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【细胞自噬】基于LC3的细胞自噬检测方法

2023-07-14 13:54 作者:维真生物  | 我要投稿

在生理条件下,细胞自噬活性通常较低。但在饥饿、缺氧和疾病等刺激下细胞自噬活性会显著上调。另外,细胞自噬抑制也与某些疾病相关,如癌症、神经退行性疾病和传染病等。鉴于细胞自噬与不同的生理和病理生理过程之间存在紧密联系,故科学工作者需要选择理想的细胞自噬检测方法。下面介绍一下基于LC3的细胞自噬检测方法:


Western Blot检测LC3表达量

利用Western Blot检测LC3-II/I比值的变化以评价细胞自噬形成。细胞自噬形成时,胞浆型LC3-I会酶解掉一小段多肽,随后跟PE结合转变为膜型的LC3-II。因此可以通过LC3-II/I比值的大小估计细胞自噬水平的高低。

图1. WB检测LC3和p62蛋白表达示意图

(Yoshii, S.R. and N. Mizushima. Int J Mol Sci, 2017.)


荧光显微镜法观察法

LC3蛋白被募集到自噬体形成绿色点状结构,因此,可以通过荧光显微镜观察内源性LC3或GFP-LC3,即可实现对细胞自噬发生的检测。与不存在溶酶体抑制剂时相比,存在溶酶体抑制剂时LC3点状体数量的增加代表了在处理期间降解的自噬体数量。

 图2.荧光显微镜检测自噬通量示意图

a组:自噬激活的细胞,b组:自噬诱导缺陷型细胞,c组:溶酶体降解不足细胞

(Yoshii S R ,  Noboru M . International Journal of Molecular ences, 2017.)


GFP-LC3单荧光和mCherry-GFP-LC3双荧光指示系统

细胞自噬形成时,GFP-LC3或mCherry-GFP-LC3融合蛋白转移至细胞自噬体膜,在荧光显微镜下形成多个明亮的绿色或黄色荧光斑点。当细胞自噬溶酶体形成后,酸性的溶酶体环境使GFP荧光淬灭,而mCherry荧光不受影响,细胞自噬溶酶体呈现红色荧光。因此,可以通过LC3荧光指示系统来监测细胞自噬流。

图3. LC3细胞自噬双标系统追踪细胞自噬流不同阶段
(Hansen T E, Johansen T. BMC Biology, 2011.)


流式细胞术测定GFP-LC3的降解

流式细胞术是定量测量荧光标记蛋白水平的有效工具。自噬小体内膜上的LC3在溶酶体中被降解,因此,LC3的整体降解量可以通过GFP-LC3荧光的降低进行检测,是检测自噬活性的良好指标。GFP强度因营养饥饿降低,而自噬或溶酶体抑制剂则增强GFP强度。

图4. 流式细胞术测定GFP-LC3降解示意图

(Yoshii S R ,  Noboru M . International Journal of Molecular ences, 2017.)



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