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PI染色检测细胞周期

1、离心收集细胞,弃上清,用预冷PBS洗细胞两次。

2、加入预冷70%乙醇,于4℃固定过夜,或-20℃长期固定(4℃过夜一般隔天就进行检测,如果想推迟几天测,那就保存在-20℃,有资料说-20℃可以保存一个月,个人建议尽量在最短时间内检测,有些实验是在不同时间点上收细胞,这时我就等最后一次固定完了一块测,基本上也多在一周内检测完毕,没有特地去比较保存时间对检测结果的影响)。

3、细胞染色
离心收集细胞,以1mL的PBS洗细胞一次,加入500uLPBS含50ug/mL溴化乙锭(PI),100ug/mL RNase A,0.2% Triton X-100,4℃避光孵育30分钟(PI我是直接用PBS配成工作浓度,然后加入细胞沉淀混匀,RNA酶现加,但有时不加发现对实验结果也没太大的影响)。

4、流式分析
以标准程序用流式细胞仪检测,一般计数2-3万个细胞,结果用细胞周期拟和软件ModFit分析。

分析时,使用FL2-w和FL2-A显示,去除联体细胞,具体如下图。

细胞周期流式后一般分为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),而如果分析时细胞窗口没设置好,可能在最前面还有细胞碎片峰。

结果解读
G0/G1期细胞占总的61.2%,峰位于横座标的45.76
G2/M期占13.07,峰位于横座标的91.43
S期占25.73
G2/G1为2.0(即G2期为4倍体细胞,而G1期为2倍体细胞,比值为2)
峰的变异系数为4.54%(好)
细胞碎片为0.48%,细胞聚集体有0.06%。

总的细胞数(仪器检测到的)为17525个,
在细胞周期中分析的细胞数为17431个(即排除了碎片及聚集体后)
CV是变异系数。

一般CV越小,峰形越好,越尖锐。

能控制在5%左右是比较好的结果,一般小于10%就可以认可了。

PI单染检测细胞周期和细胞凋亡(Apoptosis)
PI(碘化丙啶)染色特点:一是能够与双链DNA/RNA螺旋的大沟部位结合,二是不能通过功能正常的完整细胞膜。

基于以上特性,目前主要有两大方面的应用,配方也不同:
一方面的应用是检测细胞周期,检测细胞周期时,为了保证所有的细胞都能染上PI,因此要将细胞用乙醇固定,并加入Triton X-100 ,以增加膜的通透性;同时由于DNA使细胞的粘附性增大,加入EDTA以降低细胞粘附性;为了消除RNA的干扰,要加RNAase。

由于要鉴定DNA含量,因此PI染料必须过饱和,所以PI 终浓度很高,一般50ug/mL。

由于晚期凋亡细胞DNA断裂形成亚二倍体峰,因此可同时检测凋亡。

另一方面的应用是检测膜通透性(凋亡),由于PI不能进入完整的活细胞膜,因此一般认为PI染色阳性的细胞是死细胞。

Annexin V/PI凋亡检测试剂盒中就是这种染液,它的作用是鉴定死细胞,从而与凋亡细胞区分开来。

它的配制就是将PI溶于PBS,终浓度较低,一般2.5ug/mL。

所需试剂:
1、PI染液:
用于检测细胞周期的PI配制如下:
方法一:10×PI配制方法, 用时用PBS稀释至工作液:
5mg-----PI
0.1ml---Triton X-100
3.7mg--EDTA
10ml----PBS
2、RNaseA——2mg
方法二, 直接配制PI工作液:
PI -----5mg
RNaseA——2mg
1.0%Trition X-100——0.25ml
枸椽酸钠——100mg
生理盐水——65ml
调pH值至7.2-7.5
加蒸馏水至100ml, 棕色瓶分装,保存在4℃
操作步骤
1.细胞培养
铺细胞至6孔板或者35mm 培养皿,约4-5*10e5 cells/well, 如果要加药物,在此时可以加以不同种或不同浓度的药物。

流式侧细胞周期对细胞的种板密度非常讲究,如果密度过高就会出现接触抑制,所以建议刚开始做预试验时可以种个细胞密度梯度。

2细胞收集,细胞培养至一定时间后,如果是贴壁培养的细胞,常规胰酶消化,PBS洗2-3次,制成单细胞悬液,并调整细胞数量至1-5*106 cells/ml。

3.细胞固定
3.1.加入3ml 预冷PBS重悬细胞,800 rpm×5 min,吸净上清。

3.2.加入500ul PBS,轻轻重悬细胞,使细胞分离为单个,逐滴加入预冷的100% 乙醇(-20℃)1.5 ml,使其终浓度为75% ,-20℃放置过夜固定,最长可以放置1周左右。

注意:固定细胞时,确保PBS悬浮细胞为单个,加入无水乙醇的时候要慢速,保证逐滴。

细胞保存在4℃也可以。

4.细胞标记
4.1.取出固定的样品,800 rpm×5 min,弃上清。

4.2.加入3 ml预冷PBS重悬细胞,800 rpm×5 min,离心收细胞。

注意:可重复1-2次,以除去乙醇
4.3.加入150 ul RNaseA(250-500 ug/ml PBS稀释)重悬细胞,37℃消化30分钟。

注意:做细胞周期时,RNaseA加与否对结果影响不大;如果要同时测凋亡,尽
量加入RNaseA。

另外,在做这步之前,可用200目滤网过滤
4.4.加入150 ul PI工作液,4℃避光染色30分钟。

注意:如果用方法二配制的直接PI工作液,其已含有RNaseA,因此4.3步应省略。

PI染液的量可根据细胞的多少来加,比如说有的人喜欢加500ul或1ml,其实只要和细胞完全孵育就可以,量多量少对结果不会影响太大。

4.5.转至流式检测管,上机检测,PI用488nm氩离子激光器激发,由630带通滤光片接收,通过FSC/SSC散点图收集10000个细胞,采用设门技术排除粘连细胞和在碎片,分析PI荧光直方图上细胞各周期的百分率和凋亡细胞百分率。

5、细胞周期分析:
正常人静止体细胞有46条染色体,为二倍体细胞,而正常增殖细胞则存在不同的DNA含量。

在细胞周期的各个时期(G0、G1、S、G2、M)中DNA含量随各时相呈现出周期性变化,在G1期细胞开始合成RNA和蛋白质,但DNA含量仍保持二倍体,进入S期后开始合成DNA,此时细胞核内DNA的含量介于G1和
G2期之间。

当DNA复制成4倍体时细胞进入G2期并继续合成RNA和蛋白质,直到进入M期,因此单纯从DNA含量无法区分G2期和M期,一旦有丝分裂分裂成2个细胞,同样G0和G1期的DNA含量也无法区分。

PI荧光染料与DNA结合,其结合量与DNA含量成正比。

因此,通过流式细胞术PI染色法对细胞内DNA 含量进行检测时将细胞周期各时相区分为G1 /G0期,S期和G2 /M期。

G1 /G0期具有二倍体细胞的DNA含量(2N) ,而G2 /M期具有四倍体细胞的DNA含量(4N) ,而S期的DNA含量介于二倍体和四倍体之间。

如何看这个图:横坐标表示荧光强度,纵坐标表示细胞数量。

在每个图的旁边都会配有一些这个图的相关说明,如此图中我们看到Dip G1: 57.46 % at 48.73,表示G1/0期的细胞占总细胞的57.46,荧光强度在48.73;Dip G2: 10.49 % at 94.96同理表示:G2/M0期的细胞占总细胞的10.49%,荧光强度在94.96;大家可以算一下,二者之间荧光强度的比94.96/ 48.73应该是约等于2的,这就是说G2/M 期DNA含量为G1/0期的2倍,又验证了理论的推断。

同样S期所占百分比也会体现出来。

在肿瘤病理学中,通常以S期细胞数量来判断肿瘤增殖状态。

细胞增殖指数是指S期和G2/M期细胞之和占总细胞数的百分比,它反映细胞的增殖能力。

6、调亡的结果判定
在FSC/SSC散点图上显示凋亡细胞比正常细胞小(FSC小),在PI荧光图上,G0/G1期峰前出现亚二倍体峰。

从这个图,我们可以看到在G0/G1期峰前出现了亚二倍体峰(绿色),右边有各项参数,其意义上文我已讲述过,大家可以仔细看一下,上文没讲过的地方,相信大家一看就明白了。

比如在右侧最后一行,写了Apoptosis:36.76% Mean:34.12,就指的是凋亡细胞占36.76%,其荧光强度在34.12。

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