干货 | 细胞功能学实验合集

细胞增殖实验细胞增殖、凋亡及细胞周期调控是肿瘤学研究中的核心表型指标同时也是分子生物学与药理学领域的重点研究方向。在实验研究中研究者通常通过在细胞内实现特定基因的过表达或干扰来探究该基因对细胞增殖的调控作用进而深入解析基因功能此外也可通过对细胞进行药物干预明确药物对细胞增殖活性的影响机制。作为生物体最基本的生命特征之一细胞增殖通过细胞分裂实现数量增长是机体生长、发育、繁殖及遗传的基础。目前用于研究细胞增殖的实验方法较为丰富其中CCK8、CellTiter-Glo™CTG及MTT实验是最为常用的几种。1CCK-8实验Cell Counting Kit-8简称CCK-8试剂可快速、简便且精准地用于细胞增殖能力及毒性的检测分析。该实验的核心目的是探究目的基因或药物对细胞增殖能力的具体影响。实验步骤细胞收集→细胞铺板→按需进行药物处理→将细胞分别培养0、6、24、48、72小时后加入CCK-8试剂进行处理最终通过酶标仪检测相关指标。实验结果根据酶标仪检测数据分析不同组别细胞增殖活性的差异明确目的基因或药物对细胞增殖的促进或抑制作用2CTG实验与CCK-8实验类似CTG实验CellTiter-Glo™实验的核心目的也是探究目的基因或药物对细胞增殖能力的调控作用适用于大规模、高灵敏度的增殖检测。实验步骤细胞收集→细胞铺板→按需进行药物处理→将细胞分别培养0、24、48、72、96小时后加入CellTiter-Glo™溶液用微孔板震荡器震荡5分钟室温放置10分钟后通过酶标仪检测荧光值。实验结果根据荧光值的强弱变化量化分析不同组别细胞的增殖水平明确目的基因或药物的作用效果3MTT实验MTT实验是经典的细胞增殖检测方法通过检测细胞内线粒体脱氢酶的活性间接反映细胞增殖数量及活性可用于评估目的基因或药物对细胞增殖的影响操作简便、成本较低。实验结果通过酶标仪检测各组吸光度值分析细胞增殖活性差异明确实验干预因素的作用效果细胞凋亡实验细胞凋亡是肿瘤研究、发育生物学研究的核心重点同时也是药理学领域的研究热点。其定义为细胞在生理或病理条件下遵循自身内在程序主动、有序地结束生命的过程该过程受基因严格调控且有一系列酶如Caspase参与其中。细胞凋亡的完整过程大致可分为四个阶段接受凋亡信号→凋亡调控分子相互作用→蛋白水解酶Caspase活化→启动连续的凋亡反应。实验常用方法为通过慢病毒感染构建特定基因过表达的细胞株采用Annexin-PE和7-AAD双染法分别检测正常细胞、对照组细胞及基因过表达组细胞的凋亡情况进而探究该基因对细胞凋亡的调控作用。实验步骤细胞准备→收集各组细胞→加入Annexin-PE和7-AAD试剂进行双染色→流式细胞仪上机检测。实验结果通过流式细胞仪检测数据分析各组细胞的凋亡率明确目的基因对细胞凋亡的促进或抑制作用细胞侵袭和迁移实验在肿瘤发生发展过程中肿瘤细胞穿透组织屏障、进入循环系统的能力是影响肿瘤转移的关键也是相关研究的核心内容。调控细胞侵袭和迁移的信号通路主要集中在细胞黏附调控和细胞骨架调控两大方向因此细胞侵袭与迁移能力的变化主要与细胞骨架重构及细胞黏附能力改变相关。目前Transwell实验是检测肿瘤细胞侵袭和迁移能力的常用方法细胞划痕实验也可用于测定肿瘤细胞运动特性但由于其无法区分细胞增殖与细胞迁移的贡献应用范围存在一定局限性。1Transwell实验基础Transwell小室的底层设有一张通透性聚碳酸酯膜将其放置于培养孔板中后小室内侧称为上室培养孔板内侧称为下室。借助聚碳酸酯膜的通透性下室培养液中的营养成分、趋化因子等可扩散至上室进而影响上室内细胞的生长、运动等行为。该实验可广泛用于研究下室成分对细胞生理行为的调控作用。2肿瘤迁移实验该实验主要用于研究肿瘤细胞本身的迁移能力或特定实验条件下肿瘤细胞迁移能力的变化。实验常用8.0、12.0µm孔径的聚碳酸酯膜上室接种肿瘤细胞下室加入胎牛血清FBS或特定趋化因子肿瘤细胞会向营养成分浓度较高的下室迁移通过计数进入下室的细胞数量即可量化评估肿瘤细胞的迁移能力。3 肿瘤侵袭实验该实验用于研究肿瘤细胞的侵袭能力或特定条件下肿瘤细胞侵袭能力的改变。实验中需在聚碳酸酯膜表面涂抹一层基质胶模拟体内细胞外基质环境上室接种肿瘤细胞下室加入FBS或特定趋化因子。肿瘤细胞需先降解基质胶才能穿过聚碳酸酯膜迁移至下室通过计数进入下室的细胞数量可明确肿瘤细胞的侵袭能力。本实验的核心目的探究目的基因过表达或干扰后对细胞侵袭及转移能力的调控作用。实验步骤细胞复苏→Transwell小室铺板→细胞培养及染色→显微镜拍照记录。实验结果通过计数迁移/侵袭至下室的细胞数量分析不同组别细胞侵袭、迁移能力的差异明确目的基因的调控作用4细胞划痕实验肿瘤细胞在体外培养条件下仍保留迁移能力细胞划痕实验借鉴体外细胞致伤愈合模型是测定肿瘤细胞运动特性的经典方法之一。其原理为在体外培养的单层细胞上制造划痕致伤通过观察并比较不同实验组中划痕愈合速度评估肿瘤细胞的迁移能力。实验常用材料为筛选后的稳定细胞株转染对照病毒、目的基因过表达病毒通过对空细胞组、对照稳转组、目的基因稳转组的划痕宽度进行统计学分析探究目的基因对细胞迁移能力的影响。实验步骤细胞铺板→划痕制造→细胞培养及定时拍照→划痕宽度统计学分析。实验结果通过分析不同时间点的划痕愈合率量化各组细胞的迁移能力明确目的基因的调控作用细胞周期检测细胞周期cell cycle是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程主要分为间期和分裂期两个阶段其长短直接反映细胞的增殖速度。单个细胞的周期可通过缩时摄影法测定但该方法无法反映细胞群体的整体周期特征因此目前科研中多采用其他方法检测细胞群体的周期分布。实验常用方法通过慢病毒感染构建目的基因过表达细胞株采用PI染色法结合流式细胞术检测各组细胞的周期分布情况进而探究目的基因对细胞周期的调控作用。实验步骤细胞准备→样品收集与处理→流式细胞仪上机检测→数据统计分析。实验结果分析各组细胞在G1期、S期、G2/M期的比例明确目的基因对细胞周期进程的影响判断其是否调控细胞增殖速度克隆形成实验该实验的核心目的是通过对目的基因过表达/干扰细胞组、空细胞组及阴性对照组空病毒转染组的克隆形成数量进行统计学分析探究目的基因对细胞群体依赖性及增殖能力的影响可直观反映细胞的长期增殖潜能。实验步骤细胞铺板→恒温培养→克隆观察、染色→计数并计算克隆形成率。实验结果通过比较各组克隆形成率的差异明确目的基因对细胞长期增殖能力的调控作用