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Zellzyklusanalysen

Während des Wachstums einer Zelle werden verschiedene Zellzyklusstadien durchlaufen, die sich in zwei Phasen unterteilen lassen.

 

Prinzip der durchflusszytometrischen Mesung zur Bestimmung der Zellzyklusphasen (Fluorescence-Activated Cell Sorter analysis; FACScan)
Histogram of a flow cytometric analysis of the cell cycle in control cells (A) and treated cells (B and C)

 

Die Progression durch diesen Zyklus ist charakterisiert durch die mitotische Teilung (M-Phase) und der sich anschließenden Interphase. Die Interphase gliedert sich wiederum in die G1-, S- und G2 Phase. In der G1-Phase beginnt die Zelle zu wachsen und es liegt ein vollständiger Chromosomensatz vor. In der S-Phase erfolgt die Replikation der DNA, wodurch an ihrem Ende der zweifache Chromosomensatz vorliegt. In der G2-Phase bereitet sich die Zelle auf die mitotische Teilung vor, an dessen Ende wieder der einfache Chromosomensatz vorhanden ist. Zusätzlich zu diesen Phasen kann eine sog. sub-G1-Phase vorliegen. Diese ist charakterisiert durch fragmentierte, apoptotische Zellen, die durch degradierte DNA charakterisiert ist. In welchem Stadium sich die Zelle befindet bzw. arretiert sein kann, lässt sich mittels Durchflusszytometrie bestimmen (Brockhoff et al. 2007; Lenz et al. 2007). Die nukleäre DNA kann mittels spezieller Farbstoffe, wie zum Beispiel die DNA-interkalierenden Substanzen 7-AAD und Propidiumiodid, angefärbt werden. Diese Farbstoffe sind fluoreszierend und können mit einem geeigneten Laser angeregt werden. Da die Fluoreszenz einer Zelle proportional ist zu ihrem DNA-Gehalt, kann diese Färbung ausgenutzt werden, um den DNA-Gehalt und den Zellzyklusstatus einer einzelnen Zelle oder Zellpopulation im Durchflusszytometer zu bestimmen. Diese Methode kann auch verwendet werden, um eine Aneuploidie (Veränderung des Chromosomensatzes) festzustellen, z.B. in Tumorzellen oder normalen Zellen.

 

 

Abbildung oben links.

 

 

Versuchsauswertung

Abbildung oben rechts..

 

Kosten

  • Ca. 40 € pro 6-well-Multiplatte


Anwendungsbeispiele

Untersuchungen zum Einfluss von Nahrungsinhaltsstoffen (Glykotoxinen, Oligosacchariden oder Flavonoiden auf das Zellzyklusgeschehen und apoptotischen Vorgängen an Darmzellen (Kuntz et al. 2009 und Wenzel et al. 2000).


Referenzen

  1. Brockhoff G: DNA- und Proliferationsmessungen in der Durchflusszytometrie. Sack U, Tárnok A, Rothe G (Hrsg): Zelluläre Diagnostik. Grundlagen, Methoden und klinische Anwendungen der Durchflusszytometrie. Basel, Karger, 2007; 604-646 
  2. Lenz D, Mittag A, Bocsi J: Probenvorbereitung für die Bildzytometrie.  Sack U, Tárnok A, Rothe G (Hrsg): Zelluläre Diagnostik. Grundlagen, Methoden und klinische Anwendungen der Durchflusszytometrie. Basel, Karger 2007;139-156
  3. Kuntz S, Kunz C, Rudloff S. Oligosaccharides from human milk induce growth arrest via G2/M by influencing growth-related cell cycle genes in intestinal epithelial cells. Br J Nutr. 2009;101(9):1306-15.
  4. Wenzel U, Kuntz S, Brendel MD, Daniel H. Dietary flavone is a potent apoptosis inducer in human colon carcinoma cells. Cancer Res. 2000;60(14):3823-31.