N家干货 | 细胞表型及检测方法盘点之细胞增殖和活力（1）

1.背景介绍

表型（Phenotype）研究是指对生物体在形态、结构、生长发育等方面的特征进行系统观察和描述的研究，可分为宏观表型和微观表型。

通过表型研究，我们可以全面了解生物体的生理功能和遗传变异等情况，为疾病的诊断、治疗，以及药物研发提供重要依据。

本文将详细分析其中的细胞表型及检测方法。

2.细胞表型（Cell Phenotype）

细胞表型是生命科学基础研究中非常重要的一个要素，指生物体内的细胞在形态、结构和功能方面的可观察特征，以及这些特征对细胞所处环境的响应。细胞表型的形成可能受到基因组中的基因序列和调控因子的影响，大致分为以下几类：

3.增殖与活力，分不清？

细胞增殖：

一般指细胞数量的变化，进而反映出细胞的活力状态；

细胞活力：

评估在特定条件下细胞是否正常生长或抑制生长的标准。

简言之：细胞活力相当于细胞增殖能力的评价基础，属于间接检测细胞增殖能力的方法。因此，两者常协同使用对细胞活性进行全面评估！

4.究竟什么是细胞增殖？

上皮细胞有丝分裂图

细胞增殖是指细胞通过DNA复制、转录和蛋白质合成等复杂反应完成细胞分裂的过程，是检测细胞增殖是评价细胞生理状态、代谢稳态、病理状况、细胞活力等的重要指标。

5.细胞增殖的检测方法

（1）对活细胞的代谢活性检测：

①MTT（噻唑蓝）

通过添加四咪唑盐到细胞中可进行线粒体内酶代谢活性的测定。

MTT通常适用于贴壁细胞的检测，不适合悬浮细胞的检测。

②CCK-8（Cell Counting Kit–8）

CCK-8中的WST-8被细胞内脱氢酶生物还原后，生成的橙色甲臜，能够溶解在组织培养基中，生成的甲臜量与活细胞数量成正比。

CCK-8可直接加入细胞样品中，因此适合悬浮细胞和贴壁细胞的检测。对细胞几乎没有毒性，检测完成后的细胞还可以继续培养使用。

（2）ATP水平测定：

通过检测ATP的增加水平可以反映出细胞增殖情况。

（3）DNA合成的检测：

①BrdU

是胸腺嘧啶的非放射性类似物，能够代替正常的胸腺嘧啶参与细胞DNA复制过程，BrdU的特异性抗原可以用于检测BrdU的掺入，从而判断细胞的增殖能力。

②EdU

是BrdU的替代方法，无需特殊条件处理（酸解、热解等）。EdU是一种胸腺嘧啶核苷类似物，能够在细胞增殖时期代替胸腺嘧啶（T）渗入正在复制的DNA分子中，通过EdU的特异性反应快速检测细胞DNA复制活性。

③3H-TdR

胸腺嘧啶核苷（TdR）是DNA特有的碱基，用同位素3H标记TdR后即可成功参与DNA合成代谢过程。通过测定细胞的放射性强度，来检测细胞的增殖情况。

（4）细胞计数检测：

克隆形成率 =（克隆数/接种细胞数）× 100%

克隆形成率反映细胞群体依赖性和增殖能力两个重要性状。

①平皿克隆形成试验：适用于贴壁细胞， 如正常细胞和肿瘤细胞；

②软琼脂克隆形成试验：适用于肿瘤细胞、 转化细胞和悬浮生长细胞；

③基于单克隆打印技术，判断单位时间的细胞个数

（5）细胞膜损伤检测：

①台盼蓝

使用台盼蓝染色可以简单、快速地区分活细胞和死细胞，获得细胞社群的活率。

②乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase，LDH)

LDH是一种广泛存在于各种生物体中稳定的胞浆酶，正常时不能通过细胞膜，当细胞受损伤或死亡时可释放到细胞外，释放出的LDH 在培养基上清中，可通过偶联酶反应来定量检测。

（6）分子水平检测：

在分子层面上，可以检测与增殖相关的分子标志物，常见的有三个PCNA，Ki-67和MCM。目前，在临床和科研工作中，应用最广泛的是PCNA和Ki-67。

（7）荧光探针检测：

①CFSE（羧基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺酯）

是一种可穿透细胞膜的荧光染料。能够被动扩散进入细胞，其本身不具备荧光，直至被细胞内非特异性酯酶水解以产生荧光，它既可用于细胞示踪，也可用于细胞增殖检测。

②Calcein AM（钙黄绿素乙酰氧基甲酯）

增强的疏水性使其能够轻松穿过细胞膜，穿透细胞膜进入细胞后被细胞内的酯酶剪切形成 Calcein，从而被滞留在细胞内，发出强绿色荧光。