细胞增殖和细胞毒性试验

细胞活力是指一定种群中活细胞的数量，测量增殖细胞的数量是衡量细胞在药物或化学制剂作用下存活或死亡的重要指标。药物的作用可以是细胞毒性，指的是有毒并杀死细胞，也可以是细胞抑制剂，指的是抑制细胞生长。在不同类型的生物学研究中，检测一定群体中的活细胞数是非常重要的。细胞毒性和增殖试验基本上用于筛选细胞对药物或任何化学试剂的反应。

特别是制药工业广泛使用细胞毒性试验来确定开发的药物对细胞的影响。研究人员使用不同类型的分析来筛选主要针对癌细胞的治疗方法的结果。检测不同化合物的细胞毒性和细胞抑制作用以及测量细胞活力的方法多种多样。不同的方法可以依赖于不同的细胞功能，包括细胞膜通透性、染料摄取、代谢活性、酶释放、细胞粘附、ATP产生、辅酶产生、DNA合成和核苷酸摄取活性。

主要和常用的细胞增殖和细胞毒性检测方法被分为不同的类别。台盼蓝是一种染料排除法，比其他方法更容易使用，基本上是基于对活细胞上的死细胞进行染色。另一方面，基于DNA合成或细胞增殖标记的方法如H3胸苷摄取、BrdU、PCNA、磷酸组蛋白H3或Ki67检测被广泛使用。

除了所有这些检测外，ATP检测、蛋白酶活力标记检测、克隆细胞存活检测、硫磺胺B检测和拉曼显微光谱检测是其他常见和高效的检测方法细胞活力检测方法。然而，所有这些检测都应根据研究目的、条件或细胞类型进行考虑。下面详细介绍了所有这些类型的分析，以及它们各自的优缺点、方法、比较和预期目的。

图1. MTT分析 ^[1]

MTT检测是基于活细胞中释放的线粒体NAD(p)非依赖性氧化还原酶将MTT((3-[4,5二甲基噻唑-2-基]-2,5二苯基溴化四唑)转化为不溶性甲醛晶体(图1)。这些线粒体酶能够在一定的细胞培养条件下通过还原反应将MTT转化为不溶性甲醛。MTT法基本上是通过测量线粒体活性来确定活细胞的数量，线粒体活性与甲醛晶体的数量有关。增殖细胞具有较高的MTT转化反应速率，而死亡或生长缓慢的细胞代谢较低，导致MTT还原水平较低。在MTT应用后，甲醛晶体与二甲亚砜或洗涤剂十二烷基硫酸钠等溶液溶解。乳酸脱氢酶释放法最初用于测定免疫细胞的细胞毒性。LDH是坏死或凋亡细胞细胞膜破裂后释放到细胞培养基中的可溶性细胞质酶。

因此，可以通过测定LDH活性来检测不同药物或环境因素对细胞的毒性作用。LDH测定包括两步程序，测量细胞培养基中LDH活性的水平。在第一步中，LDH通过将NAD⁺还原为NADH来催化乳酸转化为丙酮酸。然后，在这一步之后，利用生成的NADH，四氮唑盐(INT)通过双沥青酶还原为红色甲酸产物 (图2)。细胞活力的测定在所有细胞培养研究中具有重要的基础作用。细胞毒性和增殖试验通常用于药物筛选，以检测试验分子是否对细胞增殖有影响或显示直接的细胞毒性作用。无论使用哪种类型的细胞检测，重要的是要知道在实验结束时还剩下多少活细胞。

图2. LDH释放试验^[1]

[1] Aysun Adan, Yağmur Kiraz and Yusuf Baran. Cell Proliferation and Cytotoxicity Assays. Current Pharmaceutical Biotechnology, 2016，,17, 1213 - 1221.

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