細胞週期是指具有延續性分裂能力的真核細胞，在完成一次有絲分裂後生長，直至經歷至下一次分裂結束的週期性循環過程。對細胞週期的分析檢測對生物學研究與醫療診斷有重要作用。細胞週期分析檢測有多種不同類型，您所選擇的方法取決於您欲使用流式細胞術或成像技術，以及需要對固定細胞或活細胞的細胞週期進行分析。
流式細胞術—在活細胞或固定細胞中，得到處於不同細胞週期階段的細胞群百分比
顯微鏡—觀察細胞群內的活細胞分裂情形
抗體—研究細胞週期的調控異常
細胞週期檢測選擇指南
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| 檢測方法和試劑盒 | DyeCycle染色劑 | CellEvent細胞衰老綠色檢測試劑盒 | CellEvent細胞衰老綠色流式細胞檢測試劑盒 | 用於細胞週期分析的抗體 |
| 如何測量細胞週期 | DNA含量分布 | 衰老 | 生物過程 | |
| 測量內容 | G0/G1與S期、G2或多倍體期細胞的比較 | β-半乳糖苷酶的活化 | 細胞週期階段 | |
| 檢測平台 | 流式細胞儀 | 成像技術（包括HCS和微量盤分析儀） | 流式細胞儀 | 流式細胞儀；成像技術；西方墨點法 |
透過評估DNA含量分布，進行細胞週期分析
什麼是細胞週期？真核細胞週期（Cell Cycle）或細胞分裂週期涵蓋一系列的事件，包括細胞生長、複製和分裂。細胞週期描述了細胞透過分裂週期的進程變化（圖1），並且涉及細胞質和細胞核事件。
- G1期（第一生長期）— 細胞首先透過生成RNA和蛋白質來誘導生長，DNA含量不會發生變化
- S期（合成期）— 伴隨著DNA複製進行DNA合成，不同細胞內的DNA含量各有不同
- G2期（第二生長期）— 已完成DNA合成，並繼續生長，為細胞有絲分裂作準備，DNA的含量為原來的兩倍
- M期（有絲分裂期）— 發生細胞核分裂和細胞質分裂，產生兩個子細胞（有絲分裂可以使細胞非常精確地將遺傳物質從母細胞分配到兩個新生的子細胞中，是生物生長與繁殖的重要方式）
圖1. 細胞週期的各個階段。G1、S和G2期是細胞週期的中間期。M（有絲分裂期）包括4個不同階段：前期、中期、後期和末期。G0是靜止期，細胞處於靜止、非分裂的狀態。
在M期（有絲分裂期）完成後，每個子細胞均包含與原始母細胞相同的遺傳物質，以及大約G2期一半的細胞質。細胞可以退出細胞週期，並進入不分裂階段（G0），一旦進入後，它們可透過適當的活化重新進入細胞週期。
透過評估DNA含量分布，進行細胞週期分析細胞可以使用化學計量法，與DNA結合的染色劑一起培養。這意味著染色劑與每個細胞中存在的DNA含量按比例結合。使用流式細胞術，可以記錄特定單時間點，細胞群內DNA含量分布的測量結果。透過線性螢光和化學計量染色，4N細胞的螢光值應為2N細胞的兩倍（圖2A）。實際上，細胞群以頻率直方圖表示，峰值的寬度皆為不同。由於DNA染色方法、染劑加樣和檢測儀器的不同而造成差異，所得的數據可能與模型相似，但不完全相同。
我們提供Hoechst 33342、DRAQ5、DAPI和PI等經典的DNA染色劑、一系列升級的螢光染劑、用於固定細胞週期分析的Invitrogen FxCycle試劑，以及用於活細胞週期分析的Invitrogen Vybrant DyeCycle試劑（圖2B）。這些優化後的DNA染色試劑可以進行準確的細胞週期分析，並提供更多的顏色選擇。此外，Vybrant DyeCycle試劑通常毒性很低，因此可以對染色後的細胞進行分選，並以其他方式培養或評估。
圖2. 流式細胞術細胞週期分析檢測中，DNA含量分佈示例。(A) 該圖不是實際數據，僅用以展示細胞週期中不同階段的細胞DNA含量，以及如何解讀DNA含量直方圖。棕色圓圈表示G0和G1細胞的DNA含量，兩者都具有2倍的DNA。黃色圓圈表示S期細胞，預計會觀察到DNA含量不斷增加。紅色圓圈表示M期分裂前的DNA含量，此時細胞含有4倍的DNA。藍色圓圈顯示為G2期細胞，同樣觀察到具有4倍的DNA。4N細胞在G2M處的螢光值預計將為2N細胞在G0/G1處的兩倍。(B) 實際上，觀察到的是細胞群頻率直方圖中峰值寬度的變化。這些變化在預料之中，可歸因於實驗中的多種變量。
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衰老細胞檢測
當正常細胞達到其有限的複製壽命終點時（通常稱為Hayflick極限）時，它們即進入衰老期，成為衰老細胞。在該階段細胞仍保持代謝活性，還不會進入細胞死亡過程。這些衰老細胞具有特定的表型特徵，包括多核細胞的形成、液泡化的增加、pH依賴性β-半乳糖苷酶的表達，以及細胞增大和擴展的形態學變化。透過多種機制，這些衰老細胞可能在腫瘤抑制、腫瘤進展、衰老和組織修復中發揮作用。
β-半乳糖苷酶的活化通常可作為衰老細胞的生物標誌物（圖3A和3C）。這種水解酶存在於溶酶體中，在酸性pH條件下將β-半乳糖苷轉化為單醣。傳統方法中，β-半乳糖苷酶的比色底物5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖苷（X-gal），已用於在成像應用中檢測體外細胞的代謝活性，但該測定法不適用於流式細胞術。CellEvent Senescence Green探針是一種螢光試劑，在成像應用中其靈敏度優於傳統比色X-gal方法，並且也適用於流式細胞分析應用（圖3B和3D）。
圖3. 使用CellEvent Senescence Green探針或X-gal處理的衰老細胞和非衰老細胞。在每隔一天更換培養基時，加入5 µM Palbociclib處理T47D細胞，持續15天，以透過細胞週期蛋白D檢查點阻斷誘導衰老（衰老細胞），對照組為未處理的T47D細胞（非衰老細胞）；分別在室溫下以4% 多聚甲醛固定10分鐘，然後在37°C無CO2的培養箱中，使用CellEvent Senescence Green探針或X-gal染色90分鐘。圖A和圖C採用X-gal染色；圖B和圖D採用CellEvent Senescence Green探針染色。
圖4. 使用CellEvent Senescence Green流式細胞分析，觀察到細胞週期蛋白A2和B1在衰老和非衰老細胞中的表達變化。細胞週期蛋白A2和B1的表達隨著衰老的開始而逐漸減少。
用於細胞週期分析研究的抗體
細胞分裂週期是一系列調控細胞分裂和增殖的分子事件。G1、S、G2期（統稱為"間期"，是指細胞完成有絲分裂後，到進行下一次有絲分裂之前的準備階段，主要功能是生長和DNA複製）和M期（有絲分裂期）是細胞週期的主要階段。細胞週期蛋白和細胞週期蛋白依賴性激酶（CDK）在協調與每個階段的相關事件中扮演著至關重要的角色。細胞週期蛋白由於與特異性CDK結合並將其活化，因此其表達水平在整個細胞週期中會出現變化。CDK的活性由CDK抑制分子調控，屬於兩個大家族：INK4蛋白，包括INK4A（p16）、INK4B（p15）、INK4C（p18）和INK4D（p19），以及Cip/Kip家族，其中包括p21（Cip1）、p27（Kip1）和p57（Kip2）。細胞週期失調與包括癌症在內的多種疾病進展有關。
在各種研究應用中，可應用的高品質抗體對於研究細胞週期的關鍵分子角色至關重要。例如，Aurora B是染色體乘客複合體（chromosomal passenger complex，CPC）的組成部分，在中心體複製、染色體排列和分離、組蛋白修飾和細胞質分裂中發揮作用。根據報導，Aurora B在多種類型的腫瘤中皆過度表達，並且與癌症患者的不良預後有關。圖5顯示了Aurora B在各種細胞株中的基礎表達，以及使用Aurora B重組兔單株抗體（RM278）（貨號MA5-27890）並透過西方墨點法，在HeLa細胞經Nocodazole處理後，觀察到Aurora B的表現上調。Aurora B在前中期位於著絲粒（centromeres），並在後期和末期遷移到中區微管和中間體。圖6顯示了使用相同抗體，在免疫螢光應用中觀察到Aurora B的動態定位。
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圖5. 應用於西方墨點法中的Aurora B抗體。使用抗Aurora B重組兔單株抗體（RM278）（貨號MA5-27890）進行西方墨點法，在檢測的各細胞株和組織中觀察到與Aurora B對應的39 kDa條帶。
圖6. 應用於免疫螢光實驗中的Aurora B抗體。對Aurora B重組兔單株抗體（RM278）（貨號MA5-27890）標記的A549細胞進行免疫螢光分析。
相關資源
工具
Panel Builder流式細胞術配色工具—使用此線上工具設計多色流式細胞panel，輕鬆簡化的定製體驗，充分滿足您的需求。
螢光光譜檢視器—對螢光試劑激發和發射進行可視化的線上工具。該工具允許檢查多種螢光基團的光譜兼容性。
細胞活性、細胞增殖和細胞週期資源中心—查找教育資源，如應用指南、線上研討會、影片、技術文章等，涵蓋了如何使用我們用於監測細胞功能的多款檢測試劑和試劑盒。
僅供研究用途，不得用於診斷程序。