近年来，细胞增殖一直是生物学领域的研究热点。它不仅关系到生物体的正常生长发育，也是许多病理过程，如癌症发生和治疗响应的基础。了解细胞如何增殖，以及如何准确检测细胞增殖，对于科学研究和临床应用都具有重大意义。今天将详细介绍细胞增殖的基本概念、常用检测方法以及这些方法的优势与局限，希望大家能有所收获。
一、细胞增殖及细胞增殖检测的意义
细胞增殖是指细胞在周期调控因子的作用下，通过DNA复制、RNA转录和蛋白质合成等复杂反应而进行分裂的过程。细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，是生物体的重要生命特征。
图1. 细胞增殖
二、常用细胞增殖检测方法
1.检测细胞DNA合成
通过直接测定细胞的DNA合成含量来评价细胞的增殖能力，是检测细胞增殖最准确的方法。细胞在增殖过程中，DNA的倍增，是最显著的变化之一，通过检测DNA量的变化，可判断细胞数量的变化。
(1) 3H-TdR
又称为放射性核素标记法，TdR（胸腺嘧啶核苷）是DNA特有的碱基，是DNA合成的必须原料。用放射性同位素3H标记TdR作为DNA合成的前体可以参与新DNA的合成，通过测定细胞的放射性强度，可以反映细胞增殖情况。但是这种方法具有放射性，现在已经很少用了。
(2) BrdU（5-溴脱氧尿嘧啶核苷）
BrdU是一种胸腺嘧啶（T）核苷类似物，可代替胸腺嘧啶掺入新合成的DNA中，然后利用带有标记（生物素、荧光素等）的BrdU抗体识别DNA分子上的BrdU，通过检测标记来确定细胞细胞增殖情况。
(3) EdU
BrdU的升级替代方法。EdU是一种新型胸腺嘧啶核苷类似物，可以在DNA合成过程中替代胸腺嘧啶（T）掺入到新合成的DNA中。通过点击反应，EdU分子可与荧光/生物素探针结合，这样新合成的DNA会被荧光/生物素标记，从而可以检测细胞的增殖情况。
图2. EdU试剂盒检测原理
图3. Hela细胞用10 μM的EdU（E-Click EdU细胞增殖成像检测试剂盒/E-CK-A377）处理2 h，荧光显微镜检测结果，增殖细胞（红色），细胞用DAPI（蓝色）复染
2.活细胞荧光标记：
(1) CFSE
一种近年来被广泛应用的细胞增殖检测的方法。CFDA SE是一种膜通透性的荧光素染料，本身不具有荧光。当其进入活细胞后，可被胞浆内的酯酶催化生成能发强绿色荧光的羧基荧光素琥珀酰亚胺酯（CFSE）。生成的CFSE不能穿透细胞膜，能完好的保留在胞内，还可自发性并不可逆地与细胞内的氨基结合从而偶联到细胞蛋白质上，为细胞增殖和荧光示踪提供重要的依据。
图4. 体外诱导培养的小鼠骨髓来源树突状细胞使用LPS促成熟后和正常小鼠脾脏（使用CFSE (E-CK-A345)染色）进行共培养72 h，再使用Elab Fluor Red 780 Anti-Mouse CD8a （E-AB-F1104S）和APC Anti-Mouse CD4（E-AB-F1097E）共染，并使用流式细胞仪检测T细胞的增殖情况
3.检测细胞代谢活性：
(1) MTT
MTT可以被线粒体内的一些脱氢酶还原生成结晶状的深紫色产物Formazan。在特定溶剂存在的情况下，Formazan可以被完全溶解，然后通过酶标仪测定570 nm波长附近的吸光度。细胞增殖越多，则吸光度越高。
(2) CCK-8
Cell Counting Kit-8，一种基于WST-8而广泛应用于细胞增殖和细胞毒性检测的快速、高灵敏度的方法。WST-8是一种类似于MTT的化合物，在电子耦合试剂存在的情况下，可以被线粒体内的一些脱氢酶还原生成橙黄色的Formazan。通过酶标仪测定在450 nm波长附近的吸光度。细胞增殖越多，则吸光度越高。
4.检测细胞增殖相关抗原：
有些抗原只存在于增殖细胞中，而非增殖细胞缺乏这些抗原，因此常作为细胞增殖的标志。可通过WB、IHC、IF等方法检测增殖细胞特异性表达的某些特定蛋白，如增殖细胞核抗原PCNA，细胞核相关抗原Ki-67和微小染色体维持蛋白MCM等，进而反映细胞增殖的情况。
三、常用检测方法对比
方法 | 检测物质 | 检测仪器/方法 | 优劣势 |
3H-TdR | 3H | 液体闪烁计数器 | 可以在细胞形成的初期即DNA合成的启动阶段进行检测，结果准确，但设备价格高，原材料成本高，且易造成环境污染 |
BrdU | 荧光 | 流式细胞仪/荧光显微镜 | 直接反映处于增殖状态的细胞，但是需要对DNA双链进行变性，抗体才能与BrdU结合，操作步骤繁琐 |
EdU | 荧光 | 流式细胞仪/荧光显微镜 | 直接反映处于增殖状态的细胞，操作简单，检测结果精准、可靠 |
CFSE | CFSE（绿色） | 流式细胞仪 | 直接反映细胞的分裂情况，通过荧光衰减提示扩增 |
CCK-8 | 甲臜 | 分光光度计/酶标仪 | 间接反映了活细胞的数量和细胞毒性，检测时对细胞毒性低，细胞形态不变；检测时间短，适用于批量检测；检测灵敏度高；重复性高 |
MTT | 甲臜 | 分光光度计/酶标仪 | 成本比较低，但MTT不太稳定，保存过程中很容易氧化变质，形成的甲臜水溶性较差 |
细胞增殖相关抗原 | \ | WB/IHC/IF | 简便性，广泛性，无组织特异性 |
四、Elabscience®细胞增殖检测相关产品
试剂盒
货号 | 试剂盒 | 检测仪器 | 规格 |
E-CK-A370 | E-Click EdU细胞增殖流式检测试剂盒（绿色，FITC） | 流式细胞仪 | 50/200 Assays |
E-CK-A371 | E-Click EdU细胞增殖流式检测试剂盒（绿色，Elab Fluor® 488） | 50/200 Assays | |
E-CK-A373 | E-Click EdU细胞增殖流式检测试剂盒（红色，Elab Fluor® 647） | 50/200 Assays | |
E-CK-A375 | E-Click EdU细胞增殖成像检测试剂盒（绿色，FITC） | 荧光显微镜 | 50/200 Assays |
E-CK-A376 | E-Click EdU细胞增殖成像检测试剂盒（绿色，Elab Fluor® 488） | 50/200 Assays | |
E-CK-A377 | E-Click EdU细胞增殖成像检测试剂盒（红色，Elab Fluor® 594） | 50/200 Assays | |
E-CK-A378 | E-Click EdU细胞增殖成像检测试剂盒（红色，Elab Fluor® 647） | 50/200 Assays | |
E-CK-A345 | CFSE Cell Division Tracker Kit | 流式细胞仪 | 500/2000 Assays |
E-CK-A362 | 增强型细胞活力检测试剂盒(CCK-8) | 酶标仪 | 100/500/10000 T |
E-CK-A341 | MTT细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒 | 酶标仪 | 500/1000 Assays |
备注：Elabscience®新一代MTT试剂盒，操作更简单，MTT还原产物可以直接溶解，无需换液后添加DMSO | |||
抗体
货号 | 抗体 | 反应性 | 应用 |
E-AB-22027 | KI67 Monoclonal Antibody | H, M, R | IHC-p; IF |
E-AB-40528 | Ki67 Polyclonal Antibody | ZF | IF |
E-AB-22001 | PCNA Monoclonal Antibody | H, M, R | WB; IHC-p; IF |
E-AB-48013 | PCNA Monoclonal Antibody | ZF | WB; IF; IHC |
E-AB-18205 | PCNA Polyclonal Antibody | H, M, R | WB; IHC |
E-AB-40413 | PCNA Polyclonal Antibody | H, M, R | WB; IHC |
本期关于细胞增殖的介绍就到这里了，如有更多与细胞增殖相关的问题，欢迎在后台留言~