mini Plus與CellTox™ Green Dye相結(jié)合用于監(jiān)測Nocodazole的細(xì)胞毒性
CellTox™ Green Dye熒光染料可用于檢測由于細(xì)胞死亡引起的細(xì)胞膜完整性變化,它無法進(jìn)入活細(xì)胞,但可以進(jìn)入受損細(xì)胞使得受損細(xì)胞的熒光顯著增強(qiáng)。熒光信號強(qiáng)度可以作為細(xì)胞毒性的定量指標(biāo),且熒光信號值變化與細(xì)胞毒性成正比例相關(guān)。該染料可用于檢測長時間藥物處理期間以及用于終點法檢測藥物處理后的細(xì)胞毒性作用。
HeLa細(xì)胞按1×10
4個/孔的細(xì)胞量進(jìn)行48孔板的細(xì)胞種板。種板培養(yǎng)過夜后,用不同濃度的抗癌藥物Nocodazole( 6.625 nM、31.25 nM、62.5 nM、125 nM、250 nM ) 處理細(xì)胞。此時,在樣品中加入CellTox™ Green Dye ( Promega,GB742 ),該染料可與細(xì)胞死亡過程中膜完整性受損的細(xì)胞的DNA結(jié)合。使用安裝在培養(yǎng)箱內(nèi)的Celloger
® Mini Plus在48小時內(nèi)每隔1小時采集一次細(xì)胞圖像,然后使用分析軟件對圖像進(jìn)行分析。細(xì)胞死亡率(%)=熒光覆蓋率(死亡細(xì)胞)/明場融合度(總細(xì)胞)。
實驗結(jié)果表明用不同濃度的Nocodazole處理細(xì)胞并進(jìn)行延時成像,細(xì)胞形態(tài)呈濃度依賴性變化,在明場視野下觀察到細(xì)胞融合度減。▓D3A,B)。此外,用CellTox™染料對死亡細(xì)胞進(jìn)行熒光成像并量化,結(jié)果顯示熒光細(xì)胞的比例隨著細(xì)胞凋亡而增加(圖3C)。
圖3A 各濃度Nocodazole的明場與熒光視野圖像
(圖像顯示以24h為間隔時間,綠色熒光表示死亡細(xì)胞。比例尺,200 μm)
圖3B 細(xì)胞隨時間變化的融合率(%)數(shù)據(jù)圖
圖3C 細(xì)胞死亡率(%)的數(shù)據(jù)圖
二、Celloger® Nano監(jiān)測細(xì)胞毒性
用紅色熒光染料對死亡細(xì)胞進(jìn)行染色,來測量細(xì)胞毒性。死亡細(xì)胞的細(xì)胞膜高度受損,因此可以在細(xì)胞結(jié)構(gòu)中看到紅色熒光。使用Celloger
® Nano監(jiān)測HeLa細(xì)胞的細(xì)胞毒性,間隔拍攝時間為1小時,總記錄時長71小時。紅色熒光表示細(xì)胞死亡(圖4)。
圖4 細(xì)胞毒性監(jiān)測(A)仍然有一部分活細(xì)胞,(B)大部分都是死細(xì)胞(紅色熒光)
使用Celloger
®活細(xì)胞成像系統(tǒng)結(jié)合綠色/紅色熒光染料,可用于細(xì)胞毒性的檢測。此外,用戶在對毒性定量的同時還可以長時間監(jiān)測細(xì)胞形態(tài)變化,從多方面來確定藥物/化合物對細(xì)胞的毒性影響。
后續(xù)我們將為您繼續(xù)介紹活細(xì)胞成像系統(tǒng)在不同研究下的應(yīng)用實例,敬請關(guān)注。
參考文獻(xiàn):
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