細胞周期&増殖/アポトーシス

細胞周期と細胞増殖

免疫、炎症、造血、腫瘍形成など生物学的反応に関わる基本的な細胞メカニズムを、研究者がより深く理解するのをサポートするため、BD バイオサイエンスは、抗体、キット、および細胞増殖反応測定のためのシステムを含む、幅広いツールを提供しています。


真核細胞における細胞成長、複製、および分裂は、細胞周期と呼ばれる高度にコントロールされた一連の事象に従って起こります。 様々な手法を使用することで、細胞周期の状態や個々の細胞の組織局在を 、素早くかつ正確に判定できます。 一例として、 適応免疫においては、特異的Tリンパ球およびBリンパ球は、外来抗原の刺激に反応してクローン性増殖(分裂、増殖、および分化)を経ますが、下記のような解析が可能です。

細胞周期の各段階

細胞周期

細胞周期には2つの主要な期間があります。有糸分裂事象間の間期、そして、母細胞が2つの同一の遺伝子をもつ娘細胞に分裂する分裂期です。間期には3つの異なる連続的な段階があります。G1と呼ばれる最初の段階では、細胞は自身の環境を「モニター」し、必要なシグナルを受け取ると、細胞は成長を誘発させるためにRNAやタンパクを合成します。条件が整うと、細胞は細胞周期のS期に入り、DNA合成に「コミット」し、染色体DNAを複製します。最後にG2期で、細胞は成長を続け、有糸分裂に備えます。

細胞周期の各段階

細胞のDNA含量解析

細胞周期研究では主にDNA含量を解析します。 解析するための試薬は、例えば、ヨウ化プロピジウム (PI)や7-アミノアクチノマイシンD (7-AAD)等のDNA染色剤があります。DNA染色剤の他、より精確なDNA測定を可能にするために、タンパクやRNAを分解する試薬を使用することもあります。(BD Cycletest Plus reagent kit) その後、倍数性の評価や、異常DNAを有する系統の同定、DNAインデックス(DI)や種属系統の細胞周期の分布評価のため、フローサイトメトリーを使ってサンプルを分析します。 細胞が細胞周期の段階を進んでいくに従って、ヒストンH3 Ser28等のタンパクは、修飾を受けたり、発現量が変化したりします。DNAの複製を促進させるため、ヒストンは修飾され、複製機構が入れるようにクロマチンを開きます。 細胞周期研究をサポートするため、BD バイオサイエンスは、イメージングやフローサイトメトリーに適したこれらのタンパクに対する抗体を揃えています。

CD4+マウス脾細胞を抗CD3/CD28抗体と培養した例
CD4が 濃縮されたマウス脾細胞を抗CD3/CD28、IL-2およびIL-4を6日間培養した。細胞を採集し、10 ng/mLのIL-2+1 μg/mLのコルセミドで4(上)または24(下)時間処理し、BD Cycletest Plus DNA試薬キットで染色した。
取り込まれたBrdUおよび総DNA量 (7-AAD)の染色による細胞周期解析
取り込まれたBrdUおよび総DNA量 (7-AAD)の染色による細胞周期解析
ヒトPBMCを抗CD3/CD28で48時間刺激し、PMA+イオノマイシンで4時間再刺激、最後の1時間にBrdUを添加した。細胞を採集しBrdU染色のプロトコルを使って染色した。

 
測定 試薬 メカニズム 手法 サンプルの種類
DNA ヨウ化プロピジウム (PI)、7-アミノアクチノマイシンD (7-AAD) DNA2本鎖との相互作用 フローサイトメトリー 固定、膜透過、無傷細胞の生/死識別
細胞染色剤 BD Horizon™ violet proliferation dye 450 (VPD450) 生細胞に浸透後、細胞内の非特異的エステラーセで加水分解され蛍光物質を産生 フローサイトメトリー 増殖している生細胞
新規合成DNA BrdUとBrdUに対する抗体 ブロモデオキシウリジンが分割DNA中のチミンジン(T)と置き換わる。その後、BrdUに対する抗体で検出。 フローサイトメトリー、細胞イメージング、免疫組織化学 固定・膜透過細胞、種々の処理済組織(細胞イメージング、免疫組織化学のみ)
タンパク量 Ki67、PCNAに対する抗体 増殖の結果レベル上昇 フローサイトメトリー、バイオイメージング、免疫組織化学、ウェスタンブロット 固定細胞、組織、および抽出物
タンパク量 サイクリン、網膜芽細胞腫(Rb)、その他の細胞周期マーカーに対する抗体 細胞周期の段階によって増減する フローサイトメトリー、バイオイメージング、免疫組織化学、ウェスタンブロット 固定細胞、組織、および抽出物
タンパク修飾 リン酸化ヒストンH3、サイクリン依存性キナーゼ(cdk)に対する抗体 細胞増殖または細胞周期の変化によりタンパクがリン酸化される フローサイトメトリー、バイオイメージング、免疫組織化学、ウェスタンブロット  
BD™ CBA (定量的検出用) 固定細胞、組織、および抽出物