細胞毒性及檢測方法
一、細胞毒性的分類
細胞毒性可從細胞形態(tài)、細胞生長情況及其生化改變來評價。常用指標分為心下幾類。
1、反映細胞數(shù)量多少的指標:每孔細胞蛋白質含量、每孔細胞DNA含量、活細胞計數(shù)、結晶紫試驗、中性紅試驗、MTT試驗和WST-1試驗。
2、反映細胞膜完整性或通透性的指標:臺盼藍拒染率、乳酸脫氫酶漏出率等。
3、反映亞細胞器損傷的指標:中性紅試驗(溶酶體)、MTT試驗和WST-1試驗(線粒體)
4、反映細胞代謝活性的指標:
反映細胞能量代謝:ATP含量、乳酸/酸比值。
反映氧化還原狀態(tài):還原型谷胱甘肽(GSH)含量、脂質產物生成量。
反映生物大分子合成狀態(tài):蛋白質合成量、DNA合成量。
5、反映形態(tài)學改變的指標 細胞核和細胞質的改變、細胞空泡積累、脂質小滴、細胞膜膨出(鼓泡)、細胞核染色質的變化及細胞器(如線粒體、溶酶體等)的變化、細胞脫壁和貼壁等。
另外還有將幾種指標結合起來反映不同損害靶點的聯(lián)合檢測法,如WST-1試驗、中性紅試驗,可對同一細胞樣本先后進行檢測,以分別檢測細胞的線粒體損傷和溶酶體損傷。
指標的具體選擇除了要考慮到應與體內誘導的損害相符外,還要注意以下幾個主要方面:可靠性、可重復性、靈敏度、方便性、費用及種屬差異,最后還要考慮檢測的化學物的毒性作用特點。
二、細胞毒性與毒性策略的關系
毒性在體內是一個復雜的事件,它可能直接損傷細胞,如有細胞毒性的藥物;可能是生理效應,如腎臟的膜轉運或腦內的神經毒性;也可能是局部的炎性效應以及其它一些全身效應。目前在體外試驗很難監(jiān)控全身和生理效應的前提下,大多數(shù)實驗都是測定細胞水平的效應,即細胞毒性。
細胞毒性的定義不是一成不變的,這要取決于研究的性質以及目的。如藥物的細胞毒性研究目的可能旨在將細胞殺死;而普通藥物的細胞毒性研究可能旨在證明其不具細胞毒性,監(jiān)控細胞的代謝變化、細胞間信號改變或可引發(fā)炎性過敏反應的信號等。相對于復雜的體內反應,所有的細胞毒性試驗都是過分簡化了的監(jiān)測事件,但是由于其經濟、快速、易于量化和可重復性好,而且符合3R的原則而被廣泛采用。
三、常用的細胞毒性檢測方法
分析方法的選擇取決于研究的試劑、應答的性質以及特定的靶細胞,這些分析可分為五大類:
生存力(viability):一種快速或短期的應答,如膜滲透性的改變或者特定代謝途徑的紊亂。
存活(survival):自我更新能力的長期維持
代謝(metabolic):通常是基于微滴定的中期分析,可以測定暴露當時或稍后的代謝應答(如LDH活性、DNA、RNA或蛋白質合成),也可在暴露2或3次群體倍增時測定同一參數(shù),這更可能反應細胞的生長潛力和存活率;
轉化(transformation):狀況時的存活情況(如表達遺傳突變或惡性轉化時的情況);
刺激性(irritancy):與體內炎癥、過敏或刺激反應類似的一種應答,可以通過監(jiān)測細胞因子的釋放來進行分析。
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