细胞凋亡研究
前言:
细胞凋亡是细胞程序性死亡中最具特征性的一种。它在生物发展，体内平衡，甚至在不同的疾病，例如：癌症，的发病机制都扮演着重要的角色。在过去的几十年里，科学家们对细胞凋亡进行了广泛的研究。
细胞凋亡的过程中，细胞会有不同的形态变化。同时，细胞膜(plasma membrane)，线粒体(mitochondria)，细胞质(cytoplasm)和细胞核(nucleus)都有不同的变化。研究者通过检测这些变化来研究细胞凋亡。
现在市场上有很多检测细胞凋亡的试剂和仪器，它们各有优势，而又可互补不足。伯齐科技在这个领域也有着非常全面的解决方案。以下我们将逐一介绍：
(一)检测细胞膜的变化:
在细胞凋亡前期，细胞膜上的脂质磷脂酰丝氨酸(lipid phosphatidylserine,
PS)会由膜内转移到膜外。因膜联蛋白V可与PS紧密结合，故可用带有荧光染料的膜联蛋白V试剂来检测胞膜外的PS。配合流式细胞仪或荧光显微镜就可以很快检测到细胞凋亡的特征。
伯齐科技提供高效的英国Apogee流式细胞仪，并配合美国Biotium的细胞凋亡系列的荧光试剂就可进行简单快速的检验。
(二) 线粒体的变化:
在早期的细胞凋亡期，线粒体会出现功能障碍，膜电位(membrane potential)会失效，最终导致线粒体外膜破裂，并释放出膜内的蛋白(如：cytochrome c, Bcl-2 family members, etc.)到细胞质中。检测这种变化有两种方法：1.)用线粒体膜电位染料(mitochondrial membrane potential dyes)检测, (e.g. Biotium JC-1 dye)。利用染料荧光的颜色变化来显示膜电位是否改变。2.)利用抗体检测细胞质中的线粒体蛋白，如：cytochrome c。这些方法可用流式细胞仪或荧光显微镜来观察。伯齐科技代理的意大利著名显微镜品牌Optika最新B-1000荧光显微镜，配合美国Biotium的JC-1染料，即可为科学家们提供完善的解决方案。
由于细胞凋亡导致线粒体受损，并出现功能障碍。最终令线粒体无法运作，使胞内的氧和二氧化碳水平有明显的变化。最近一种新的方法就是通过测定细胞内外的秏氧量和胞外产酸率(来自呼吸作用的乳酸和二氧化碳)程度来检测线粒体的功能障碍。这种新技术可使用酶标仪配合特别的试剂进行检测。该试剂来自爱尔兰Luxcel公司的MitroXpress和pHXtra试剂盒。它们的专利染料结合酶标仪的时间分辨荧光检测技术，可以轻易量度胞内和胞外秏氧和产酸率的变化。这种技术 近年开始引入线粒体研究，并在药物研究方面甚为普及。很多大型药厂会使用该技术来研究药物对细胞的毒性。在众多的酶标仪中，Luxcel厂家比较推荐德国的BMG Labtech的仪器。并在其仪器上对试剂进行了优化和配置了相应的应用软件。而伯齐科技荣获Luxcel和BMG Labtech的独家代理，为这方面的科研提供了一站式解决平台。
(三)细胞质的变化
在细胞质中有很多不同的蛋白酶，当细胞凋亡发生时，有些蛋白酶(如: caspase9蛋白酶)就会被切割，激活，并且变成二聚体(dimer)。这些二聚体再去激活其他下游的蛋白酶(如: caspase3蛋白酶)或其他的切割酶。最终这些切割酶会把细胞核内的双链脱氧核糖核酸切断。目前检测这种变化大致上有两种方法：1.)用蛋白酶试剂(caspase assay)来检测涉及细胞凋亡的蛋白酶的活性。市场上有很多这种试剂，通常是用带有荧光染料的底物和抑制剂来探测和确定蛋白酶的活性。当试剂中的底物被蛋白酶切割后，会释出荧光染料，透过检测荧光的强度来显示蛋白酶的存在和活性。
这两种方法都可以用酶标仪或荧光显微镜去检测。用蛋白酶检测试剂配合酶标仪的优点是可以进行高通量的测试和分析。近年来的细胞和药物研究很多时候都要用高通量筛选的方法来进行，因为高通量的筛选可以更快速地找到对细胞有影响的关键性化合物，大大提高药物研究的效率和加速其发展。然而，面对着愈来愈多的高通量需求，各研究单位亦开始考虑到实验重复性，一致性和人力成本方面的要求会愈来愈高。为了解决这方面的需求，一些自动化的移液系统便会大派用场。伯齐科技充分了解客户的需要，并于今年引入代理美国的Apricot Designs的自动化移液系统i-Pipette系列。该系统的特点是非常容易操作，用途广泛多变并且价格相宜，非常好地满足了高通量筛选中大量移液操作的需求。利用Apricot Designs i-Pipette，BMG Labtech的酶标仪再加上Biotium的蛋白酶高通量检测试剂就可以很迅速地进行药物对细胞凋亡的测试。
（四）细胞核的变化
在细胞凋亡的中后期，蛋白酶会激活核酸内的切酶，并把细胞核内的双链DNA切断。TUNEL测试是检测这种细胞凋亡特征的常用方法。该方法是在培养细胞时加入有生物素(Biotin)标记的核苷酸(Nucleotides)
到培养液中，这些核苷酸会进入细胞内的细胞核。当细胞凋亡发生时，双链DNA被切断产生缺口，生物素标记的核苷酸会被补在这些缺口。之后再利用带有酶或荧光染料的抗体去检测生物素标记核苷酸的存在，如果有讯号就表示细胞凋亡已经发生了(见右图)。这种检测一般可用流式细胞仪或荧光显微镜做检测。
