一文看懂细胞凋亡和细胞焦亡
本期小翌要和大家分享细胞凋亡与细胞焦亡的相关知识，我们将向您详细介绍细胞凋亡与焦亡的区别及检测方法，为您的实验提供思路。
图1. 图源pixabay
PART 01
凋亡和焦亡的区别
细胞凋亡与细胞焦亡同为细胞程序性死亡，均可出现染色质凝聚、核浓缩以及均依赖半胱天冬酶，但二者在诸多方面都大相径庭，其具体区别如下：
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细胞凋亡 |
细胞焦亡 |
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概念 |
在一定的生理或病理条件下，受内在遗传机制控制，按照自身程序主动性、生理性的死亡过程 |
又称细胞炎性坏死，炎性小体引发的一种程序性细胞死亡方式 |
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诱导刺激 |
生理或病理 |
病理性刺激 |
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特征 |
无炎症反应、凋亡小体形成 |
明显的炎症反应、焦亡小体形成 |
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形态学 |
细胞 |
缩小 |
肿胀膨大 |
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细胞膜 |
结构完整 |
破裂 |
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细胞器 |
完整 |
变形 |
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DNA |
降解为180-200bp及其整倍数的片段 |
随机降解 |
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核形态 |
核固缩(边缘染色质不可逆的凝结)和DNA片段化 |
染色质浓缩、没有DNA断裂 |
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分子机制 |
Caspase-2/-3/-6/-7/-8/-9/-10，其中,caspase-3为细胞凋亡的主要调控因子 |
人源性的caspase-1/-4/-5和鼠源性的caspase-1/-11 |
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PART 02
细胞焦亡检测
原理：炎性小体激活可控制caspase-1的活化和裂解,导致效应性促炎细胞因子,如IL-1β前体和IL-18前体的成熟和释放,引发一系列炎症反应。焦亡相关的caspase是裂解GSDMD导致细胞焦亡的最强因素。
1
形态变化
» 扫描电镜观察细胞形态
» TUNEL染色
» 免疫荧光染色（gasdermin D，GSDMD）
2
检测焦亡相关蛋白
» 检测焦亡相关基因或蛋白的表达水平（Caspase-1、4、5、11；GSDMD等）
» ELISA试剂盒检测炎症因子的水平（IL-1β、IL-18等）
» CCK-8测定细胞活力
图2 细胞焦亡分子机制（图源知网）
PART 03
细胞凋亡检测
1
凋亡早期
◆ 检测指标
◆ 原理
位于细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸（Phosphotidylserine, PS）由细胞膜的内侧翻转到细胞膜表面，暴露在细胞外环境中。Annexin-Ⅴ（膜联蛋白-V）是一种分子量为35-36kDa的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白，能与PS高亲和力结合，通过细胞外侧暴露的PS与凋亡早期细胞的胞膜结合。
◆ 客户数据
2
凋亡中期
◆ 检测指标
◆ 原理
线粒体膜电位（△Ψm ）的丢失导致线粒体膜中线粒体通透性转换孔的开放，细胞色素C（Cytochrome C）被释放到细胞浆中，致使Caspase被激活从而诱导细胞凋亡。JC-1是一种广泛用于检测线粒体膜电位△Ψm的理想荧光探针，表现出电势依赖性的积聚在线粒体内。正常线粒体内，JC-1聚集在线粒体基质中形成聚合物，聚合物发出强烈的红色荧光（Ex=585 nm，Em=590 nm）；而凋亡细胞，线粒体跨膜电位去极化，JC-1从线粒体内释放，浓度降低，逆转为发射绿色荧光的单体形式。线粒体的去极化程度也可以通过红/绿荧光强度的比例来衡量。
◆ 客户数据
图4.Yeasen JC-1荧光探针检测U87细胞样本实验结果（Xu Y, et al. J Exp Clin Cancer Res 2020;39(1):174. IF=11.161，货号40705ES）
2
凋亡晚期
◆ 检测指标
◆ 原理
染色体DNA双链断裂或单链断裂而产生大量的粘性3-OH末端，可在脱氧核糖核苷酸末端转移酶（TdT）的作用下，将荧光素/酶标记的dUTP结合到DNA的3-末端，从而可进行凋亡细胞的检测，这类方法称为脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(TUNEL)。
◆ 客户数据
图5.大鼠心脏切片样品实验结果（Zhang YJ, et al. Basic Res Cardiol 2020;115(5):57. IF=17.165，货号40307ES）
PART 04
翌圣细胞凋亡检测相关产品
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类型 |
品名 |
货号 |
规格 |
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早期凋亡 |
40302ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40303ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40304ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40305ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40310ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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中期凋亡 |
40705ES03/08 |
1mg/5mg |
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40707ES03/08 |
1mg/5mg |
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40706ES60 |
100T |
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晚期凋亡 |
40306ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40307ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
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40308ES20/50/60 |
20T/50T/100T |
PART 05
已发表文献（部分）
下拉查看更多↕
[1].Zhang C, et al. Gold Nanoclusters‐Based Nanoprobes for Simultaneous Fluorescence Imaging and Targeted Photodynamic Therapy with Superior Penetration and Retention Behavior in Tumors[J]. Advanced Functional Materials, 2015, 25(8): 1314-1325. IF =13.325
[2]. Zhang L, et al. An Adenosine Triphosphate-Responsive Autocatalytic Fenton Nanoparticle for Tumor Ablation with Self-Supplied H2O2 and Acceleration of Fe(III)/Fe(II) Conversion. Nano Lett. 2018 Nov 7. IF =12.08
[3]. Ding M, et al. Dynamin‐related protein 1‐mediated mitochondrial fission contributes to post‐traumatic cardiac dysfunction in rats and the protective effect of melatonin[J]. Journal of Pineal Research, 2017. IF =11.613
[4]. Zhang C, et al. Gold Nanoclusters‐Based Nanoprobes for Simultaneous Fluorescence Imaging and Targeted Photodynamic Therapy with Superior Penetration and Retention Behavior in Tumors[J]. Advanced Functional Materials, 2015, 25(8): 1314-1325. IF =13.325
[5]. Zhang YJ, et al. NAD+ administration decreases microvascular damage following cardiac ischemia/reperfusion by restoring autophagic flux. Basic Res Cardiol. 2020;115(5):57. Published 2020 Aug 10. IF=17.165
