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细胞死亡概述

细胞死亡的机制和类型

细胞的死亡方式可有多种,取决于细胞背景和触发刺激物。

细胞死亡类型

细胞死亡机制包括:

  • 细胞凋亡- 在生长和发育期间发生的程序性细胞死亡,也可能发生于有害环境刺激的作用。
  • 坏死 - 可以是被动或主动的调节过程,例如坏死性凋亡或细胞焦亡。

可以使用不同的测定来确定细胞死亡机制或排除细胞群中细胞死亡机制。

凋亡

细胞凋亡是程序性细胞死亡的高度调控形式,在多细胞生物发育过程中、整个生命周期以及对细胞应激作出反应时可发生细胞凋亡。细胞凋亡由称为 caspase 的“蛋白水解酶”家族介导。€‚其他蛋白(包括促凋亡和抗凋亡蛋白)也扮演重要角色。

在多种疾病状态(包括自身免疫性疾病、神经退行性疾病和癌症)下发生细胞凋亡失调。

凋亡调节:相互作用通路

细胞凋亡是由 caspase 和许多其他蛋白质介导的程序性细胞死亡的一种形式。


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如何检测凋亡

可以通过某些蛋白质的表型变化和活性区分凋亡细胞与活细胞。可以使用几种不同的方法来分析和测量人群中的细胞凋亡水平。这些测定包括:

测定法 测量内容
Annexin V 检测 检测细胞凋亡早期脂质双层的变化
Annexin V-FITC Early Apoptosis Detection Kit #6592

Annexin V-FITC Early Apoptosis Detection Kit #6592:使用 Annexin V-FITC Early Apoptosis Detection Kit 对未经处理(左图)或已经喜树碱(10uM,4 小时;右图)处理的 Jurkat 细胞进行流式细胞分析。

caspase 裂解 caspase-3 剪切、caspase 活性测定其他 caspase 剪切PARP 常用于凋亡的读出
Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody - #9661

Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody - #9661:使用 Caspase-3 Antibody #9662(上)或 Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody(下)对未经、经十字孢碱处理(3 小时,1 µM,体内)或经细胞色素 c 处理(1 小时,0.25 mg/ml,体外)的 HeLa、NIH/3T3 和 C6 细胞提取物进行蛋白质印迹分析。

染色质凝聚 使用核染料(例如 DAPIHoechst 33342)染色后,检测凋亡细胞与凝聚染色质
Hoechst 33342 #4082

Hoechst 33342 #4082:使用 α-Tubulin (DM1A) Mouse mAb #3873(红色)和 Phospho-Histone H3 (Ser10) (D2C8) XP® Rabbit mAb #3377(绿色)对 HeLa 细胞进行免疫荧光分析。蓝色伪彩 = Hoechst 33342(DNA 荧光染料)。

细胞色素 c 释放 细胞色素 c 从线粒体转位到细胞质是凋亡细胞的标志特征
Cytochrome c (6H2.B4) Mouse mAb #129638

Cytochrome c (6H2.B4) Mouse mAb #129638:使用 Cytochrome c (6H2.B4) Mouse mAb(绿色),对未经处理(左)或 Staurosporine (1 μM) #9953 和 Z-VAD (50 μM) 处理 3 小时(右)的 HeLa 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩 = DRAQ5® #4084(DNA 荧光染料)。

线粒体膜电位测定 去极化和随后线粒体膜电位的降低是凋亡细胞的标志性特征
Mitochondrial Membrane Potential Assay Kit (II) #13296

Mitochondrial Membrane Potential Assay Kit (II) #13296:HeLa 细胞(3x105 个细胞/ml)用不同浓度的 CCCP 处理 15 分钟后再用 200 nM TMRE 标记。

坏死

坏死是一类被动的非程序性细胞死亡,其发生在急性损伤或感染后或细胞凋亡受到抑制时,并以细胞肿胀和溶解为特征。坏死细胞将细胞内内容物释放到周围环境中,从而激活炎症反应以募集吞噬细胞清除死细胞。但是,不受控制的坏死会导致严重的组织损伤,例如坏疽。

坏死类型

除坏死外,其他溶解细胞死亡机制包括:

  • 坏死性凋亡 - 需要 RIP3MLKL 的程序性调节坏死形式,由促炎性信号转导以及缺血性损伤和病毒感染激活。
  • 细胞焦亡 - 是一种程序性裂解型细胞死亡,通常发生在免疫细胞中,作为对微生物或病毒感染的应答,需要 caspase-1gasdermin-D

如何测量坏死性凋亡:

坏死性凋亡标记物 坏死性凋亡标记物描述
RIPRIP3 激酶 包含 RIP 和 RIP3 激酶可引起坏死性凋亡的蛋白质共蛋白复合体
RIP3 (D4G2A) Rabbit mAb #95702

RIP3 (D4G2A) Rabbit mAb #95702:使用 RIP3 (D4G2A) Rabbit mAb(绿色)对 L-929 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩 = DRAQ5® #4084(DNA 荧光染料)。

Phospho-RIPPhospho-RIP3 激酶 RIP 激酶的磷酸化作为坏死性信号转导事件激活的指标。
Phospho-RIP (Ser166) (D1L3S) Rabbit mAb #65746

Phospho-RIP (Ser166) (D1L3S) Rabbit mAb #65746:对未经处理 (-) 或已经以下联合处理方法处理(如图)的 HT-29 细胞进行蛋白质印迹分析:Z-VAD(20 μM,先于其他混合物 30 分钟添加;+)、人 TNF-α(hTNF-α,20 ng/ml,7 小时;+)、SM-164(100 nM,7 小时;+)和 necrostatin-1(Nec-1,50 μM,7 小时;+),使用 Phospho-RIP (Ser166) (D1L3S) Rabbit mAb(上图)或 β-Actin (D6A8) Rabbit mAb #8457(下图)。

混合谱系激酶结构域样蛋白 MLKL RIP3 下游蛋白靶标
MLKL (D2I6N) Rabbit mAb #14993

MLKL (D2I6N) Rabbit mAb #14993:使用 MLKL (D2I6N) Rabbit mAb 对不同细胞系提取物进行蛋白质印迹分析。KARPAS 细胞系来源:剑桥大学 Abraham Karpas 博士。

Phospho-MLKL MLKL 磷酸化是坏死凋亡细胞的标记物
Phospho-MLKL (Ser345) (D6E3G) Rabbit mAb #37333

Phospho-MLKL (Ser345) (D6E3G) Rabbit mAb #37333:使用 Phospho-MLKL (Ser345) (D6E3G) Rabbit mAb(绿色)对已经 Z-VAD(20 μM,30 分钟)预处理后再用 SM-164 (100 nM) 和 Mouse Tumor Necrosis Factor-α (mTNF-α) #5178(20 ng/mL,2.5 小时)处理,随后处理的 L-929 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。红色 = Propidium Iodide (PI)/RNase Staining Solution #4087(DNA 荧光染料)。

如何测量细胞焦亡:

细胞焦亡标记物 细胞焦亡标记物描述
炎性体形成 细胞焦亡的特点是炎性体的形成;炎性体的标记物是 NLRP3 炎性体信号转导相互作用通路
炎性体信号转导相互作用通路 >>
Caspase-1 活性 细胞焦亡期间发生 caspase-1 的剪切 Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) Rabbit mAb #89332
Gasdermin D 剪切 细胞焦亡期间发生 gasdermin-D 剪切 Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb #36425
细胞焦亡标记物 细胞焦亡标记物描述
炎性体形成 细胞焦亡的特点是炎性体的形成;炎性体的标记物是 NLRP3
炎性体信号转导相互作用通路

炎性体信号转导相互作用通路 >>

Caspase-1 活性 细胞焦亡期间发生 caspase-1 的剪切
Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) Rabbit mAb #89332

Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) Rabbit mAb #8933:使用 Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) 兔单克隆抗体(上)或 Caspase-1 (E2Z1C) 兔单克隆抗体(下), 对未经处理 (-) 或已经 Lipopolysaccharides (LPS) #14011(50 ng/ml,4 小时)处理,然后使用 Nigericin处理(15 μM,45 分钟)(+) 的小鼠骨髓源性巨噬细胞 (mBMDM) 的细胞或培养基提取物进行蛋白质印迹分析。

Gasdermin D 剪切 细胞焦亡期间发生 gasdermin-D 剪切
Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb #36425

Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb #36425:使用 Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb 对石蜡包埋的人乳腺导管癌细胞进行免疫组织化学分析。

如何评估坏死:

坏死标记物 坏死标记物描述
高迁移率族蛋白 B1 (HMGB1) 在坏死期间释放到胞外环境中的核蛋白,而不是细胞凋亡、细胞死亡
HMGB1 (D3E5) Rabbit mAb #6893

HMGB1 (D3E5) Rabbit mAb #6893:使用 HMGB1 (D3E5) Rabbit mAb,对石蜡包埋的人体肺部肿瘤进行免疫组织化学分析。

乳酸脱氢酶 A (LDHA) 坏死性细胞死亡期间释放到胞外空间中的胞质酶
LDHA (C4B5) Rabbit mAb #3582

LDHA (C4B5) Rabbit mAb #3582:使用 LDHA (C4B5) Rabbit mAb(绿色)对 MCF-7 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。肌动蛋白纤丝用 DY-554 Phalloidin 进行标记(红色)。蓝色伪彩 = DRAQ5® #4084(DNA 荧光染料)。

白细胞介素-1β (IL-1β) 坏死期间释放的促炎性细胞因子
IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb #12703

IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb #12703:使用 IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb(绿色)对未经处理的(左)或经 LPS 处理(500 ng/ml,2 小时;右)的 THP-1 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。使用 DY-554 phalloidin(红色)标记肌动蛋白纤丝。

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