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细胞周期分析
细胞周期分析检测有多种类型，可根据分析方式是流式细胞术还是成像技术，以及需要进行固定细胞还是活细胞周期分析进行选择。
流式细胞术—在活细胞或固定细胞中，得到细胞周期不同时期的细胞群百分比
显微成像法—实时观察细胞群内的活细胞分裂动态
抗体—研究细胞周期调控异常
通过检测 DNA 含量分布进行细胞周期分析
真核细胞周期或细胞分裂周期包含一系列事件，包括细胞的生长、复制和分裂。细胞周期即为以分裂周期为单位的细胞发展过程（图 1），涉及细胞质事件和细胞核事件。
- G1 期（第 1 生长期）—细胞首先通过生成 RNA 和蛋白质诱导生长，DNA 含量不发生变化
- S 期（合成期）—伴随着 DNA 复制进行DNA 合成，不同细胞的DNA含量各有不同
- G2 期（第 2 生长期）—已完成 DNA 合成，并继续生长，为有丝分裂做准备，DNA 的量为原来的两倍
- M 期（有丝分裂期）—发生细胞核分裂和细胞质分裂，产生两个子细胞
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图 1.细胞周期各个阶段。G1、S 和 G2 期是细胞周期中的分裂间期。M （有丝分裂期）包括 4 个不同的时期：前期、中期、后期和末期。G0 是静止期，细胞处于静止不分裂的状态。
在 M 期（有丝分裂期）完成后，每个子细胞均包含与母细胞相同的遗传物质和大约G2期一半的细胞质。细胞可以退出细胞周期，进入不分裂阶段（G0 期），进入后，可以通过适当的激活重新进入细胞周期。
可使用以化学计量法与 DNA 结合的染料与细胞共同孵育，检测细胞内的DNA含量。这意味着染料与每个细胞中存在的 DNA 按比例结合。使用流式细胞术，可以记录特定时间点 DNA 含量在细胞群中的分布情况。通过线性荧光和化学计量染色，4N 细胞的荧光值应为 2N 细胞的两倍（图 2A）。细胞群用频率直方图表示，峰值的宽度各不相同。由于染色方法、染料结合和检测仪器的不同，实际数据可能与模型相似，但并不完全相同。下图是使用 Invitrogen Vybrant DyeCycle Violet 染料得到的常见细胞周期数据示例（图 2B）。
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图 2.流式细胞术细胞周期分析的 DNA 含量分布示例。(A) 该图不是实际数据，仅用来展示细胞周期不同时期的细胞 DNA 含量，以及如何解读DNA含量直方图。棕色圈表示 G0 和 G1 细胞的DNA水平，两者都有 2 倍的 DNA。黄色圈表示 S 期细胞DNA水平，代表各有不同并不断增加的 DNA 含量。红色圈表示 M 期细胞分裂前的DNA水平，此时细胞含有 4 倍的 DNA 。蓝色圈表示 G2 期细胞DNA水平，此时细胞也含有 4 倍的 DNA。4N 细胞在 G2M 处的荧光值预计为 2N 细胞在 G0/G1 处的两倍。(B) 实际上，观察到的是细胞群频率直方图中峰值宽度的变化。实验中的多种变量会导致实际结果略有差异。
衰老细胞检测
当正常细胞达到其有限的复制寿命的终点（通常称为 Hayflick 极限），即进入衰老期，在此期间，细胞仍保持代谢活性，而不经历死亡过程。这些衰老细胞具有特殊的表型特点，包括多核细胞的形成，液泡化的增加，pH 依赖性 β-半乳糖苷酶的表达，以及细胞变大和扩展的形态学变化。通过多种机制，这些衰老细胞可能在肿瘤抑制、肿瘤进展、衰老和组织修复中发挥作用。
β-半乳糖苷酶的激活通常可作为衰老细胞的生物标志物 （图 3A 和 3C）。该种水解酶存在于溶酶体中，在酸性 pH 条件下将 β-半乳糖苷转化为单糖。传统方法中，β-半乳糖苷酶的比色底物 5-溴-4-氯-3-吲哚基-β- D -半乳糖苷 (X-gal) ，用于在成像应用中体外检测细胞的代谢活性，但该检测法不适用于流式细胞术。CellEvent Senescence Green 探针是一种荧光试剂，在成像应用中，灵敏度大于传统比色 X-gal，也适用于流式分析 （图 3B 和 3D）。
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图 3.使用CellEvent Senescence Green 探针 或 X-gal 处理衰老细胞和非衰老细胞。 隔天更换培养基时，加入 5 μM 帕博西尼 (Palbociclib) 处理 T47D 细胞，持续 15 天，以通过细胞周期蛋白 D 检查点阻断诱导衰老（衰老细胞），对照组为未处理的 T47D 细胞（非衰老细胞）；分别在 4% 多聚甲醛中室温固定 10 分钟，然后使用 CellEvent senescence Green 探针或 X-gal 在 37°C 无 CO2的培养箱中染色 90 分钟。图 A 和 C 使用 X-gal 染色； 图 B 和 D 使用 CellEvent Senescence Green 探针染色。
图 4.使用 CellEvent Senescence Green 流式检测试剂盒进行分析时，观察到细胞周期蛋白 A2 和 B1 在衰老和非衰老细胞中的表达发生变化。细胞周期蛋白 A2 和 B1 的表达在衰老开始时降低。
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流式细胞术细胞周期分析常用的染料
流式细胞术与对应的数据分析方法相结合，是分析处于 G0/G1 期与 S 期、G2 期或多倍体期细胞的强大工具。我们提供经典的 DNA 细胞周期染料，如 Hoechst 33342、DRAQ5、DAPI 和 PI 以及一系列改良后的荧光染料，用于固定细胞周期分析的 Invitrogen FxCycle 试剂，以及用于活细胞周期分析的 Invitrogen Vybrant DyeCycle 试剂。使用这些改良后的试剂可进行精确的细胞周期分析，染料还有更多的颜色可供选择。此外，Vybrant DyeCycle 试剂通常毒性较低，从而便于染色细胞的分选和后续培养或其他检测。
了解更多：流式细胞周期分析的相关信息
详见流式细胞周期分析选择指南
细胞周期和细胞分裂的活细胞成像
利用基因编码的双色（红色和绿色）指示剂，Invitrogen Premo FUCCI 细胞周期传感器可实现对细胞群中细胞分裂的可视化（图 4）。该传感器还可用于荧光成像高效标记和示踪分裂过程中的细胞。
了解更多：Premo FUCCI 细胞周期传感器的相关信息
文章：揭示细胞复制，分析哺乳动物细胞周期和细胞复制的试剂
图 4.使用Premo FUCCI 细胞周期传感器在 16 小时内实现细胞周期各个时期的可视化。
用于细胞周期分析研究的抗体
细胞周期是指导细胞分裂和增殖的一系列受调控的分子事件。G1、S、G2（统称为间期）和 M （有丝分裂期）期是细胞周期的主要阶段。细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶 (CDK) 在协调这些阶段相关的事件中起着至关重要的作用。细胞周期蛋白由于与特异性 CDK 结合并将其激活，因此其表达水平在整个细胞周期中会出现变化。CDK 活性由 CDK 抑制分子调控，属于两个大家族：INK4 家族，包括 INK4A (p16)、INK4B (p15)、INK4C (p18) 和 INK4D (p19)，以及 Cip/Kip 家族，包括 p21 (Cip1)、p27 (Kip1) 和 p57 (Kip2)。细胞周期失调与包括癌症在内的各种疾病的发展有关。
在各种应用中，高质量的抗体对于研究细胞周期关键分子的作用都至关重要。例如，Aurora B 是染色体乘客复合体 (CPC) 的组成部分，在中心体复制、染色体排列和分离、组蛋白修饰和胞质分裂中发挥作用。Aurora B 的过表达在各种类型的肿瘤中均有报告，也与癌症患者的不良预后有关。图 5 显示了 Aurora B 在各种细胞系中的本底表达，以及用Aurora B 重组兔单克隆抗体 (RM278) （货号 MA5-27890）在 Nocodazole 处理后的 HeLa 细胞中检测到的上调现象。Aurora B 在前中期位于着丝粒，在后期和末期迁移到中区微管和中间体。图 6 显示了使用相同抗体进行的免疫荧光中观察到的 Aurora B 的动态定位。
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图 5.应用于蛋白质印迹法中的 Aurora B 抗体。使用 抗 Aurora B 重组兔单克隆抗体 (RM278)（货号 MA5-27890）进行蛋白质印迹实验，在各细胞系和组织中观察到 Aurora B 对应的 39 kDa 条带。
图 6.应用于免疫荧光实验中的 Aurora B 抗体。Aurora B 重组兔单克隆抗体 (RM278)（货号 MA5-27890）标记的 A549 细胞免疫荧光分析。
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相关资源
工具
流式配色工具——使用流式配色工具设计多色流式实验，轻松定制实验方案，满足您的需求。
荧光光谱查看器——在线查看荧光试剂的激发光谱和发射光谱。同时可检查多种荧光染料之间的光谱重叠度。
细胞活性、细胞增殖和细胞周期资源中心——查找技术资源，如应用指南、线上讲座、视频、技术文章等，包括如何使用我们的细胞功能检测试剂和试剂盒。
仅供科研使用，不可用于诊断目的。