什么是细胞增殖?

细胞增殖是细胞通过细胞分裂(真核细胞中的“有丝分裂”)随时间增加数量的生物学过程。增殖是正常组织发育、再生和更新的重要机制。然而,细胞增殖的失常可能造成恶变和癌症病理。

细胞增殖分析是干细胞和癌细胞途径分析以及药物有效性和安全性实验的基石。目前主要有 3 种类型的生物化学细胞增殖检测方法:基于 DNA 合成(例如 3H 胸腺嘧啶掺入法、BrdU)、代谢活性(例如 Alamar blue、LDH)和 ATP 浓度(荧光素酶生物发光法)。这三种检测各有优点,多数为单终点或者至多为一系列串联终点来测量时程。大部分检测为间接检测,无法通过细胞形态改变快速验证人为因素的影响。

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第 5 版活细胞分析手册

实时活细胞分析正在重新定义细胞生物学的可能性和工作流程。

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应用指南:

将活细胞分析和流式细胞仪结合到单一工作流程中,深入了解免疫细胞的杀伤机理

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Incucyte® 增殖分析

Incucyte® 增殖分析介绍

Incucyte® 活细胞分析系统能够在组织培养箱内进行实时自动化的细胞增殖检测:

(1) 无标记,汇合度测定

通过分析细胞图像面积随时间的变化(汇合度百分比)监测细胞增殖。细胞汇合度随着细胞的增殖而增加。在细胞密集堆积或形态发生较大变化之前,细胞汇合度是测定细胞增殖的理想指标。

使用 Incucyte® 增殖分析法,利用汇合度图像 mask(金色)实时监测 A549 细胞的增殖。

(2) 无标记,直接细胞计数

采用 Incucyte® Cell-by-Cell 分析软件模块,可随时间变化对不同时相的细胞数量进行计数,以定量细胞增殖。在细胞紧密排列,难以准确界定细胞边缘之前,可通过单个细胞识别,实现无标记计数。此外,随后可基于诸如细胞大小、形状和荧光强度等性质将细胞分类为亚组。

利用 Cell-by-Cell 分析软件模块实时监测 A549 细胞增殖(mask 显示为黄色)。

(3) 荧光标记,直接细胞计数

随时间变化对带有荧光的细胞核进行计数,以定量细胞增殖,提供真实细胞的生长速度信息。使用核限制性非干扰性荧光标记(例如 Incucyte® Nuclight 绿色慢病毒试剂)标记细胞。在共培养环境中,可组合不同标记,同时检测 2 种细胞类型的增殖。

利用 Incucyte® Nuclight 绿色试剂标记的细胞以及细胞增殖分析实时监测 HT1080 的增殖。

Incucyte® 增殖检测原理

  1. 利用活细胞延时成像测定有或没有标记细胞的增殖情况。可轻松生成长期生长和生长抑制曲线,监测细胞形态
  2. 利用 Incucyte® Nuclight 活细胞标记试剂直接测定真实细胞数量(核计数)随时间的变化。自动分析生长曲线,推断倍增时间。
  3. 利用绿色和红色 Incucyte® Nuclight 慢病毒试剂进行共培养研究。
  4. 可与 Incucyte® Caspase-3/7 试剂、Incucyte® Annexin V 试剂或 Incucyte® Cytotox 试剂联用,实现细胞增殖、细胞凋亡或细胞毒性的多重分析。

Incucyte® 增殖分析的关键优势

采用延时成像可视化和定量细胞增殖结果

  • 利用直观的 Incucyte® 图像分析和细胞增殖分析工具观察细胞随时间的生长和细胞增殖情况。利用图像和视频验证处理效果

汇合度

时相计数

荧光计数

无标记单培养

 

 

有标记单培养

 

 

 

有标记共培养

 

 

结合细胞健康状态进行多重分析

 

 

利用细胞汇合度(第二列)、Cell-by-Cell 分析(第三列)或荧光细胞计数(第四列),实时定量 HT-1080 纤维肉瘤细胞的细胞增殖。对于荧光细胞计数,使用无干扰型核标记 Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂标记细胞。注意汇合度或对象数量随时间的增加以及对应的参数。上表中汇总了各种方法的用途比较。

自动分析生长曲线,推断倍增时间

  • 确定处理效果如何以及何时发生作用,无需将细胞从培养箱的稳定环境中取出 - 非常适合长期研究(0 至 10 天以上)。

自动、非侵入性地测定处理效果。Incucyte® 增殖分析可进行 96/384 孔板中每个孔的自动成像和分析,提供细胞增殖随时间变化的微孔板读数 (A)。增殖时间进程图显示处理效果呈浓度依赖性 (B)。将数据转化为浓度响应曲线,比较药理学结果 (C)。

简单灵活的 96/384 孔板方案:无需细胞清洗、固定和分离操作

  • 接种并处理细胞,然后在 Incucyte® 活细胞分析系统中读取动力学数据。系统每次可读取多达 6 × 384 孔板,可用于中/高通量的筛选

查看 Incucyte® 增殖分析方案

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与细胞凋亡和细胞毒性的多重测定

  • 将 Incucyte® 增殖分析与 Incucyte® Cytotox、Incucyte® Annexin V 或 Incucyte® Caspase 3/7 试剂联合使用,进行细胞毒性/细胞凋亡的多重检测,可方便地区分细胞抑制性作用和细胞毒性处理作用。

利用 Incucyte® 增殖分析进行多重活细胞计数和细胞凋亡测定。在 Incucyte® Caspase 3/7 试剂的存在下,使用经喜树碱 (1 µM) 处理的 HT-1080 纤维肉瘤细胞检测细胞凋亡。采用 Incucyte® Cell-by-Cell 分析识别集群中的单个细胞,并基于绿色荧光分类细胞,还能够计算细胞凋亡指数(群体中阳性绿色细胞的百分比)。

定量增殖和细胞凋亡的时间进程和浓度依赖性。喜树碱对 HT-1080 细胞的影响:(A) 细胞计数,(B) 细胞凋亡指数和 (C) 浓度响应曲线。

利用 Incucyte® Nuclight 慢病毒试剂进行共培养研究

  • 通过 Incucyte® Nuclight 慢病毒试剂的标记,识别和定量共培养细胞

Incucyte® 共培养细胞增殖分析。共培养的核标记 HT1080 细胞(绿色细胞核,Nuclight 绿色试剂)和 A549 细胞(红色细胞核,Nuclight 红色试剂)的延时视频。

微环境对化疗药物的影响。基质细胞在乳腺癌细胞对拉帕替尼耐药性中的作用。对 Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂标记 SK-BR-3 乳腺癌细胞进行单一培养,或与未标记的基质成纤维细胞进行共培养。Incucyte® 活细胞成像和数据分析发现,拉帕替尼在单一培养环境中可有效抑制 SK-BR-3 细胞生长(左图),但在 SK-BR-3 细胞与基底成纤维细胞共培养的环境中药效降低(中间和右图)。

细胞增殖常见问题解答

如果知道寻找的目标细胞,则在培养中跟踪细胞生长或细胞增殖会相对容易。最简单的细胞生长监测方法是追踪培养物向细胞汇合的进展。汇合度可指示孔或孔板被细胞覆盖的百分比。汇合度是日常维持细胞系和基于细胞的检测中(例如转染)有效的指标。但是,在需要计算绝对细胞数量的情况下,汇合度不是有效指标。在这些情况下,可以使用 Incucyte® Cell-by-Cell 分析软件进行无标记追踪,或核标记试剂追踪细胞增殖情况。每个成像的细胞核将同于一个细胞。活细胞分析系统可进行汇合度和细胞数量的系列测定。

对于多核细胞,计算细胞核数量则不是测定细胞数量的合适方法。但是,细胞增殖分析的细胞汇合度读数可以报告细胞集群总体生物量的增加 - 这项读数可能已足够用于一些细胞密度/汇合度影响较大的应用(例如转染)。

基于 DNA 合成的细胞增殖分析涉及到在 DNA 复制中使用人工 DNA 碱基,将人工碱基整合到新形成的双螺旋结构中,然后采用抗 BrdU 抗体对这些碱基染色,获得在 BrdU 孵育期间,细胞分裂数量的大致估计。BrdU 染色分析需要固定细胞,因此不适于下游应用。

活细胞分析在维持恒定的细胞生长环境的情况下,能够监测增殖速率和细胞形态,有助于更深入了解细胞增殖过程。此外,Incucyte® 细胞增殖检测不需要使用染料或标记进行汇合度测定,因此细胞也适用于下游分析。

在共培养环境中监测细胞增殖需要无干扰型标记(不干扰细胞的正常分裂过程)和可监测 2 种荧光染料的方法。使用 Incucyte® Nuclight 红色和绿色试剂进行核标记的过程简单直观。使用红色或绿色试剂转导 2 个细胞群,然后接种细胞,进行共培养,接着追踪每种类型细胞的增殖过程。这种活细胞分析可记录共培养背景下的增殖过程,同时追踪单个细胞或多个孔板的整个生长阶段,具有显著的优势。随着 Incucyte® Cell-by-Cell 分析软件的引入,有多种方法可以鉴别共培养细胞,例如,使用抗体标记表面表位。在共培养中,只需要标记一种细胞类型,然后利用分类工具鉴别集群中的细胞亚群(根据平均强度、大小或形状分类)。

当然,您可以在体外共培养环境中,研究复杂组织样关系中的细胞相互作用,而在这些共培养细胞中,您可以通过细胞凋亡和膜完整性标记物追踪细胞死亡过程。为获得最有意义的数据,细胞增殖和死亡可在同一培养环境中使用活细胞成像进行同时监测。

要在共培养实验中跟踪特定的细胞类型,可采用一种颜色的 Nuclight™ 试剂对细胞进行转导,同时需确保它与所用的 Cytotox 试剂颜色不同。细胞生长并结合成为密集且相互作用的培养物,可使用 Cytotox 或 Caspase 3/7 试剂监测细胞死亡。

注:所有死亡或垂死细胞对于 Cytotox 或 Caspase 3/7 试剂呈阳性(不仅仅是用 Nuclight 转导的细胞)。

汇合度和细胞数量两个指标对于某些涉及正常、健康细胞分析的实验室应用极为重要,而团块生长的细胞会形成多层厚苔状细胞团,不适合采用光学方法评估汇合度或细胞数量。汇合度评估的前提是细胞生长为单层结构,只在两个维度接触其他细胞。细胞增殖与细胞计数的多重检测需要核染色试剂,非单层细胞可能无法完全接触试剂,造成细胞群染料吸收不佳。被多层细胞遮挡的细胞无法使用光学系统正确可视化处理,进而造成信号模糊或信号丢失。为获得理想结果,应使用单层细胞进行细胞增殖分析。

健康细胞核与凋亡细胞核的形态变化明显,可以方便地进行目视检测。细胞开始凋亡时,细胞核开始固缩、变小,颜色变深。最终,细胞核解体成碎片(核碎裂)。在细胞增殖分析中,可以为活细胞核和凋亡细胞核进行设门。此外,如果将视觉追踪系统用于活细胞分析,则可以与细胞毒性或细胞凋亡联合进行多重分析,这两项分析可以指示细胞膜是否被破坏,或者细胞是否已开始进入凋亡级联。

详细了解细胞毒性分析

详细了解细胞凋亡分析

订购信息

Incucyte® Nuclight 试剂经过验证,适合用于 Incucyte® 活细胞分析系统。该试剂与 Incucyte® Caspase 3/7 试剂、Incucyte® Annexin V 试剂或 Incucyte® Cytotox 试剂联合应用,可在同一孔中进行细胞凋亡或细胞毒性的多重测定。

产品

数量

产品目录号.

Incucyte®Caspase-3/7 绿色试剂

20 μL

4440

Incucyte® Caspase-3/7 红色试剂

20 uL

4704

用于代谢检测的 Incucyte® Caspase-3/7 染料

20 uL

4776

Incucyte® Annexin V 绿色染料

1 瓶

4642

Incucyte® Annexin V 红色染料

1 瓶

4641

Incucyte® Annexin V 橙色染料

1 瓶

4759

Incucyte® Annexin V NIR 染料

1 瓶

4768

Incucyte® Cytotox 红色试剂

5 μL x 5

4632

Incucyte® Cytotox 绿色试剂

5 μL x 5

4633

Incucyte® Cytotox NIR 染料

100 μl

4846

Incucyte® Nuclight 绿色慢病毒试剂(EF-1α、Bleo)

0.2 µL

4626

Incucyte® Nuclight 绿色慢病毒试剂(EF-1α、Bleo)

0.6 µL

4477

Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂(EF-1α、Bleo)

0.2 µL

4627

Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂(EF-1α、Bleo)

0.6 µL

4478

Incucyte® Nuclight 绿色慢病毒试剂(EF-1α、puro)

0.2 µL

4624

Incucyte® Nuclight 绿色慢病毒试剂(EF-1α、puro)

0.6 µL

4475

Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂(EF-1α、puro)

0.2 µL

4625

Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂(EF-1α、puro)

0.6 µL

4476

Incucyte® Nuclight 橙色慢病毒试剂 (puro)

0.2 µL

4771

Incucyte® Nuclight NIR 慢病毒试剂 (puro)

0.2 µL

4805

Incucyte® 细胞周期绿色/橙色慢病毒试剂 (puro)

0.2 µL

4809

Incucyte® 细胞周期绿色/红色慢病毒试剂 (puro)

0.2 µL

4779

Incucyte® Nuclight 快速红色试剂

50 µL

4717

Incucyte® Nuclight 快速 NIR 试剂

50 µL

4804

Incucyte® Cell-by-Cell 分析软件模块

1 个模块

9600-0031


技术资源

产品手册 -Incucyte® 细胞健康和活力分析

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Incucyte® 增殖分析应用指南

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实验方案和产品指南

Incucyte® 细胞增殖分析方案

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Incucyte® Nuclight 快速红色细胞标记方案

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Incucyte® Nuclight 慢病毒试剂产品指南

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Incucyte® 细胞周期慢病毒试剂产品指南

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