监控细胞周期，这些新方法了解一下[新品推荐]

周而复始，循环往复。细胞周期是一个紧密协调的过程，直接影响着所有真核细胞的生长、发育和复制。细胞周期的失调也与许多疾病状态存在关联，尤其是癌症，因此，准确监控细胞周期的进程，能够帮助研究人员更好地了解它控制下的各种机制。

TTP Labtech的应用主管Paul Wylie表示：“监控细胞周期的最简单方法是对细胞进行计数，从而评估细胞的增殖情况。最常用的方法是利用便宜的染料和简单的分析技术来确定DNA含量，比如显微镜或流式细胞术。”

“不过，尽管这些方法能提供不少信息，可用来鉴定细胞周期中每个阶段的细胞，但它们代表的是一种‘全局视角’。为了更加详细地研究每个阶段，研究人员更倾向于采用免疫染色的方案，他们利用商业化的抗体来检测特定蛋白的周期表达，”他说。

TTP Labtech的的产品经理Sarah Payne则表示：“流式细胞仪容易堵塞那是出了名的，这个因素大大影响了它在自动化分析中的应用。基于显微镜的方法虽然能够代替流式分析，但它产生的大量数据以及对专业操作人员的要求，也带来了不少挑战。”

为此，TTP Labtech开发出acumen® Cellista高内涵分析平台。据介绍，这台强大的仪器采用创新的激光扫描细胞成像技术，能够在5分钟内读取和分析1536孔板上所有细胞的细胞周期。因此，每天分析的化合物可以达到15万种。除了快速的多参数分析，acumen Cellista也支持用免疫荧光方案进行多重分析，以分析不同标志物的表达。

ChromoTek的营销经理Christoph Eckert指出，目前用来监控细胞周期的许多技术，比如碘化丙啶（PI）染色细胞的流式分析，或细胞周期标志物的免疫染色，都需要在分析前进行细胞固定。

“相比之下，我们的Cell Cycle Chromobody®（CCC）通过突出一种内源的细胞周期标志物蛋白，增殖细胞核抗原（PCNA），让研究人员能够实时分辨活细胞的动态变化。尽管以往人们也通过PCNA的过表达来监控细胞周期，但CCC不改变PCNA的内源性表达水平，因此对细胞周期进程没有影响。”

CCC信号在整个细胞周期中不断变化。在G1期，CCC信号均匀分布在细胞核和细胞质，而在S期，信号在细胞核内积累。这反映了复制灶的形成，其在细胞分裂之前的G2期消失。

ChromoTek还提供了一些Chromobody产品，与CCC互补。据Eckert介绍，将两种质粒共转染细胞，这些质粒携带不同荧光基团并编码极小的细胞内功能抗体，就能够同时检测不同的细胞周期蛋白和细胞标志物。Panza等人在2015年发表文章，就使用Chromobody产品对斑马鱼的内源蛋白进行实时成像。

另一种为在活细胞中监控细胞周期而设计的试剂是赛默飞世尔科技的Premo™ FUCCI Cell Cycle Sensor。它是将绿色和红色荧光蛋白分别与两种细胞周期调节蛋白geminin和Cdt1融合在一起。geminin和Cdt1在细胞周期的不同阶段降解，并在G1/S过渡期同时存在。这导致细胞颜色发生动态变化，从红色到黄色再到绿色。

赛默飞产品开发部门的高级经理Brian Almond表示：“Premo FUCCI Cell Cycle Sensor是通过BacMam 2.0技术导入的。它采用VSVG假型衣壳蛋白（以便高效进入细胞）、强效的哺乳动物启动子和转录后调控元件，带来更高的表达水平。这些特征使得这种试剂几乎适用于所有细胞的细胞周期研究，包括原代神经元，干细胞和心肌细胞，而这些细胞都难以转染。”

尽管是为活细胞成像而开发的，但通过Premo FUCCI Cell Cycle Sensor标记的细胞也可以用其他抗体染色。Cdt1-RFP和geminin-GFP的荧光可以耐受4%甲醛的固定以及0.1% Triton X-100的透化处理，因此标记后的细胞可用抗体等来处理。

除了针对关键标志物的各种DNA染料和抗体，BD Biosciences还提供了Cycletest™ Plus试剂盒，可通过流式细胞术准确分析细胞的DNA含量。据全球产品经理Matthew Miceli介绍，Cycletest™ Plus提供了一套优化的试剂，可从新鲜或冷冻的组织标本或细胞悬液中分离并染色细胞核，对体外和体内研究都适用。

Cycletest Plus试剂盒中含有PI和其他能够降解蛋白和RNA的试剂，让DNA检测变得更精确。此产品已被监控细胞周期的文献广泛引用。例如，2017年在《Journal of Experimental and Clinical Cancer Research》上发表的一篇文章详细介绍了如何利用此试剂盒来检测小分子ICG-001处理胃癌细胞系后的细胞周期停滞。

尽管研究人员已有不少方法来监控细胞周期，但各大公司还在开发更加精准的方法。Almond总结道，“追踪细胞周期将有助于肿瘤学研究人员确定细胞正处于哪个阶段，以及癌细胞将对治疗药物有何反应。另一个活跃的研究领域是细胞周期如何应对DNA损伤。DNA修复贯穿整个细胞周期，但在G1期尤为重要。了解细胞处于哪个阶段是研究细胞修复机制的关键。”

（作者：Emma Easthope / 生物通编译）