نکاتی در مورد اندازهگيري قدرت بقای سلول ( Cell Viability)
1- Dye exclusion :براي ارزيابي قدرت بقای سلول از رنگهاي حياتي مثل تريپان بلو استفاده ميشود. اين روش Dye exclusion نام دارد.
در اين روش غشای سلولهاي مرده به رنگ تريپان بلو نفوذپذير است(شکل2-4) و سلول از اين رنگ پر ميشود. درحاليكه سلولهاي زنده شفاف و سفيدند. (از تريپان بلو 4/0% استفاده ميشود.) برعكس، رنگ نوترال رد(nutral red) سلولهای زنده را قرمز میکند ولی سلولهاي مرده رنگ نميگيرند. ارزيابي قدرت بقای سلول با اين رنگ آسان نيست،چون زمينة لام را هم قرمز ميكند.
پس از تعيين تعداد سلولهای زنده و مرده، قدرت بقا به صورت زير محاسبه میشود:
100 × کل سلولها/ تعداد سلول هاي زندهViability index:
نكته: هنگام رنگ آميزي سلول با تريپان بلو مدت زمان مهم است، چون با گذشت زمان سلولهاي زنده هم رنگ ميگيرند و باعث بروز خطا در شمارش سلول ميشوند. حداكثر مدت زمان رنگ آميزي با تريپان بلو 3 دقيقه است.
- Tetrazolium assay:نام دیگر اين روش رنگآميزی MTT است. سلول زنده ميتواند متابوليسم اكسيداتيو انجام دهد. بنابراين ميتوكندري سالم دارد و ميتواند اکسیژن مصرف كرده و با اكسيداسيون رنگ MTT را بشكند و رنگي در محدودة زرد تا آبي توليد كند. با آزمايش رنگسنجي (Colorimetric assay) تعداد سلولهای زنده مشخص ميشود.
مراحل آزمايشMTT: (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide)
مراحل آزمايش از ابتداي كشت سلولي تا بررسی نتايج با فتومتر در يك ميكروپليت انجام ميشود بنابراین تكرارپذيري، دقت و حساسيت آزمايش بالاست.
1- اگر آزمايش روي سلولهاي چسبيده به پليت انجام میشود، ابتدا بايد تعدادمناسبی سلول (حدود 20000 سلول) را در هر يک از چاهکها کشت داده و اجازه داد که سلولها به کف پليت بچسبند و ثابت شوند.
2- چاهكهاي کنترل و آزمايش را انتخاب و مقدار مناسبی از ماده ميتوژن يا داروی مورد نظر را به چاهکهای آزمايش اضافه کنيد و پليت را تا زمان مورد نياز در انکوباتور قرار دهيد تا مادة مورد نظر روی سلولها اثر کند.
3- پس از پایان زمان انکوباسيون محيط کشت رويی را دور بریزید و به هر چاهک 200 ميکروليتر محيط حاوی نيم ميلیگرم در ميلیليتر محلول MTT اضافه کنید و دوباره
به مدت 2 تا 4 ساعت در انکوباتور دی اکسيدکربن در 37 درجة سانتیگراد قرار دهيد.
، 4- در طی انکوباسيون MTT با آنزیم سوکسينات دهيدروژناز که يکی از آنزيمهای چرخة تنفسی ميتوکندريهاست، احيا میشود. احيا و شکستگی اين حلقه منجر به
توليد کريستالهای آبی فورمازان میشود که در زير ميکروسکوپ بهراحتی تشخيص داده
میشوند. ميزان رنگ توليدشده با تعداد سلولهايی که از نظر متابوليک فعالاند (سلولهای زنده) رابطه مستقيم دارد.كريستالهاي فورمازان در آب نامحلول بوده و قبل از رنگ سنجي باید با مادة حلالي نظير دي متيل سولفوكسايد محلول شود.
5- در نهايت جذب نوری محلول به دستآمده را میتوان در طول موج 570 نانومتر خواند و به کمک منحنی استاندارد تعداد سلول ها را محاسبه نمود. ارتباط خطی بين تعداد سلولها و جذب نوری محلول نهايی برای هر تيرة سلولی مخصوص آن تیره است.بنابراین، برای بررسی هر نوع سلول بايد منحنی استاندارد همان تيرة سلولی را رسم نموده و استفاده کرد.
6- در مورد سلولهای معلق بايد پس از پایان مراحل کار کشت سلولی پليت را در دور g 400 سانتريفيوژ کرد تا سلولهای معلق در کف پليت رسوب کنند. در صورت لزوم میتوان سلولها را با الکل يا فرمالدئيد در کف پليت ثابت نمود. برای حفظ خصوصیات آنزیمی عمل تثبیت باید در زمان کوتاهی انجام شود. سپس سلولها را با بافر فسفات سرد شستشو دهید و بر روی آن ها محيط كشت حاوی MTT بيفزاييد. بقية مراحل شبيه سلولهای چسبيده است.
7- براي تهيه منحني استاندارد، ابتدا يك سوسپانسيون سلولي با غلظت كاملاً مشخص، (يک ميليون سلول در ميلي ليتر) از سلولهای مورد نظر تهيه کرده و پس از بررسی درصد سلولهای زنده تعداد مشخصی از آن را به صورت تکرارهای چهارتایی (quadruplicate) در پليت 96 چاهکی کشت سلولی کشت دهيد.
8- پليت را به انكوباتور دياكسيدكربن منتقل و چند ساعت انكوبه كنيد تا سلولها به پليت بچسبند ( در مورد سلولهای شناور به انكوباسيون نيازی نيست). سپس، براي چاهكهای فوق تست MTT انجام دهید و با بهدست آوردن مقادير جذب نوري در مقابل تعداد سلول منحني استاندارد مربوطه را رسم كنيد.
3- شمارش تعداد كلونيها Colony – forming assay
اين روش عموميت ندارد و بيشتر براي سلولهايي كه تشكيل كلوني ميدهند استفاده ميشود. درواقع قدرت كلونيزايي سلول (يعني سلول بتواند يك كلوني اطراف خود ايجاد كند) را ميسنجد.وقتي ميگويند سلول 90% قدرت كلون زايي دارد، يعني 90% سلول زنده است و توانايی تولید کلونی را دارد.
4– تعیین LDH( LDH determination):وقتي سلول قدرت بقای خود را از دست ميدهد، آنزيمهايي را آزاد میکند كه در زمان حياتش در خود نگه میدارد. با اندازهگيري اين آنزيمها، كه معروفترين آنها لاكتات دهيدروژناز (LDH) است، ميتوان نسبت سلولهاي مرده به زنده را حساب كرد.
5- اندازهگیری انرژی درونسلولی(Intracellular energy charge): با اندازهگيري انرژي درون سلولها، بقای آنها را ميتوان تخمين زد. سلولي كه بتواند ATP توليد كند زنده است. با مقايسة این مقدار ATP با يک مقدار استاندارد میتوان قدرت بقای کشت سلول را تخمين زد.
مرگ سلولي (Cell Death)
دو نوع مرگ سلولی وجود دارد:
- مرگ سلول در اثر نكروز: طي يك فرآیند پاتولوژيك غشای سلولي صدمه ديده و از بين ميرود.
- مرگ سلول در اثر آپوپتوز: این مرگ كه نوعی خودكشي برنامهريزيشده سلول است، از راه تعدادی از مسيرهای پیام رسانی درون سلولی روی می دهد.مشخصة اصلي آپوپتوز تشکيل لاشههای آپوپتوزی(apoptotic bodies ) است.
روش هاي اندازه گيري آپوپتوز:
- DNA gel electrophoresis
- Fluorescent microscopy
- Sub-G1 peak
- Annexin V- FITC
- TUNEL
- Rhodamine-123 uptake and PI exclusion
- Detection of caspase – 3 activiation