細(xì)胞凋亡（Apoptosis），又稱細(xì)胞程序性死亡(PCD: Programmed Cell Death)，是指細(xì)胞在一定的生理或病理條件下，遵循自身的程序，自己結(jié)束其生命的過程。它是一個主動的，高度有序的，基因控制的，一系列酶參與的過程。細(xì)胞凋亡概念提出至今還不到30年的時間，但由于它在保證多細(xì)胞生物的健康生存過程中扮演著關(guān)鍵角色，對個體的正常發(fā)育及細(xì)胞凋亡紊亂在病理學(xué)研究中的重要作用，引起了人們對其機制和組分的廣泛而深入地研究，成為目前生命科學(xué)界熱門話題之一，也是生命科學(xué)界乃至社會各界爭相投入的研究領(lǐng)域。從近年的SCI排名中我們可以看到，信號傳導(dǎo)方面的文章遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過位于第二位的人類基因組方面的，而信號傳導(dǎo)中一個重要的前沿領(lǐng)域就是細(xì)胞凋亡的研究。隨著這方面研究的持續(xù)升溫，涌現(xiàn)出了大量新的技術(shù)和方法對細(xì)胞凋亡進(jìn)行檢測，其中不少已經(jīng)有商品化的產(chǎn)品出現(xiàn)，大大加速了研究的進(jìn)程。具體來說，針對凋亡的不同階段有以下一些方法：

       1． 早期檢測:

        1) PS(磷脂酰絲氨酸)在細(xì)胞外膜上的檢測:

        PS從細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到外側(cè)在細(xì)胞受到凋亡誘導(dǎo)后不久發(fā)生, 可能作為免疫系統(tǒng)的識別標(biāo)志。AnnexinV，一個鈣依賴性的磷脂結(jié)合蛋白，能專一性的結(jié)合暴露在膜外側(cè)的PS，再通過簡單的顯色或發(fā)光系統(tǒng)進(jìn)行檢測。由于這是一種凋亡早期的活細(xì)胞檢測（懸浮細(xì)胞和貼壁細(xì)胞都適用），可與DNA染料或別的晚期檢測方法相結(jié)合來標(biāo)記凋亡的發(fā)展階段。

        BioVision公司位于美國加州，是世界上首屈一指專著于凋亡和細(xì)胞信號研究的公司。其產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)、價廉、包裝使用方便。BioVision提供多種標(biāo)記的Annexin V產(chǎn)品，并有與核染料PI組成完整早期凋亡檢測試劑盒。

        BMS（Bender Medsystems）公司擁有Annexin V專利權(quán)，可提供各種規(guī)格的Annexin V凋亡檢測試劑盒。其中Annexin V FITC試劑盒中包含Annexin V和核染料PI，且具小包裝，適合檢測小樣本的客戶。

       另外，Biovision公司和德國美天妮公司提供磁珠包被Annexin V，可采用磁分選方法篩選凋亡細(xì)胞。

        2）細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)改變的檢測：

       正常狀態(tài)下,谷光苷肽(glutathione：GSH)作為細(xì)胞的一種重要的氧化還原緩沖劑。細(xì)胞內(nèi)有毒的氧化物通過被GSH還原而定期去除，氧化型的GSH又可被GSH還原酶迅速還原。這一反應(yīng)在線粒體中尤為重要，許多呼吸作用中副產(chǎn)物的氧化損傷將由此被去除。在Jurcat和一些其它類型的細(xì)胞中，細(xì)胞膜中有可被凋亡信號啟動的ATP依賴的GSH轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)GSH的排除非常活躍時，細(xì)胞液就由還原環(huán)境轉(zhuǎn)為氧化環(huán)境，這可能導(dǎo)致了凋亡早期細(xì)胞線粒體膜電位的降低，從而使細(xì)胞色素C（三羧酸循環(huán)中的重要組分）從線粒體內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞液中，啟動凋亡效應(yīng)器caspase的級聯(lián)反應(yīng)。

       由于 GSH與氧化還原作用及線粒體功能密切相關(guān)，此項檢測除了對研究細(xì)胞凋亡的起始非常有用外，還可用于心臟病、中風(fēng)等疾病治療的研究。但有些細(xì)胞如：HeLa 和3T3細(xì)胞凋亡時沒有明顯的GSH水平的變化，不能用此法檢測。

       3）細(xì)胞色素C的定位檢測

       細(xì)胞色素C作為一種信號物質(zhì)，在細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要的作用。正常情況下，它存在于線粒體內(nèi)膜和外膜之間的腔中，凋亡信號刺激使其從線粒體釋放至細(xì)胞液，結(jié)合Apaf-1 （apoptotic protease activating factor-1）后啟動caspase級聯(lián)反應(yīng)：細(xì)胞色素C/Apaf-1復(fù)合物激活caspase-9，后者再激活caspase-3和其它下游caspase。

       細(xì)胞色素C氧化酶亞單位Ⅳ（cytochrome c oxidase subunit Ⅳ：COX4）是定位在線粒體內(nèi)膜上的膜蛋白，凋亡發(fā)生時，它保留在線粒體內(nèi)，因而它是線粒體富集部分的一個非常有用的標(biāo)志。Cytochrome c Apoptosis Assay Kit試劑盒可以有效地檢測凋亡過程中細(xì)胞色素c的釋放情況。

       4) 線粒體膜電位變化的檢測：

       在凋亡研究的早期，從形態(tài)學(xué)觀測上線粒體沒有明顯的變化。隨著凋亡機制研究的深入，發(fā)現(xiàn)線粒體凋亡也是細(xì)胞凋亡的重要組成部分，發(fā)生很多生理生化變化。例如，在受到凋亡誘導(dǎo)后線粒體轉(zhuǎn)膜電位會發(fā)生變化，導(dǎo)致膜穿透性的改變。MitoSensorTM，一個陽離子性的染色劑，對此改變非常敏感，呈現(xiàn)出不同的熒光染色。正常細(xì)胞中，它在線粒體中形成聚集體，發(fā)出強烈的紅色熒光。凋亡細(xì)胞中，因線粒體穿膜電位的改變，它以單體形式存在于細(xì)胞液中，發(fā)出綠色熒光。用熒光顯微鏡或流式細(xì)胞儀可清楚地分辨這兩種不同的熒光信號。Biovision公司的MitoCaptureTM Mitochondrial Apoptosis Detection Kit（MitoCaptureTM線粒體凋亡檢測試劑盒）可以簡單、靈敏地體外分析、檢測線粒體在凋亡過程中的變化。

        2． 晚期檢測：
 

      細(xì)胞凋亡晚期中，核酸內(nèi)切酶（某些Caspase的底物）在核小體之間剪切核DNA，產(chǎn)生大量長度在180-200 bp 的DNA片段。

        1） 凋亡 DNA Ladder 檢測試劑盒

       細(xì)胞經(jīng)處理后，采用常規(guī)方法分離提純DNA，進(jìn)行瓊脂糖凝膠和溴化乙啶染色，在凋亡細(xì)胞群中可觀察到典型的DNA ladder。Quick Apoptotic DNA Ladder Detection Kit可以快速（約1-2小時）、靈敏地檢測凋亡細(xì)胞中的DNA片段。

       2） TUNEL-based DNA 片段分析試劑盒

       細(xì)胞凋亡中, 染色體DNA雙鏈斷裂或單鏈斷裂而產(chǎn)生大量的粘性3'-OH末端，可在脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶（TdT）的作用下，將脫氧核糖核苷酸和熒光素、過氧化物酶、堿性磷酸酶或生物素形成的衍生物標(biāo)記到DNA的3'-末端，從而可進(jìn)行凋亡細(xì)胞的檢測。Apo-BrdUTM分析使用2種顏色的TUNEL方法用流式細(xì)胞儀檢測凋亡細(xì)胞中DNA條帶。采用的BrdU比生物素標(biāo)記的或地高辛（digoxigenylated）標(biāo)記的方法靈敏度更高。新增的ApoBrdU-IHCTM是一種完整的試劑盒用于雙色的免疫組化（IHC）檢測DNA片段。Apo-DIRECTTM是非常簡單的一步標(biāo)記凋亡細(xì)胞，用于流式細(xì)胞術(shù)分析。

       3）Caspase分析試劑和試劑盒

        Caspase在細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要的作用，屬于天冬氨酸蛋白酶。其中caspase-3為關(guān)鍵的執(zhí)行分子，它在凋亡信號傳導(dǎo)的許多途徑中發(fā)揮功能。在正常狀態(tài)下，caspase家族都以無活性的酶原(30～50kD)形式表達(dá)，Caspase酶原由原結(jié)構(gòu)域、大亞基（～20kD ）和小亞基(～10kD )構(gòu)成。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生凋亡時caspase可以被蛋白酶裂解，大亞基和小亞基形成活化的caspase。一些caspase活化后可以次序激活其他caspase形成caspase級聯(lián)反應(yīng)，促發(fā)細(xì)胞凋亡。

       Biovision公司作為世界領(lǐng)先的細(xì)胞凋亡試劑研發(fā)和供應(yīng)商，可以提供全面的、高質(zhì)量的caspase相關(guān)檢測試劑。