为什么研究细胞周期?

细胞周期是细胞分裂过程中细胞所经历的一系列生长发育步骤。细胞周期由一组不同的阶段组成,是一个药物发现的关键靶点,并且对癌症和再生医学研究都具有重要意义。事实上,细胞周期的失调是癌症的标志,调节细胞周期的检查点抑制剂和细胞周期蛋白依赖性激酶也是抗癌疗法的研究策略或靶点之一。通常认为细胞周期调节在实现再生医学的前景所需的细胞分化中发挥关键性作用。但是,研究细胞周期的动态变化比较困难。

研究细胞周期的常规方法可能比较困难,因为:

  • 其仅能够从少数细胞或从实验过程中固定或耗竭的细胞中获取单个时间点或连接时间点
  • 无法研究同一细胞进行多次细胞分裂的细胞周期
  • 针对细胞周期标记、数据采集和分析,采用独立、非集成解决方案的组合
  • 用于评价细胞周期阶段的数据分析过程复杂
  • 由于仪器通量有限,待研究的变量或化合物数量受到限制


在培养箱内的生理相关环境中,以微孔板通量随时间的推移持续成像和分析,能够对细胞周期动力学进行长期动力学分析。通过定量分析活细胞内的细胞周期进程,研究人员可以:

  • 持续研究细胞周期动力学随时间的变化
  • 追踪单个细胞中单独鉴别出的细胞周期阶段
  • 在生理相关环境下揭示细胞周期进程
  • 更深入地了解药物对细胞周期调节的影响

借助 Incucyte® 细胞周期分析方案,现在可以在多个细胞分裂过程中持续定量分析细胞周期进程,并且在培养箱内即可完成。使用我们独特且易于使用的活细胞成像和分析方法,更深入地了解治疗对细胞周期动力学的影响,或将细胞周期停滞与形态和功能联系起来。


应用

用于活细胞分析的 Incucyte® 细胞周期分析方案简介

Incucyte® 细胞周期分析方案将易于学习的自动图像采集和 96 孔或 384 孔板集成分析与简单、无干扰细胞周期标记方案相结合,生成随时间推移的基于图像的细胞周期进程动力学测量结果,并且所有工作都在培养箱内完成。Incucyte® 细胞周期慢病毒试剂是基于荧光泛素化的细胞周期指示剂 (FUCCI),并提供两种荧光蛋白的均一性表达,区分处于间期或有丝分裂期的细胞,从而实现细胞周期进程的可视化。Incucyte® 细胞周期绿色/红色慢病毒和 Incucyte® 细胞周期绿色/橙色慢病毒均可用于细胞周期分析。与 Incucyte® Cell-by-Cell 分析软件模块结合使用,细胞周期分析可提供一种强大的解决方案,可追踪多个细胞分裂中处于各个细胞周期阶段的细胞亚群,从而更深入地了解细胞周期动力学。

关键优势

定量分析细胞周期动力学

使用基于图像的测量结果,追踪各种细胞类型中多个细胞分裂的细胞周期进程。利用您的培养箱所提供的稳定培养环境与我们的新型 Incucyte® 细胞周期慢病毒试剂(不干扰细胞健康和形态),保持生理相关性。


图 1. 通过自动化图像采集和集成式分析,生成基于图像的多个细胞分裂中细胞周期转变的测量结果。感染 Incucyte® 细胞周期绿色/红色慢病毒的 HeLa 细胞在 G1 期表现出红色荧光,在 S/G2/M 期表现出绿色荧光 (A)。黄色细胞正在从 G1 期过渡到 S 期,而非荧光细胞则正在从 M 期转变至 G1 期。使用 Incucyte® Cell-by-Cell 分析进行定量,可实现如黄色 mask 所示的准确掩膜处理 (B),并基于红色和绿色荧光进行分类(C 和 D)。图 E 显示了细胞周期持续时间的定量结果,其中将转染有 Incucyte® 细胞周期绿色/红色慢病毒的 HeLa 细胞用胸苷(2.5 mM,24 h)处理以将细胞阻止在 S/G2/M 期。解除该阻断后,细胞发生同步分裂 (M-G1-S/G2/M)。数据显示,细胞周期为 17 h(峰间持续时间)。显示的数据为 6 个孔的平均值 ± SEM。

图 2. 通过无干扰试剂在活细胞内产生直接测量结果。将 Incucyte® 细胞周期绿色/红色慢病毒稳定地引入细胞的过程不产生干扰。图像显示,亲本细胞与转染后的 MDA-MB-231 细胞表现出相同的形态,并且图像分析表明对细胞生长没有影响。

提高分析效率

利用 Incucyte® 方便易用的端到端解决方案,加快获得结果的速度。遵循简单的活细胞标记方案 - 无需进行细胞固定和分离操作。使用简便易用的专用软件工具,在 96 孔或 384 孔板中自动采集和分析。使用 Incucyte® Cell-by-Cell 分析软件模块轻松生成图表以揭示细胞周期阶段分布的动力学变化。


图 3 .Incucyte® 细胞周期慢病毒快速指南。使用简单的标记方案稳定地表达荧光泛素化细胞周期指示剂 (FUCCI) - 无需进行细胞固定和分离操作。

获得新的见解

将 Incucyte® 细胞周期慢病毒与 Cell-by-Cell 分析相结合,追踪单独鉴别的细胞周期阶段以评价药物治疗效果,或将药物诱导的细胞周期停滞与细胞分化联系起来。


图 4. 测量随时间推移,药物对细胞周期阶段分布的影响。经顺铂或 5-氟尿嘧啶 (5FU) 处理后,HT1080 纤维肉瘤细胞分裂的时程。 在表达 Incucyte® 细胞周期绿色/红色慢病毒的 HT1080 细胞中测定细胞周期阶段。 使用 Cell-by-Cell 分析软件分析图像,并基于绿色和红色荧光对细胞亚群进行分类。 微孔板视图(顶行)显示了顺铂和 5FU 相比于溶媒在 30 h 内对 G1 期(红色细胞群)、S/G2/M 期(绿色细胞群)和 G1-S 期(橙色细胞群)的浓度和时间依赖性影响。 在处理后 24 h 采集的浓度响应曲线(底行)显示,经顺铂处理后,处于 G1 期的细胞群减少,处于 S/G2/M 期的细胞群增加,且处于 G-S 期的细胞群减少,与其干扰有丝分裂的效应一致。 经 5FU 处理后,处于 G1 期的细胞群增加,处于 S/G2/M 期和 G1-S 期的细胞群减少,与其对 DNA 合成的影响一致。显示的值为 6 个孔的平均值 ± SEM。

图 5. 观察药物诱导的细胞周期停滞对细胞形态和功能的影响。将稳定表达 Incucyte® 细胞周期绿色/红色慢病毒的 THP-1 单核细胞暴露于溶媒或佛波醇 12-十四酸酯 13-乙酸酯 (PMA; 100 nM),并使用 Cell-by-Cell 分析软件分析。PMA 导致细胞分化,使细胞周期停滞在 G1 期 (A)。分析表明,与溶媒处理后的细胞相比,缺乏增殖 (B),红色细胞(处于 G1 期)百分比增加,绿色细胞(处于 S/G2/M 期)减少 (C)。使用 Incucyte® pHrodo® 红色细胞标记的凋亡 Jurkat 细胞的胞葬作用 (E) 显示,PMA 处理后的细胞面积也更大 (D),表明细胞形态会随着吞噬能力的增加相应改变。

订购信息

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产品

数量

产品目录号

Incucyte® 细胞周期红色/绿色慢病毒试剂

1 瓶 (0.2 mL)

4779

Incucyte® 细胞周期绿色/橙色慢病毒试剂

1 瓶 (0.2 mL)

4809

Incucyte® Cell-by-Cell 分析软件模块

1 个模块

9600-0031


资源

产品指南

Incucyte® 细胞周期慢病毒试剂产品指南

立即下载

应用指南

实时定量细胞周期阶段

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海报

使用实时活细胞分析定量评估活培养物中的细胞亚群和异质性 | AACR 2019

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