Mitochondria membrane potential (粒線體膜電位分析)-Cell Biology-盟基生物科技股份有限公司

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Apoptosis (細胞凋亡)

Mitochondria membrane potential (粒線體膜電位分析)

Mitochondria membrane potential (粒線體膜電位分析)

Apoptosis (細胞凋亡)

Mitochondria membrane potential (粒線體膜電位分析)

細胞凋亡實驗中，檢測細胞的粒線體膜電位的改變，極化和去極化有不同的螢光。

點我詢問
細胞凋亡 (apoptosis) 為程序性的細胞死亡 (programmed cell death)，由身體內或外的刺激所導致。細胞凋亡為生物體重要的生理作用，和胚胎時期的發育以及成熟體中的組織更新、免疫系統、生殖系統皆有關係。整個過程由基因所調控，導致 DNA 裂解、細胞膜變形、形成凋亡小體 (apoptotic body) 等。研究中常透過四種方法檢測細胞凋亡的早期到晚期，分別為 Annexin V apoptosis assay (細胞表面 PS 分析)、Caspase assay (凋亡蛋白酶分析)、Mitochondrial membrane potential assay (粒線體膜電位分析)、TUNEL assay (斷裂 DNA 分析) (表一)。
正常細胞的粒線體會進行呼吸作用，將能量以電化學位能 (H+) 的方式儲存於內膜和外膜之間 (膜間隙)，藉由 H+ 進入內膜產生 ATP。因此粒線體的內膜外正內負 (約250 mV/5~10 nm)，此現象被稱為「極化」。當細胞凋亡發生時，此粒線體膜電位會降低 (去極化)，根據研究和 Bax, Bid, Bak, or Bad 蛋白有關，因此可透過偵測粒線體膜電位，得知細胞凋亡的程度。Biotium 提供傳統的 JC-1 和獨家新型的 MitoView™ 螢光染劑。

表一：細胞凋亡的四種檢測方法比較
方法 Annexin V apoptosis assay
(細胞表面 PS 分析)		 Caspase assay
(凋亡蛋白酶分析)		 Mitochondrial membrane potential assay
(粒線體膜電位分析)		 TUNEL assay
(斷裂 DNA 分析)
偵測目標 Phosphatidylserine (PS) Caspase activity Mitochondrial membrane potential Fragmented DNA
凋亡階段 Early --> --> -->Late
偵測方法 螢光 螢光、吸光值 螢光 螢光
反應時間 15-30 mins 螢光：15-30 mins
吸光值：2-4 hours		 15 mins 60-120 mins
 

一、產品介紹
JC-1 (5,5’,6,6’-tetrachloro-1,1’,3,3’- tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine iodide) 為帶有正電的傳統染劑，其染色原理和粒線體膜電位有關。染劑在正常的粒線體 (極化) 中會累積於內膜而形成 JC-1 aggregate 進而發出紅光 (585/590 nm)，而在細胞凋亡的粒線體 (去極化) 中，當膜電位小於100 mV 時，染劑則會回到細胞質中，形成 JC-1 mononer 而發綠光 (510/527 nm)，因此可透過檢測綠光/紅光的比例，觀察細胞凋亡的情形 (圖一)。除了套組之外，Biotium 也提供 JC-1, iodide (#70014) 和 JC-1, chloride (#70011)，前者為市面上套組中的 JC-1 型式，而後者的細胞毒性較小，且水溶性較好，兩者的螢光特性相同。
圖一：JC-1 染劑作用示意圖，於健康的細胞中，染劑會累積在粒腺體內膜上，形成 JC-1 aggregate 進而發出紅光 (585/590 nm)。而當細胞凋亡發生時，粒線體膜電位會降低，染劑則會回到細胞質中，形成 JC-1 mononer 而發綠光 (510/527 nm)。

除了傳統 JC-1 染劑之外，Biotium 還提供創新染劑 MitoView™ 633，對細胞毒性較小，螢光更強也更穩定。染劑會附著於正常的粒線體 (極化) 中，呈現進紅外光 (622/648 nm)。而在細胞凋亡的粒線體 (去極化) 中，此染劑無法附著且失去螢光 (圖二)。除此之外，Biotium 也提供 NucView® 488 & MitoView™ 633 Apoptosis Assay Kit (#30062) 套組，能夠同時偵測粒線體膜電化的改變和細胞凋亡酶 (caspase-3) 活性 (圖三)。
圖二：Jurkat 細胞以 DMSO 處理 (red) 或以50 uM CCCP (in DMSO) 處理10分鐘後 (blue)，以 MitoView™ 633 染色，並以 flow cytometry 分析。可以明顯地看出 CCCP 能夠誘發細胞凋亡，並降低粒線體膜電位，導致螢光訊號降低。
 
圖三：Jurkat 細胞以 DMSO 處理 (red) 或以 staurosporine (in DMSO) 處理 (green)，以 NucView® 488 & MitoView™ 633 Apoptosis Assay Kit 染色，並以 flow cytometry 分析。可以明顯地看出 staurosporine 能夠誘發細胞凋亡，並降低粒線體膜電位，導致 MitoView™ 633 螢光訊號降低。同時活化細胞凋亡酶，使得 NucView® 488 螢光訊號增加。因此，隨著藥物處理時間增加，綠色的細胞族群自第二象限往第四象限移動。


二、產品優點
1. JC-1 有紅綠螢光，定量更精準
2. MitoView™ 633 細胞毒性最低，且不須沖洗
3. Flow cytometry, fluorescence microscopy & microplate reader 皆可偵測
4. 提供套組，同時偵測兩種細胞凋亡標的：
NucView® 488 and MitoView™ 633 Apoptosis Assay Kit (#30062) 可同時偵測粒線體膜電位和細胞凋亡酶 (caspase-3) 活性 (表二)。


三、產品資訊
JC-1 套組 (#30001) 避光儲存於4℃至少一年。MitoView™ 633 (#70055) 避光儲存於-20℃至少三年。NucView® 488 and MitoView™ 633 Apoptosis Assay Kit (#30062) 套組避光儲存於4℃至少半年。染色皆只要15分鐘。

表二：產品訂購資訊
JC-1 套組 (#30001) 中含有 JC-1 Reagent (100X in DMSO), Assay Buffer (10×)，建議使用 Assay Buffer 稀釋 JC-1。NucView® 488 & MitoView™ 633 Apoptosis Assay Kit (#30062) 套組中含有 NucView® 488 Caspase-3 Substrate, 200X in DMSO 和 MitoView™ 633, 200X in DMSO。  
產品名稱 包裝 貨號 螢光 Ex/Em
JC-1 Mitochondrial Membrane Potential Detection Kit 25 assays 30001-T Polarized mitochondria (aggregate): 585/590 nm Cytoplasm (mononer): 510/527 nm
100 assays 30001
JC-1 (chloride salt) 5mg 70011
JC-1 (IODIDE SALT) 5mg 70014
MitoView™ 633 50ug 70055-T Polarize: 622/648 nm Depolarize: N/A
20x50ug 70055
NucView® 488 & MitoView™ 633 Apoptosis Assay Kit 100 assays 30062 NucView® 488: 500/530 nm; 
MitoView™ 633: 622/648 nm
 

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