圖1:DNA損傷示例圖(圖片來自網絡)
彗星實驗(Comet assay)也被稱為單細胞凝膠電泳實驗(Single cell gel electrophoresis,SCGE),是一種在單細胞水平上檢測DNA損傷的技術。
真核細胞DNA分子量大,以超螺旋結構存在于細胞核中。用瓊脂糖凝膠將細胞包埋后,在細胞裂解液中,細胞膜、核膜等生物膜結構被破壞,細胞內的蛋白質、RNA及其他成分進入凝膠中,然后擴散到裂解液中。但核內的DNA仍然纏繞在核骨架上并留在原來的位置。在堿性電泳液中(PH>13),DNA雙鏈解螺旋,且變性為單鏈。電泳中,如果DNA沒有損傷,則將停留在原位,染色后呈圓形的熒光團,無拖尾出現。如果DNA受損,斷裂的碎片進入到凝膠中,在電場的作用下,DNA碎片離開原位向陽極遷移,形成拖尾。DNA受損越嚴重,斷裂越多,產生的碎片就越多、越小,則向陽極遷移的DNA碎片量就越多,遷移距離也越長,熒光染色后就能看見彗星樣尾長并且熒光強度增強(彗星樣細胞示意圖如圖2)。通過相應軟件分析如出現的彗尾長度、彗尾熒光強度等就可以得到該細胞DNA損傷程度。
圖2:彗星樣細胞示意圖
各實驗室彗星實驗步驟略有不同,本公司所用步驟如圖3。
圖3:彗星實驗步驟
彗星實驗染色后拍照,如果DNA沒有損傷則會看見圓的熒光團,沒有拖尾;如果DNA有損傷,則會看見如圖4所示的彗星樣的拖尾。
圖4:彗星實驗染色后拍照
在拍照時以tif格式保存圖片,然后用CASP彗星分析軟件分析。常用的指標包括:尾部DNA百分數、尾長、彗星長、尾矩、Olive尾矩等,如圖5。
圖5:彗星實驗結果統計
此外,根據實驗需求,和對照組比較還能得到彗星樣細胞形成率或稱細胞彗星率。如果用不同藥物或不同濃度處理細胞,還能得出藥物或者濃度對應圖。如果是用藥物濃度梯度處理細胞,還能得出DNA損傷的劑量-效應關系圖等。
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