Cell Cycle Analysis

细胞周期

PI 染色流式分析,判断细胞周期各时相分布与周期阻滞,给出 G0/G1、S、G2/M 精确占比

PI 染色
周期分布分析
当日出结果
原始数据可发表

细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程。真核细胞的细胞周期由分裂间期(G1 → S → G2 期)与分裂期(M 期)组成;已退出增殖周期、处于静止状态的细胞(如接触抑制或缺乏生长因子时)则进入 G0 期。其中 G1 期为 DNA 合成前期,S 期为 DNA 合成期,G2 期为 DNA 合成后期。

在细胞周期的不同阶段,细胞内 DNA 含量存在规律性差异,因此可用 DNA 染料(如碘化丙啶 PI)对细胞染色,通过流式细胞仪检测荧光强度来判断各时相细胞的比例。

丰晖生物提供一站式细胞周期检测服务,样本需求量低,染色上机后当日即可出具结果,原始数据与完整报告同步交付。

核心应用场景:

  • 周期阻滞机制研究 — 判断药物或基因干预将细胞阻滞于 G0/G1、S 还是 G2/M 期
  • 抗肿瘤药物评价 — 药物作用机制分析与细胞毒性研究
  • 增殖与分化研究 — 细胞状态变化与周期分布的关系
  • 流式基础应用 — 与其他检测(凋亡、DNA 倍体分析)配合使用

周期分布如何解读:若处理组 G0/G1 期比例显著升高、S 期比例下降,提示 G1/S 转换受阻;若 G2/M 期比例升高而 G0/G1 期下降,提示 G2/M 检查点阻滞。结果需结合对照组与统计学检验判读,并建议同时提供凋亡率数据,以排除细胞死亡对周期分布的影响。

流式细胞术 PI 染色法检测细胞周期的原理:由于各时相细胞的 DNA 含量不同,通常正常细胞的 G1/G0 期具有二倍体细胞的 DNA 含量(2N),G2/M 期具有四倍体细胞的 DNA 含量(4N),而 S 期 DNA 含量介于 2N 与 4N 之间。

PI 可嵌入双链 DNA 的碱基对之间,其荧光强度与细胞内 DNA 含量成正比。通过流式细胞仪检测 PI 荧光强度,即可得到反映各时相分布的 DNA 含量直方图;再经流式分析软件(如 ModFit LT、FlowJo)拟合计算,得到各时相的细胞百分率。

为什么上机前必须做 RNase 处理?

PI 可同时结合 DNA 与 RNA。若样本未经 RNase A 消化,RNA 也会被着色,导致 DNA 含量被高估、直方图分辨率下降。因此标准流程中必须包含 RNase 消化步骤。

拟合模型的选择会影响结果

流式分析软件提供多种细胞周期拟合模型(如 Dean-Jett-Fox、Watson 等),不同模型对 S 期比例的计算结果存在差异。一次实验内的所有样本必须使用同一模型与同一门控策略,否则组间数据不可比。

🎯

方案流程简便

PI 单染、无需多色补偿,操作步骤精简,实验成本可控、性价比高

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圈门策略规范

按细胞周期经典圈门策略排除粘连体与碎片,各时相占比准确可靠

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样本需求量低

少量细胞即可完成周期分析,适合样本珍贵的实验

📊

标准化数据分析

统一拟合模型与门控策略,原始数据可直接用于论文发表

1

细胞收集

按方案处理细胞后收集;贴壁细胞用胰酶消化并制成单细胞悬液,避免细胞团块

2

洗涤与固定

预冷 PBS 洗涤后用 75% 预冷乙醇固定,低温保存与运输

3

RNase 消化与 PI 染色

加入 RNase A 去除 RNA 干扰,随后避光孵育 PI 进行染色

4

流式上机检测

以常规流速采集,先设门去除碎片与粘连体,再采集 DNA 含量直方图

5

数据拟合与报告

使用统一模型拟合各时相比例,完成组间统计并出具完整报告

下表为本项服务的常规工作环节与说明。样品状态、数量与实验方案确认后,我们会给出明确的时间安排。

服务内容工作说明
样本接收与固定样本需低温运输,到样后当日处理
RNase 消化与 PI 染色含避光孵育与上机前质检
流式上机检测染色上机后当日出具检测结果
数据拟合与报告出具统一模型拟合与组间统计
交付内容说明
原始流式数据(FCS)原始事件数据,可导入 FlowJo / ModFit LT 重新拟合分析
DNA 含量直方图各样本原始直方图与拟合曲线(含 G0/G1、S、G2/M 分区标识)
各时相比例数据逐样本 G0/G1、S、G2/M 期百分率,含组间比较与统计学检验结果
完整实验报告实验步骤、试剂信息、仪器参数、拟合模型与门控策略

以下为 THP-1 细胞经 CYT997 处理的周期检测结果示例。

图一 THP-1 细胞周期检测结果(流式圈门与各处理组 DNA 含量直方图)

结果说明:报告以 DNA 含量直方图呈现各样本的周期分布,并给出 G0/G1、S、G2/M 期百分率的组间比较与统计学检验结果。判读时需结合对照组判断阻滞时相;若处理组同时出现大量细胞死亡,建议结合凋亡率数据综合判读。

1
样本新鲜度 — 样本离体后应尽快(建议 6 h 内)固定处理,避免细胞降解或自发凋亡导致周期分布发生变化。
2
固定与保存条件 — 用 70% 预冷乙醇固定后置于低温环境:4 ℃ 可存放约一周,-20 ℃ 可存放约一个月。上机前请确保乙醇浓度不低于70%(残留 PBS 会稀释乙醇),样本黏度过高时可适当稀释后过滤。
3
必须做 RNase 消化 — 未经 RNase A 处理会因 RNA 着色导致 DNA 含量高估、直方图分辨率下降。
4
上机前需校准仪器 — 需验证仪器 CV 值(一般要求<5%)并进行流速校准。PI 为单染体系,不需要同型对照;但须设置未染色样本用于调节电压与排除自发荧光。
5
统一拟合模型与门控策略 — 一次实验内的所有样本须使用同一拟合模型(如 Dean-Jett-Fox)与同一门控方式,否则组间数据不可比。
6
结合对照与凋亡数据判读 — 周期分布变化需与对照组比较并通过统计学检验;若处理同时引起大量凋亡,碎片与凋亡小体会干扰周期拟合,建议同步提供凋亡率数据辅助判读。

QPI 染色检测细胞周期需要同型对照吗?

不需要。同型对照用于抗体染色的非特异性结合评估,而 PI 是直接嵌入 DNA 的核酸染料,属于单染体系。上机前需设置未染色样本用于调节电压与排除自发荧光,并验证仪器 CV 值。

Q结果中出现“Sub-G1”峰说明什么?

Sub-G1 峰是 DNA 含量低于 2N 的群体,通常代表凋亡细胞或细胞碎片。若处理组 Sub-G1 比例明显升高,提示伴随细胞凋亡,建议同步开展 Annexin V/PI 凋亡检测交叉验证。

Q需要多少细胞?

每个样本建议 ≥1×10⁶ 个细胞。样本需求量低是该方法的优势之一;细胞量不足会增加拟合误差。

Q样本怎么送?

用 75% 预冷乙醇固定后低温运输:4 ℃ 可存放约一周,-20 ℃ 可存放约一个月。我们会在方案确认后提供完整的送样说明。

Q检测周期多长?

样本染色上机后当日即可出具检测结果;从样本到样到报告出具的整体安排,会在方案确认时一并给出。

Q报告包含哪些内容?

包含原始 FCS 数据、DNA 含量直方图与拟合曲线、各时相百分率、组间统计结果,以及完整实验报告(含拟合模型与门控策略)。

需要细胞周期检测服务?

告知细胞类型与处理条件,我们完成固定、染色与上机分析,交付各时相比例与原始直方图

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