(一)形态学检测
凋亡细胞的体积变小、变形,细胞膜完整但出现发泡现象,细胞凋亡晚期可见凋亡小体。贴壁细胞可出现皱缩、变圆、脱落的现象。
1.光学显微镜观察 有凋亡细胞的染色质浓缩、边缘化,核膜裂解、染色质分割成块状和凋亡小体等典型的凋亡形态。常用姬姆萨染色(Giemsa,也称天青-伊红染色)、瑞氏染色(也称伊红-亚甲蓝染色)等。
(1)试剂配制
姬姆萨染液:姬姆萨染料0.8 g,加入50 ml甲醇,加温至58℃,搅拌约2 h待染料彻底溶解后,缓慢加入50 ml甘油,充分摇匀,置37℃温箱中保温8~12 h。置棕色瓶中密封保存,即为Giemsa原液,一般在12~24 h后即可使用。临用时,取1 ml Giemsa原液与10 ml PBS混合,即为工作液。
瑞氏染液:瑞氏染料1 g,甲醇600 ml。
(2)操作步骤:接种细胞到12孔板;37℃,5%CO2培养箱培养24 h;对照组细胞加入PBS,实验组细胞中加入相应的诱导凋亡试剂。药物作用24 h后弃去上清液,PBS小心浸洗2次,甲醇固定15 min;去固定液,PBS洗2遍,加姬姆萨染色或瑞氏染色液,染色5 min;清水冲洗;倒置显微镜下观察拍照。
(3)注意事项:姬姆萨染色或瑞氏染色液均有成品可购买;缓冲液的p H 对染色效果影响较大;如果染色较浅可进行复染。
2.荧光显微镜或激光共聚焦显微镜观察 常用的DNA特异性染料有双苯并咪唑(Hoechst)、4′,6′-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)和碘化丙啶(PI)。Hoechst是与DNA 特异结合的活性染料,储存液用蒸馏水配成1 mg/ml的浓度,使用时用PBS稀释,终浓度为10μg/ml;DAPI为半通透性,用于常规固定细胞的染色,储存液用蒸馏水配成1 mg/ml的浓度,使用终浓度一般为10μg/ml;PI不能透过完整的细胞膜,但在凋亡中晚期的细胞和死细胞能够透过细胞膜而将细胞核染红。(https://www.daowen.com)
(1)操作步骤:准备细胞爬片和12孔板;接种细胞到12孔板(含有爬片);37℃,5%CO2培养箱培养过夜,使细胞融合度约为70%;对照组细胞加入PBS,实验组细胞中加入诱导凋亡的试剂或药物,药物作用24 h;弃去上清液,用PBS小心清洗2次,加入0.5 ml固定液,固定15 min;去固定液,PBS洗2遍,加Hoechst染料(终浓度为10μg/ml)染色10 min;滴1滴抗荧光淬灭封片液于载玻片上,盖上贴有细胞的爬片,让细胞接触封片液,尽量避免气泡;荧光显微镜观察拍照。激发波长350 nm 左右,发射波长460 nm 左右。
(2)结果分析:细胞凋亡过程中细胞核染色质的形态学改变分为3期:Ⅰ期的细胞核呈波纹状(rippled)或呈折缝样(creased),部分染色质出现浓缩状态;Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;Ⅱb期的细胞核裂解为碎块,产生凋亡小体(图15-1)。
(3)注意事项:荧光显微镜下观察细胞时,由于荧光易淬灭,观察时要尽量快。
3.电子投射显微镜 在透射电镜下,凋亡细胞体积变小。凋亡Ⅰ期(pro-apoptosis nuclei),染色质高度盘绕,出现许多空泡结构;Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;凋亡晚期出现核解体,产生凋亡小体。
注意事项:无法定量(电镜一个视野仅能观察一两个细胞);实验步骤烦琐(固定、切片到拍照);并非所有实验室都能配备电镜,具有局限性。

图15-1 细胞凋亡过程中核染色质变化(DAPI染色)