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Overview
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細胞ベースのアッセイは、増殖、生存率、アポトーシス、調節ネットワークなどの細胞プロセス、およびリン酸化やサイトカイン分泌などの細胞の機能的側面を測定します。 細胞ベースのアッセイを使用して、目的の経路全体を調べることができ、複数のステップを測定して、細胞内で実際に起こっていることの機能的な読み取りを行うことができます。 BD Biosciencesは、細胞内サイトカインシグナル伝達、細胞周期、細胞生存率および増殖の測定; リン酸化アッセイのための試薬を提供しています。

 

 

生と死, そして細胞増殖解析

真核細胞の細胞の成長、複製、分裂は、細胞周期と呼ばれる高度に制御された一連のイベントに従って発生します。 適応免疫では、特定のTリンパ球とBリンパ球が、外来の抗原刺激に応答してクローンの拡大(分裂、増殖、分化)を起こします。 フローサイトメトリー免疫蛍光法、または免疫組織化学を使用して、細胞周期の状態を迅速に判断し、代理で刺激に対する細胞の反応を判断することができます。

 

 細胞のDNA含量測定による細胞周期解析

細胞周期研究では主にDNA含量を解析します。 解析するための試薬は、例えば、ヨウ化プロピジウム (PI)や7-アミノアクチノマイシンD (7-AAD)等のDNA染色剤があります。DNA染色剤の他、より精確なDNA測定を可能にするために、タンパクやRNAを分解する試薬を使用することもあります。(BD Cycletest Plus reagent kit) その後、倍数性の評価や、異常DNAを有する系統の同定、DNAインデックス(DI)や種属系統の細胞周期の分布評価のため、フローサイトメトリーを使ってサンプルを分析します。 (see the figure below). 

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細胞が細胞周期の段階を進んでいくに従って、ヒストンH3 Ser28等のタンパクは、修飾を受けたり、発現量が変化したりします。DNAの複製を促進させるため、ヒストンは修飾され、複製機構が入れるようにクロマチンを開きます。 細胞周期研究をサポートするため、BD バイオサイエンスは、イメージングやフローサイトメトリーに適したこれらのタンパクに対する抗体を揃えています。

 

取り込まれたBrdUおよび総DNA量 (7-AAD)の染色による細胞周期解析

 

細胞周期解析 のためのBD Biosciencesソリューションの詳細をご覧ください。

 

ヒトPBMCを抗CD3 / CD28で48時間刺激し、PMA +イオノマイシンで4時間再刺激し、最後の1時間にBrdUを添加しました。 次に、細胞を回収し、BrdU染色プロトコルを使用して染色しました。 ゲートR3にはG0期の細胞が含まれ、ゲートG4にはS期の細胞が含まれ、ゲートR5にはG2 / M期の細胞が含まれ、ゲートR6には核酸含有量が失われ始めているアポトーシス細胞または壊死細胞が含まれます。

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細胞増殖解析

細胞増殖は、成長と分裂の結果としての細胞数の増加です。 細胞増殖とアポトーシスのバランスは、発達と正常組織の恒常性の両方にとって重要です。 サイトカイン処理や精製抗体との受容体架橋などの複数の刺激は、細胞増殖に影響を与える可能性があります。

 

BrdUによる細胞増殖解析

新規DNA合成の測定には、DNA前駆物質チミジンのアナログである、ブロモデオキシウリジン(BrdU)を用います。.

 

細胞周期のS期(DNA合成)の間、BrdUは新しく合成されたDNAに取り込まれ、抗BrdU特異的抗体によって容易に検出することが出来ます。BrdU検出用に開発されたBDの抗体およびキットは、細胞内フローサイトメトリー用と免疫組織化学用のBDHorizon™Violet 450(V450)、BD Horizon BrilliantViolet™510(BV510)、BDPharmingen™PerCP-Cy5.5などが含まれた試薬があります。

 

DNA増加に加え、ある種のタンパクのレベルも細胞増殖によって上昇します。例えば、Ki67は分裂中の細胞の核で発現される抗原です。しかし、細胞周期のG0期の間は検出されません。さらに信頼性を増すために、Ki67を、BrdUやVPD450等の他の増殖マーカーと組み合わせることも可能です。これらのマーカーを細胞表面抗原や他のタイプのマーカーと組み合わせて、さらに細胞のサブセットやその情報伝達経路に関する知見を得ることも可能です。

アポトーシスと細胞死の解析

アポトーシスのプロセスは、ある種の形態学的特徴を有します。それらは、細胞膜の変化(膜対称性の喪失、膜接着の喪失など)、細胞質と核の凝縮、タンパクの切断、およびDNAのヌクレオソーム間切断などを含みます。プロセスの最終段階で、死につつある細胞は「アポトーシス小体」へと断片化した状態になり、その結果周囲の細胞に有意な炎症性傷害を及ぼすことなく、食細胞によって除去されます。BD Biosciencesは、アポトーシスプロセス全体のさまざまな段階でインジケーターを測定するためのアポトーシス検出ツールとテクノロジーを幅広く提供しています。

 

Annexin V—アポトーシスのメカニズムにおける重要なシグナル

細胞膜の変化は、生細胞で検出されるアポトーシスプロセスの最初の特徴の1つです。通常は細胞膜の細胞質側に位置するフォスファチジルセリン(PS)の存在によって検出することが出来ます。アポトーシスの間、PSは細胞膜の外葉に移動し、カルシウム存在下、蛍光色素でラベルしたAnnexin Vに結合することにより、フローサイトメトリーや細胞イメージングによって検出することができます。

 

BD Biosciencesは、FITC, PEのみでなく、Violet laserに対応するためのBD Horizon™ BV421やUV laserに対応するためのBD Horizon Brilliant™ UV 395 (BUV395)が標識されたAnnexin Vも提供しています。これにより、幅広いパネルに対応することが可能になります。

 

細胞膜が損傷すると細胞内Annexin Vも露出されるので、死細胞を除外するため、アポトーシスを起こした細胞と既に死んでいる細胞を区別する、7-AAD等の細胞膜不透過性染色剤が一般的に用いられます。Annexin Vで染まった細胞集団は、アポトーシスを起こした細胞集団を表しています。

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切断型Caspases及びPARPの測定

Caspasesは、アポトーシスの重要なイニシエーターです。 アポトーシスの最も早期に、かつ最も一貫して見られる特徴の1つは、細胞質プロテアーゼCaspaseの活性化です。アポトーシスが活性化されると、Caspaseは複数のタンパク基質を一斉に切断して、細胞の構造と機能を喪失させ、最終的に細胞死に至らしめます。特に、Caspase8、-9および-3はアポトーシスに関与し、Caspase9はミトコンドリア経路、Caspase8はFas/CD95経路、そしてCaspase3はより下流で働き、複数の経路によって活性化されます。

BD バイオサイエンスは、フローサイトメトリー、イメージング、ELISAなどで使用できる様々な抗体から、個々の蛍光発生ペプチド基質や阻害剤、キット、すぐに使えるアッセイプレートまで、Caspase活性の測定における幅広いツールを提供いたします。

 

切断型Caspase-3 /阻害剤の影響

Active caspase-3は蛍光発生Ac-DEVD-AMC基質に結合し、アスパラギン酸(D)とAMCの間で切断し、蛍光AMCを放出します。 AMC蛍光は、分光蛍光光度法によって定量化されます。Ac-DEVD-CHOアルデヒド阻害剤は、カスパーゼ3活性部位に強く結合し、基質結合をブロックします。 したがって、Ac-DEVD-AMCは切断されず、蛍光は放出されません

 

BDBiosciencesはいくつかを提供しています protocols for analyzing cell cycle, proliferation, cell death and apoptosis. 

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Phosphoprotein Analysis Methods
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Cytokine Analysis Methods
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