一说起默克,大家首先想到的可能是默克医药,但是我们要说的是默克化工。百年之前,他们曾是同一家公司,但自从一战后分家,两个默克除了名字相同,再也没有任何关系。为了不让大家混淆,默克化工在北美地区的业务以EMD的名义开展,在其他地区则为MERCK。因此我们经常在文献中看到EMD,其实这就是默克。默克的产品线很广,除了我们知晓的生化产品,很多日常生活品中都用了默克的化工产品,如家喻户晓的六神花露水,其中含有的IR3535驱蚊剂就是默克生产的。在西安秦始皇陵兵马俑的色彩保护中,默克的高纯度试剂更是功不可没。世界上**个维生素C也是来自默克。
言归正传,今天我们要讨论的是默克的凋亡检测产品。默克旗下的Calbiochem品牌一直以抑制剂及各类生化试剂闻名,殊不知它在凋亡方面也有着很**的产品。在凋亡的每一个阶段,Calbiochem都有相应的产品提供。下面生物通就来一一介绍。
凋亡的激活
Calbiochem提供了多种特异性凋亡激活剂,如Fas、TRAIL、TNFa等。此外,它还提供了更多的化学诱导剂,如放线菌素D、A23187、Doxorubcin等。
凋亡线粒体改变的检测
线粒体膜电位降低是细胞凋亡后*早发生的胞内事件。MitoCaptureApoptosis DetectionKit用一种基于荧光的简便方法来区分正常细胞和凋亡细胞。它的基本原理如下:MitoCapture是一种阳离子型染料。在正常细胞中,它可在线粒体中积累并聚合,其聚合体发红色荧光;在凋亡细胞中,由于线粒体膜电位的改变,它不能在线粒体中积累并以单体形式存在于胞浆中,其单体发绿色荧光。因此很容易通过荧光显微镜来区分,也能用流式细胞仪进行定量检测。
线粒体的改变还涉及到多种蛋白,包括有名的Bcl-2家族、细胞色素c、AIF等。Calbiochem提供了几十种抗体,来检测这些蛋白。对于细胞色素c的检测,除了有抗体和ELISA试剂盒外,Cytochromec Release Apoptosis AssayKit还提供了独特的试剂,从胞浆中富集线粒体组分,然后通过WB检测可观察到细胞色素c从线粒体到胞浆的转位。
Caspase的检测
Caspase的活化是凋亡的典型特征。Calbiochem提供了两种方法,来检测caspase的活性。一种是基于底物的检测试剂盒。通过荧光素(AFC、AMC)标记的底物或发色团(pNA)标记底物来检测细胞裂解液中caspase活性。当活化的caspase降解标记的底物多肽后,发色团或荧光素被释放出来,引起显色或发光反应,并由相应的仪器检测。一般说来,荧光底物更灵敏,但需要特殊的仪器。而发色底物通过分光光度计或酶标仪就能检测。
另一种是利用带荧光素(如FITC)标记的抑制剂来检测活化的caspase。抑制剂包括一段特异的caspase识别序列,其上连接一个功能基团如醛基(CHO)、氯甲基(CMK)或氟甲基(FMK),能以可逆或不可逆的方式结合到caspase的活性部位。C端连接的化学基团决定了caspase抑制剂可逆与否。一般而言,带CHO基团的caspase抑制剂是可逆的,而CMK、FMK或FAOM基团能与caspase间形成共价键,故这类基团的caspase抑制剂能不可逆地抑制caspase活性,其中带FMK基团的抑制剂特异性更好。
Calbiochem提供了50多种caspase抑制剂,其中*热销的是Caspase InhibitorI【Z-VAD(Ome)-FMK】,它具有细胞通透性,是广谱的caspase抑制剂,能抑制所有的caspase,但不能抑制纯化的caspase。而CaspaseInhibitor VI(Z-VAD-FMK)也是畅销产品之一,它的细胞通透性虽然不如InhibitorI好,但可以抑制纯化的caspase。
凋亡细胞膜改变的检测
细胞凋亡中,*早改变的是细胞膜。在正常活细胞中,磷脂酰丝氨酸(PS)位于细胞膜内侧,一旦细胞发生凋亡,可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜的表面,暴露在细胞外环境中。PS的转位发生在凋亡的早期阶段,体内的吞噬细胞可通过识别磷脂酰丝氨酸来**凋亡细胞,不伴随局部的炎症反应。
AnnexinV是一种Ca2+依赖的磷脂结合蛋白,在Ca2+存在的情况下,与PS有很高的亲和力,可与凋亡细胞膜上外翻的PS相结合,因此AnnexinV是检测细胞早期凋亡的灵敏指标。当AnnexinV被荧光素标记时,可经流式细胞仪或荧光显微镜检测到早期凋亡的细胞。
Calbiochem的Annexin V 试剂盒中特有的RAPID?Media BindingReagent可直接将AnnexinV-FITC快速标记于培养液中的细胞上,避免了额外的离心、清洗等可能造成细胞膜机械性破坏的操作,从而减少假阳性实验结果的可能,并缩短操作时间。此外,一旦细胞离开培养环境,细胞凋亡即成为渐进性的动态过程,会持续于整个实验操作,过于繁琐的操作步骤往往会错过检测早期凋亡的*佳时间,RAPID?Media Binding Reagent能简化操作,在检测早期凋亡细胞中的优势凸显。
凋亡细胞核改变的检测
DNA片断化是凋亡的一个重要特点。提起DNA片断化的检测,大家自然会联想到TUNEL。TUNEL技术的原理是染色体DNA断裂时产生大量的粘性3’-OH末端,而生物素或荧光素标记的dNTP在脱氧核糖核苷酸末端转移酶(TdT)的作用下掺入到DNA的3’-末端,并通过一定的显色系统使之显示出来。
说到这里,Calbiochem的两个明星产品就要闪亮登场了。它们都是FragELDNA片断化检测试剂盒,只是显色方法有所不同,一种是显色法(目录号:QIA33),另一种是荧光法(目录号:QIA39)。这两个试剂盒在凋亡用户中口碑**,也常年占据Calbiochem的Top10销售排行榜,非常值得推荐。试剂盒中的组分齐全,含阳性及阴性对照片、蛋白酶K、显色系统等,即买即��,无需再准备其他试剂。而且QIA33试剂盒还提供中文说明书,使用起来极为方便。
此外,Calbiochem还新推出了BrdU版的TUNEL试剂盒——Apo-BrdUKit。此试剂盒中,Br-dUTP取代了生物素或荧光素标记的dNTP,在TdT酶的作用下掺入到凋亡DNA片段的3’-末端。因为溴分子比荧光素、生物素或地高辛标记等标记物要小得多,因此Br-dUTP更容易掺入凋亡细胞的DNA片断中,而*后的检测信号也更强。同时,试剂盒还提供流式细胞仪阳性和阴性对照。
除了上文所介绍的,默克的细胞凋亡产品还有很多,据粗略统计,共有五、六十种之多,本文当然也不可能一一介绍。要在这么多种产品中选择*合适的产品,估计你又开始犯愁了。其实非常简单,默克有一份很清晰的凋亡检测试剂盒选择指南,你可以根据样本类型、检测对象、所需设备和凋亡阶段来轻松选择。默克还特别制作了一本中文版的《凋亡研究实用工具及技巧》,除了包含选择指南,还有详细的操作步骤,Q&A等等,很实用,而且在实验室中非常抢手。如果你正在或将要进行凋亡研究,那就赶快点击索取吧。
*近这些年,转染一直是个热门的话题。从早期的一支独秀到现在的百花齐放,研究人员的选择是越来越多了。可能也是大家对难以转染的原代细胞和干细胞的兴趣日益增加,催生了转染试剂的蓬勃发展。另外,现在的研究人员早已不满足于单个的转染,他们更倾向于用高通量转染在整个基因组范围内筛选**的靶点,高通量的转染仪器应运而生。那么,我们就带大家来看看非病毒核酸导入技术近年来的发展。
大家都知道,除了病毒,核酸导入的方法可分为物理方法和化学方法。物理方法就比如电穿孔,它瞬间改变细胞膜,摄入DNA或RNA;化学方法是让载体包裹核酸,从而形成复合物,融入细胞。
化学方法中的载体有n多种,从聚合物、脂质体到这两年新兴的纳米颗粒。聚合物载体,如聚乙烯亚胺(PEI)、聚胺和环状糊精,它们结合并压缩DNA或RNA,形成稳定的颗粒,通过内吞作用被细胞吸收。QIAGEN的SuperFect和PolyFect转染试剂,以及Fermentas的ExGen500试剂正是此种类型。
脂质体或许大家更熟悉,它的历史已超过20年,是*受欢迎的体外导入载体。脂质体结合或包围核酸,进而被细胞吸收。Invitrogen公司的脂质体Lipofectin、Lipofectamine、Lipofectamine2000已畅销十余年。脂质体还是携带小分子RNA进入细胞的有力武器。Ambion(现属于生命科技公司)就开发出siRNA转染试剂-siPORTNeoFX,Invitrogen也修改了阳离子脂质体的配方,专门为小分子RNA推出RNAiMAX。
当然,转染不仅**于细胞系,许多研究人员将他们的目光投向体内转染。一些生物公司如Polyplus-transfection、AltogenBiosystems等利用脂质体或可生物降解的聚合物作为载体,将DNA片段或siRNA导入体内。然而,它们都不是理想的载体。脂质体的导入效果虽比聚合物要持久,但它可能引起更多的**反应,这也不是研究人员所期望的。也正是这些不足,导致了近几年纳米颗粒的出现。2007年,Sigma-Aldrich推出了N-TER纳米颗粒siRNA转染试剂,让siRNA结合在纳米颗粒的表面,通过N-TER肽段导入体内。
在RNAi研究领域,越来越多的研究人员开始对高通量的筛选感兴趣。瑞典Cellectricon公司也注意到这一点,他们认识到转染是RNAi筛选中的主要瓶颈之一,急需一种高通量的转染方法。于是他们花了两年的时间,开发出**台全自动的转染系统-CellaxessHT电穿孔仪。这台仪器能够自动移液,自动在细胞中加入siRNA,自动将移液吸头转换成电穿孔元件,并进行电穿孔,*后加入细胞培养基进行复苏。CellaxessHT每天能转染50000个孔。生物通之前介绍过的Nucleofector核转染系统(http://www.ebiotrade.com/newsf/2008-5/2.htm)也是类似的电穿孔仪器,它能够对96孔板进行转染。
说到底,转染的目标其实很简单,就是用*少量的DNA或RNA去转染*多的细胞。当然,还要尽量减少或避免对细胞的毒性、脱靶效应和**反应。别看这个目标简单,实现起来还真不容易。无论是试剂还是仪器,都有需要改进的地方,同时,新技术也在不断萌芽。也许在不久的将来,转染将不再是实验中的瓶颈,轻轻松松就能实现。