细胞功能实验那些事∣细胞增殖检测protocol
小恒学术
2024年04月17日 17:50

        细胞增殖检测是细胞学实验中基础且重要的实验,是细胞功能检测的一环。上期我们介绍了细胞增殖检测常见方法的原理及优缺点,包括细胞计数法、MTT法、CCK-8法、EdU和BrdU法。本期我们整理了细胞计数法、CCK-8法、EdU和BrdU法的实验操作步骤及相关注意事项,供大家参考。

一、细胞计数法

实验步骤:

  1. 将计数板及盖玻片清洗干净,晾干;

  2. 用PBS洗涤细胞,常规消化细胞后离心收集;

  3. 加入适量培养基重悬细胞,轻轻吹打,制备单细胞悬液;

  4. 吸取约10μL的细胞悬液,滴加到计数板上,注意盖玻片和计数板间避免出现气泡;

  5. 静置1-2min待细胞沉降;

  6. 在显微镜下进行人手动计数,或将计数板置于自动计数仪中计数

  7. 在实验的不同时间点进行计数,记录每次计数结果,绘制细胞增殖曲线,比较不同处理组间的细胞增殖速率。

  8. 计数区域及规则:

(1)区域:计数板中有多个计数室,通常选择计数板的四角处的四个大格进行计数;

(2)规则:只对完全位于小格内的细胞进行计数;对于压线的细胞有两种计数方式,一是采用“数左不数右,数上不数下”的原则,即只计数压在左边和上边线上的细胞,而不计数压在右边和下边线上的细胞。二是采用“数双线内不数外”的原则,即只计数压在两条相邻小格线之间的细胞,不计数只压在一条线上的细胞。

  9. 细胞数量计算公式:细胞数/mL=(四个大格内细胞总数/4)×10^4

(乘以10^4是因为一个大格的体积是0.1mm^3)

图1 细胞计数板示意图(来源于网络)

注意事项:

  1. 消化细胞时一定要消化完全,以便制备单细胞悬液,同时注意避免消化过度;

  2. 出现细胞团块,应按单细胞计算;若细胞团较多,说明消化或重悬不够充分,应分散细胞后重新取样计数;

  3. 每个大方格至少要有20-50个细胞,若明显过多或过少说明稀释不当,应该重新稀释;

  4. 计算细胞数时,如果上样前对细胞悬液进行过稀释,则还需乘上相应的稀释倍数,即:

       细胞数/mL=(四个大格内细胞总数/4)×稀释倍数×10^4

  5. 收集后的细胞应尽快进行计数,以免细胞发生显著的生物学变化。

二、CCK-8

实验步骤:

  1. 细胞接种:在96孔板中接种细胞悬液(100 μl/孔),每组细胞设置多个复孔。将培养板放入培养箱中培养至合适的密度(37℃, 5% CO2);

  2. 细胞处理:按照实验设计给予细胞不同处理,如药物或培养条件变化;

  3. 细胞培养:将培养板在培养箱孵育一段适当的时间(例如:6、12、24或48小时);

(注:2和3为细胞毒性检测所需,若是细胞活性检测可直接由1跳至4)

  4. 添加CCK-8试剂:向每孔加入10 μl CCK-8溶液(注意不要在孔中生成气泡,会影响OD值的读数)。

  5. 细胞孵育:将培养板在培养箱内孵育1-4小时。

  6. 吸光度测定:用酶标仪测定在450 nm处的吸光度。

  7. 若暂时不测定OD值,可以向每孔中加入10 μl 0.1 M的HCl溶液或者1% w/v SDS溶液,并遮盖培养板避光保存在室温条件下。24小时内测定,吸光度不会发生变化。

  8. 数据分析:计算各处理组相对于对照组的细胞增殖率(如通过归一化OD值或计算抑制率),绘制曲线,分析细胞增殖的动态变化及不同处理的影响。

图2 CCK-8结果参考图(DOI:10.1111/jpi.12935)

注意事项:

  1. 建议先做几个孔摸索接种细胞的数量和加入CCK-8试剂后的培养时间。

  2. 有条件的情况下建议采用多通道移液器,可以减少平行孔间的差异。加入CCK-8试剂时,建议斜贴着培养板壁加,不要插到培养基液面下加,容易产生气泡,会干扰OD值读数。

  3. 白细胞可能需要培养较长时间。

  4. 当使用标准96孔板时,贴壁细胞的最小接种量至少为1,000 个/孔 (100 μl培养基)。检测白细胞时的灵敏度相对较低,因此推荐接种量不低于2,500 个/孔 (100 μl培养基)。如果要使用24孔板或6孔板实验,先计算每孔相应的接种量,并按照每孔培养基总体积的10%加入CCK-8 溶液。

  5. 如果没有450 nm的滤光片,可以使用吸光度在430-490 nm 之间的滤光片,但是450 nm滤光片的检测灵敏度最高。

  6. 培养基中酚红的吸光度可以在计算时,通过扣除空白孔中本底的吸光度而消去,因此不会对检测造成影响。

  7. 实验过程中避免光照,防止CCK-8反应受光影响。

  8. CCK-8法不适合用于检测含有还原剂或色素的样品,这些因素可能会干扰吸光度测定。

三、EdU检测法

实验步骤:

  1. 细胞的准备与处理同CCK-8,培养板可选择96孔板、48孔板、12孔板和6孔板等(这里以96孔板为例);

  2. 用完全培养基将EdU稀释为20μM的工作液,向96孔板中加入100μL EdU工作液,使其浓度为10μM,该浓度适用于大部分细胞;

  3. 将细胞置于37℃培养箱中孵育适当时间(约2h);

  4. 完成标记后,去除培养基,用PBS洗涤1-2次;

  5. 每孔加入50μL 4%多聚甲醛固定细胞10-15min;

  6. 去除固定液,PBS洗涤细胞3次,每次3-5 min;

  7. 每孔加入100μL通透液(含Triton X-100的PBS),室温孵育10-15min;

  8. 去除通透液,PBS洗涤细胞1-2次,每次3-5 min;

  9. 根据EdU反应检测试剂盒说明进行荧光标记;有需要可同时使用DAPI等核染料进行细胞核染色;

  10. 通过荧光显微镜、共聚焦显微镜或流式细胞仪等检测有荧光标记的EdU阳性细胞,计算其占细胞总数的比例,以评估细胞增殖水平。

注意事项:

  1. EdU孵育时间应根据细胞周期长度和增殖速度适当调整;

  2. 确保染色过程严格避光,以保护荧光信号;

  3. 根据实验需求选择合适的荧光,避免撞色;

  4. 稀释EdU需使用完全培养基,使细胞保持正常的增殖状态。

四、BrdU检测法

实验步骤:

  1. 常规接种细胞和预处理,并确保细胞处于对数生长期;

  2. 按说明书参考浓度向培养体系中加入BrdU,置于培养箱中孵育适当时间(如2h左右);

  3. 去除培养基,用PBS洗涤细胞,并固定和透化(同EdU第4-8步);

  4. 加入细胞变性液进行约70℃、30min的热处理,以暴露BrdU抗原位点;

  5. 进行常规的BrdU一抗和荧光二抗孵育;有需要可同时使用DAPI等核染料进行细胞核染色;

  6. 通过荧光显微镜或流式细胞仪检测BrdU阳性细胞。

注意事项:

  1. BrdU具有光敏性,且不稳定,因此实验过程需要避光和现配现用;

  2. BrdU具有毒性,使用过程注意防护;

  3. BrdU抗体需要根据实验目的选择合适的类型。

       以上就是细胞增殖检测实验方法的操作步骤,具体细节可以详细参考所用试剂说明书。下期我们将介绍另一个细胞功能实验—细胞凋亡,它的重要性和普遍性不亚于细胞增殖,也是印证细胞增殖水平的另一重要指标。感兴趣的小伙伴欢迎继续关注~