流式细胞术结合碘化丙啶(PI)染色是分析细胞周期的经典方法。其核心原理是利用PI染料嵌入双链DNA,其荧光强度与DNA含量成正比,从而区分处于不同周期时相(G0/G1期、S期、G2/M期)的细胞。
实验原理
PI是一种核酸染料,不能穿透完整的细胞膜。因此,实验前必须使用乙醇等试剂对细胞进行固定和透化,使PI能够进入细胞核与DNA结合。由于细胞在周期各时相的DNA含量不同:
G0/G1期:具有二倍体DNA含量 (2N)。
G2/M期:具有四倍体DNA含量 (4N)。
S期:DNA含量介于2N和4N之间。
通过流式细胞仪检测PI的荧光强度,可以绘制出DNA含量分布图,并利用软件(如ModFit, FlowJo)分析各时相细胞的百分比。
操作流程
细胞收集与固定
细胞收集:收集待测细胞(建议细胞数 >
1×10⁶个)。对于贴壁细胞,使用不含EDTA的胰酶消化,并用含血清的培养基中和,将所有细胞(包括悬浮细胞)收集到离心管中。
洗涤:4℃, 300-500g离心5分钟,弃上清。用预冷的PBS重悬细胞并洗涤一次,再次离心弃上清,尽量去除残留的培养基和胰酶。
固定:这是关键步骤。用1mL预冷的PBS轻轻重悬细胞沉淀,然后在涡旋状态下,逐滴加入3mL预冷的70%乙醇(终浓度约70%)。
固定保存:将细胞悬液置于4℃固定至少4小时,或-20℃过夜固定(效果更佳,可保存数周)。
PI染色
洗涤去乙醇:4℃, 500g离心5分钟,小心弃去上清(乙醇)。用预冷的PBS重悬细胞,洗涤两次,彻底去除乙醇,以免影响染色效果。
配制染色液:使用含 RNase A 的PI染色液。RNase A可以降解RNA,防止PI与RNA结合产生背景信号,确保检测的荧光仅来自DNA。
推荐配方:50 µg/mL PI + 20-100 µg/mL RNase A,溶于PBS。
注意:许多商业化的PI染色液为即用型,已包含RNase A。
染色:每管加入200-500 µL配制好的染色液,充分重悬细胞。
孵育:在37℃避光孵育30分钟,或在室温避光孵育30-60分钟。
上机检测与数据分析
过滤:上机前,用300-400目的细胞筛网过滤细胞悬液,去除细胞团块,防止堵塞仪器。
流式检测:使用流式细胞仪检测,PI由488nm激光激发,发射荧光波长为615-630nm(通常使用FL2或FL3通道)。
数据分析:
首先,通过前向散射光(FSC)和侧向散射光(SSC)设门,排除细胞碎片和粘连体。
然后,分析PI荧光信号(通常为FL2-A或FL3-A)的直方图。
使用专业软件(如ModFit LT, FlowJo)对DNA含量峰图进行拟合,计算G0/G1期、S期和G2/M期细胞的百分比。
来源:网络