活細(xì)胞Caspase-3活性與Annexin V細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(Caspase-3 Activity and Apoptosis Detection Kit for Live Cell)是基于新型的具有細(xì)胞膜通透性的Caspase-3/7綠色熒光底物GreenNuc™ Caspase-3 Substrate聯(lián)合細(xì)胞凋亡紅色熒光探針Annexin V-mCherry來(lái)檢測(cè)培養(yǎng)細(xì)胞中Caspase-3活性和細(xì)胞凋亡的紅綠熒光雙染試劑盒，可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)活細(xì)胞中Caspase-3活性和凋亡情況。本試劑盒適用于流式細(xì)胞儀、熒光顯微鏡或其它熒光檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。

細(xì)胞凋亡(Apoptosis)是生物體發(fā)育等生命過(guò)程中普遍存在的、由基因決定的細(xì)胞主動(dòng)有序的死亡方式。當(dāng)細(xì)胞遇到內(nèi)、外環(huán)境因子刺激時(shí)，啟動(dòng)基因調(diào)控的自殺保護(hù)措施，去除體內(nèi)非必需細(xì)胞或即將發(fā)生特化的細(xì)胞。在這一過(guò)程中，細(xì)胞脫落離體或裂解為若干凋亡小體，并迅速被巨噬細(xì)胞或鄰近細(xì)胞清除，這是一種由基因控制、高度有序的細(xì)胞自主死亡，包含一系列信號(hào)事件組成的通路。細(xì)胞凋亡失調(diào)與多種疾病有關(guān)，例如阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease)和癌癥等。

Caspase (cysteine-dependent aspartate-specific proteases)的全稱為天冬氨酸特異性的半胱氨酸蛋白水解酶，存在于蛋白質(zhì)中，主要利用半胱氨酸(cysteine)側(cè)鏈選擇性地高效切割含有天冬氨酸(aspartate)的多肽底物，在介導(dǎo)細(xì)胞凋亡(apoptosis)過(guò)程中起重要作用，并參與細(xì)胞的炎癥、生長(zhǎng)和分化等過(guò)程。Caspase-3也稱CPP32、Yama或apopain，屬于caspase家族的CED-3亞家族(CED-3 subfamily)，是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中研究最多的一個(gè)caspase。Caspase-3是細(xì)胞凋亡過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵酶，可以直接特異性剪切許多caspase底物，包括PARP (poly ADP-ribose polymerase)、ICAD (Inhibitor of caspase-activated deoxyribonuclease)、proCaspase-6、7和9、gelsolin和fodrin等。這些由Caspase-3介導(dǎo)的蛋白剪切是細(xì)胞凋亡分子機(jī)制的重要組成部分。同時(shí)Caspase-3還參與細(xì)胞核凋亡過(guò)程，如染色質(zhì)固縮(chromatin condensation)，DNA片段化(DNA fragmentation)等。另外，Caspase-3對(duì)凋亡過(guò)程中的細(xì)胞起泡(cell blebbing)也起到了關(guān)鍵作用。

GreenNuc™ Caspase-3為耦合DNA綠色熒光染料的多肽DEVD，該底物中的DEVD是caspase 3/7的識(shí)別序列，并帶有大量負(fù)電荷。這些負(fù)電荷和DNA帶有的負(fù)電荷相互排斥，使底物中的DNA綠色熒光染料不能結(jié)合DNA，也就不能被激發(fā)產(chǎn)生綠色熒光。最初沒(méi)有熒光的底物穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在凋亡細(xì)胞中被Caspase-3/7識(shí)別并剪切，釋放出活化的DNA綠色熒光染料分子。活化的DNA綠色熒光染料分子遷移進(jìn)入細(xì)胞核，與DNA結(jié)合后，形成GreenNuc™-DNA復(fù)合物，就可以被激發(fā)而產(chǎn)生明亮的綠色熒光。

在正常活細(xì)胞中，磷酯酰絲氨酸(phosphatidylserine, PS)位于細(xì)胞膜的近細(xì)胞質(zhì)面。而在凋亡細(xì)胞中，PS從質(zhì)膜的內(nèi)部外翻到細(xì)胞表面即細(xì)胞膜外側(cè)，從而使PS暴露于細(xì)胞外部。在白細(xì)胞的凋亡過(guò)程中，白細(xì)胞表面的PS標(biāo)記可以被巨噬細(xì)胞識(shí)別，從而最終被巨噬細(xì)胞吞噬。人血管抗凝血?jiǎng)〢nnexin V是一種Ca2+依賴性磷脂結(jié)合蛋白，分子量為35-36kDa，對(duì)PS具有高親和力。用帶有紅色熒光的mCherry標(biāo)記的Annexin V (Annexin V-mCherry)染色細(xì)胞，就可以通過(guò)熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡或流式細(xì)胞儀等熒光檢測(cè)設(shè)備非常簡(jiǎn)單而直接地檢測(cè)到PS的外翻這一細(xì)胞凋亡的重要特征。需要指出的是對(duì)于發(fā)生壞死(necrosis)的細(xì)胞，由于細(xì)胞膜的完整性被破壞，位于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的PS也會(huì)被Annexin V-mCherry染色。本試劑盒不區(qū)分凋亡細(xì)胞和壞死細(xì)胞，如有需要，可參考C1062 Annexin V-FITC細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒。

本試劑盒檢測(cè)的是GreenNuc™-DNA復(fù)合物的綠色熒光和Annexin V-mCherry紅色熒光，GreenNuc™-DNA的最大激發(fā)光波長(zhǎng)為500nm，最大發(fā)射光波長(zhǎng)為530nm；Annexin V-mCherry的最大激發(fā)光波長(zhǎng)為587nm，最大發(fā)射光波長(zhǎng)為610nm。GreenNuc™-DNA復(fù)合物和Annexin V-mCherry的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜參考圖1。

圖1. GreenNuc™-DNA復(fù)合物(綠色)和Annexin V-mCherry(紅色)的激發(fā)光和發(fā)射光光譜。

本試劑盒中檢測(cè)試劑配制后直接加入細(xì)胞中，孵育15-30分鐘后即可直接用于熒光顯微鏡、流式細(xì)胞儀或熒光酶標(biāo)儀檢測(cè)等檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行定性或定量檢測(cè)。正常細(xì)胞不會(huì)被GreenNuc™和Annexin V-mCherry所染色，Caspase-3活性高的凋亡細(xì)胞的細(xì)胞核呈明亮的綠色熒光，凋亡細(xì)胞會(huì)被Annexin V-mCherry染成紅色熒光。使用本試劑盒檢測(cè)Caspase-3/7活性和細(xì)胞凋亡的效果參考圖2。

圖2. 活細(xì)胞Caspase-3活性與細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒檢測(cè)BGC-823細(xì)胞(人胃癌細(xì)胞) Caspase-3活性和細(xì)胞凋亡的效果。正常狀態(tài)的BGC-823細(xì)胞在明場(chǎng)下的形態(tài)見(jiàn)圖A；正常細(xì)胞不會(huì)被GreenNuc™和Annexin V-mCherry所染色(圖B-D)。TS誘導(dǎo)3小時(shí)后的BGC-823細(xì)胞在明場(chǎng)下的形態(tài)見(jiàn)圖E；細(xì)胞內(nèi)Caspase-3活性高的凋亡細(xì)胞核呈明亮的綠色熒光，凋亡細(xì)胞的細(xì)胞膜呈紅色熒光(圖F-H)。TS是由TNFα、SM-164組成的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)試劑(C0006S)。實(shí)際檢測(cè)效果會(huì)因?qū)嶒?yàn)條件、檢測(cè)儀器的不同而存在差異，本圖僅供參考。

本試劑盒檢測(cè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)Caspase-3/7活性。傳統(tǒng)的Caspase活性檢測(cè)試劑盒，通常需要裂解細(xì)胞或組織樣品后進(jìn)行顯色或熒光檢測(cè)；通過(guò)Western檢測(cè)Caspase本身和剪切后蛋白的表達(dá)情況，也只能檢測(cè)Caspase的表達(dá)情況，從一定程度上反應(yīng)酶活性；基于熒光標(biāo)記的Caspase抑制劑的檢測(cè)技術(shù)(fluorochrome-labeled inhibitors of caspases, FLICA)可以進(jìn)入活細(xì)胞檢測(cè)Caspase活性，但其熒光探針本身就是不可逆的Caspase抑制劑，所以無(wú)法在活細(xì)胞中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)Caspase的活力。而本試劑盒中提供的熒光底物GreenNuc™ Caspase-3對(duì)細(xì)胞活性沒(méi)有明顯的抑制作用，不影響Caspase的表達(dá)，不抑制細(xì)胞的凋亡過(guò)程，有助于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞凋亡。

本試劑盒功能強(qiáng)大。使用本試劑盒檢測(cè)Caspase-3/7的活性的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞核在凋亡過(guò)程中的形態(tài)學(xué)變化，還能夠檢測(cè)細(xì)胞凋亡過(guò)程中PS外翻這一經(jīng)典事件。在眾多凋亡的細(xì)胞內(nèi)，不同細(xì)胞可能處在不同階段并經(jīng)歷著凋亡過(guò)程中的不同事件，因而研究中很重要的一點(diǎn)就是能實(shí)時(shí)獨(dú)立地跟蹤這些事件，從而更好地了解事件之間的相互關(guān)系。本試劑盒可以通過(guò)熒光顯微鏡、流式細(xì)胞儀來(lái)研究這些不同事件的時(shí)間、空間關(guān)系。

本試劑盒小包裝C1077S和中包裝C1077M用于流式細(xì)胞儀分別可以進(jìn)行20次和50次檢測(cè)；用于96孔板每孔檢測(cè)體系的體積為100μl時(shí)分別可以檢測(cè)40次和100次，檢測(cè)體系體積為200μl時(shí)分別可以檢測(cè)20次和50次。實(shí)際檢測(cè)次數(shù)會(huì)因?yàn)闄z測(cè)體系和使用的底物濃度而有所不同。

包裝清單：

保存條件：

-20℃保存，一年有效。Annexin V-mCherry和GreenNuc™ Caspase-3 Substrate (1mM)避光保存。

注意事項(xiàng)：

避免微生物污染，如有細(xì)菌或真菌污染，會(huì)嚴(yán)重影響檢測(cè)效果。

染色后宜盡快檢測(cè)，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)導(dǎo)致凋亡或壞死細(xì)胞的數(shù)量增加。

如果細(xì)胞收集過(guò)程中使用了胰酶，需注意設(shè)法去除殘留的胰酶。殘留的胰酶會(huì)消化并降解Annexin V-mCherry，最終導(dǎo)致染色失敗。

GreenNuc™ Caspase-3 Substrate不是很穩(wěn)定，應(yīng)盡量避免反復(fù)凍融(一般不要超過(guò)三次)。

用于流式細(xì)胞儀檢測(cè)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)Annexin V-mCherry或GreenNuc™信號(hào)過(guò)強(qiáng)，并且通過(guò)調(diào)整相關(guān)設(shè)置和參數(shù)也無(wú)法改善，可以用PBS (C0221A)將Annexin V-mCherry或GreenNuc™稀釋3-10倍后再進(jìn)行檢測(cè)。

熒光物質(zhì)均易發(fā)生淬滅，在進(jìn)行熒光觀察時(shí)，盡量縮短觀察時(shí)間，同時(shí)在操作和存放過(guò)程中也盡量注意避光保存。

本產(chǎn)品僅限于專業(yè)人員的科學(xué)研究用，不得用于臨床診斷或治療，不得用于食品或藥品，不得存放于普通住宅內(nèi)。

為了您的安全和健康，請(qǐng)穿實(shí)驗(yàn)服并戴一次性手套操作。

使用說(shuō)明：
1.對(duì)于懸浮細(xì)胞：
a.在凋亡誘導(dǎo)結(jié)束后，1000×g離心5分鐘，棄上清，收集細(xì)胞，用PBS輕輕重懸細(xì)胞并計(jì)數(shù)。注：PBS重懸不能省略，該步驟起到了洗滌細(xì)胞的作用，可以保證后續(xù)Annexin V-mCherry的結(jié)合。
b.取5-10萬(wàn)重懸的細(xì)胞，1000×g離心5分鐘，棄上清，加入194μl Annexin V-mCherry Binding Buffer輕輕重懸細(xì)胞。
c.加入5μl Annexin V-mCherry和1μl GreenNuc™ Caspase-3 Substrate (1mM)，輕輕混勻。
d.室溫(20-25℃)避光孵育20-30分鐘，孵育完畢后置于冰浴中。注：可以使用鋁箔進(jìn)行避光。孵育過(guò)程中可以適當(dāng)重懸細(xì)胞2-3次以改善標(biāo)記效果。
e.隨即進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測(cè)，GreenNuc™-DNA為綠色熒光(Ex/Em=500/530nm)，Annexin V-mCherry為紅色熒光(Ex/Em=587/610nm)。如果用于熒光顯微鏡下檢測(cè)，1000×g離心5分鐘，收集細(xì)胞，用50-100μl Annexin V-mCherry Binding Buffer輕輕重懸細(xì)胞，涂片后，熒光顯微鏡下觀察。注意：細(xì)胞在染色后須盡快完成檢測(cè)，通常宜在1小時(shí)之內(nèi)完成檢測(cè)。用于流式細(xì)胞儀檢測(cè)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)Annexin V-mCherry單獨(dú)染色時(shí)出現(xiàn)了過(guò)多的GreenNuc™ Caspase-3假陽(yáng)性細(xì)胞，并且通過(guò)調(diào)整相關(guān)設(shè)置和參數(shù)也無(wú)法改善，可以用PBS將Annexin V-mCherry稀釋3-10倍后再進(jìn)行檢測(cè)。
2.對(duì)于貼壁細(xì)胞：
a.在凋亡誘導(dǎo)結(jié)束后，把細(xì)胞培養(yǎng)液吸出至一合適離心管內(nèi)，PBS洗滌細(xì)胞一次，加入適量胰酶細(xì)胞消化液(可含有EDTA)消化細(xì)胞。室溫孵育至輕輕吹打可以使貼壁細(xì)胞脫落為止，吸除胰酶細(xì)胞消化液，避免胰酶的過(guò)度消化。
b.加入步驟2a中收集的細(xì)胞培養(yǎng)液，稍混勻，轉(zhuǎn)移到離心管內(nèi)，1000×g離心5分鐘，棄上清，收集細(xì)胞，用PBS輕輕重懸細(xì)胞并計(jì)數(shù)。注：加入步驟2a中的細(xì)胞培養(yǎng)液一方面可以收集已經(jīng)懸浮的發(fā)生凋亡或壞死的細(xì)胞，另一方面細(xì)胞培養(yǎng)液中的血清可以有效抑制或中和殘留的胰酶。殘留的胰酶會(huì)消化并降解后續(xù)加入的Annexin V-mCherry導(dǎo)致染色失敗。
c.取5-10萬(wàn)重懸的細(xì)胞，1000×g離心5分鐘，棄上清，加入194μl Annexin V-mCherry Binding Buffer輕輕重懸細(xì)胞。
d.加入5μl Annexin V-mCherry和1μl GreenNuc™ Caspase-3 Substrate (1mM)，輕輕混勻。
e.室溫(20-25℃)避光孵育20-30分鐘，孵育完畢后置于冰浴中。注：可以使用鋁箔進(jìn)行避光。孵育過(guò)程中可以適當(dāng)重懸細(xì)胞2-3次以改善標(biāo)記效果。
f.隨即進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測(cè)，GreenNuc™-DNA為綠色熒光(Ex/Em=500/530nm)，Annexin V-mCherry為紅色熒光(Ex/Em=587/610nm)。如果用于熒光顯微鏡下檢測(cè)，1000×g離心5分鐘，收集細(xì)胞，用50-100μl Annexin V-mCherry Binding Buffer輕輕重懸細(xì)胞，涂片后，熒光顯微鏡下觀察。注意：細(xì)胞在染色后須盡快完成檢測(cè)，通常宜在1小時(shí)之內(nèi)完成檢測(cè)。用于流式細(xì)胞儀檢測(cè)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)Annexin V-mCherry單獨(dú)染色時(shí)出現(xiàn)了過(guò)多的GreenNuc™ Caspase-3假陽(yáng)性細(xì)胞，并且通過(guò)調(diào)整相關(guān)設(shè)置和參數(shù)也無(wú)法改善，可以用PBS將Annexin V-mCherry稀釋3-10倍后再進(jìn)行檢測(cè)。
3.對(duì)于貼壁細(xì)胞的原位熒光顯微鏡檢測(cè)：
注：本方法的優(yōu)點(diǎn)是可以原位觀察細(xì)胞凋亡，缺點(diǎn)是部分凋亡由于不貼壁而檢測(cè)不到。
a.選做：在凋亡誘導(dǎo)結(jié)束后，對(duì)于培養(yǎng)于24孔板、48孔板或96孔板的細(xì)胞進(jìn)行離心，1000×g離心5分鐘。
b.吸除細(xì)胞培養(yǎng)液，加入PBS洗滌一次。
c.加入194μl Annexin V-mCherry Binding Buffer。
d.加入5μl Annexin V-mCherry和1μl GreenNuc™ Caspase-3 Substrate (1mM)，輕輕混勻。
e.室溫(20-25℃)避光孵育20-30分鐘。可以使用鋁箔進(jìn)行避光。
f.隨即在熒光顯微鏡下觀察，GreenNuc™-DNA為綠色熒光(Ex/Em=500/530nm)，Annexin V-mCherry為紅色熒光(Ex/Em=587/610nm)。注意：細(xì)胞在染色后須盡快完成檢測(cè)，通常宜在1小時(shí)之內(nèi)完成檢測(cè)。​