细胞增殖全攻略，精准捕获细胞动态

细胞增殖概念及细胞周期介绍

细胞增殖是指细胞通过分裂和生长来增加数量的过程。这个过程包括细胞周期的各个阶段：G1期（细胞生长）、S期（DNA复制）、G2期（准备分裂）和M期（细胞分裂）。细胞增殖在生物体的发育、组织修复以及癌症等疾病的研究中具有重要意义。了解和测量细胞增殖是评估细胞功能、研究疾病机制以及药物筛选的重要手段。

图1. 细胞周期示意图

常见细胞增殖检测方法

活力检测法：代谢活性快速评估

通过检测细胞的代谢活动间接评估细胞的增殖能力，常见试剂包括PrestoBlue HS、AlamarBlue HS、MTT、XTT或CCK-8等。这些试剂作为底物能够进入活细胞，被细胞内酶还原并产生肉眼可见的颜色变化，因此可以通过检测吸光度值（OD）或荧光值（FL）判断细胞增殖情况。该类方法操作简单、成本较低，能够快速评估细胞代谢活性，尤其适合前期药物高通量筛选，但需要注意的是如果药物本身存在背景信号，需要额外设置对照组或选择其他避开背景信号通道的检测方式。

图2. PrestoBlue HS & AlamaBlue HS反应原理（上）及实验结果图（下）¹

DNA含量检测法：DNA的精准动态解析

通过量化细胞内DNA含量评估细胞增殖状态。常见试剂为CyQUANT™ NF细胞增殖检测试剂盒（总细胞计数）和CyQUANT™ 直接细胞增殖检测试剂盒（活细胞计数）。试剂盒内的细胞通透性染料能够直接进入细胞核，与DNA结合后发出荧光，通过与已知细胞数的标准曲线对比，确定细胞内的核酸含量，从而反映细胞数量。与经典的CyQUANT™ 细胞增殖检测试剂盒相比，这两种试剂盒无需裂解细胞，该类方具有超高灵敏度，适配自动化工作站，更适合快速评估剂量-效应关系的抗肿瘤药物筛选以及3D细胞培养与组织工程中的细胞增殖分析等方向。

图3. CyQUANT 细胞增殖检测试剂盒工作流程（左）及对应的检测信号线性图（右）

新生DNA检测法：直击DNA复制现场

通过标记新合成的DNA来评估细胞增殖。目前常用的方法是EdU（5-乙炔基-2′-脱氧尿苷）掺入法。EdU作为胸苷类似物，可以在DNA合成过程中掺入到新生DNA中，末端裸露出的炔烃能够与叠氮基修饰的荧光染料通过点击化学反应特异性结合，通过成像或流式方法检测荧光信号，从而确定细胞的增殖情况。与传统底物BrdU相比，EdU方法操作更为简便且不需要变性DNA。该类方法灵敏度高、特异性好，可用于活体实验，也能够协同其他核酸染料特异性检测细胞S期，常用于评估药物对DNA复制影响、追踪细胞的增殖分化和新神经元的生成等研究。

图4. EdU检测原理流程（左）及EdU结合染料FxCycle用于检测细胞S期（右）

染料稀释法：细胞分裂的”可视化”追踪

通过追踪细胞分裂过程中荧光强度的变化来测量细胞增殖，常用的荧光染料包括CFSE（羧基荧光素二乙酸琥珀酰亚胺酯）和CellTrace 系列产品。这类染料能够标记胞内组分，随着被标记细胞的增殖分裂，荧光均分至子代细胞中，荧光强度逐代递减，通过分析不同时间点的荧光分布图，能够确定细胞增殖动态过程。该类方法灵敏度高，可结合表面标记进行多色分析，适用于流式多轮细胞示踪，常用于T细胞增殖与免疫应答动态分析和追踪干细胞自我更新与分化潜能等。

图5. 染料稀释测量细胞分裂原理（左）及CellTrace用于检测PBMC刺激后的增殖情况（右）

蛋白检测法：分子标记的精准捕捉

通过检测与细胞增殖相关的特定蛋白质的表达量来评估细胞增殖情况。常用的蛋白质标记包括Ki-67和PCNA（增殖细胞核抗原），Ki-67在除G0期外的所有周期阶段表达，PCNA则参与DNA复制。该类方法可结合其他细胞标记进行多色分析，常用于信号通路蛋白的检测、蛋白质组学分析等。

图6. HeLa野生型细胞、HeLa Cas9对照细胞和HeLa Ki-67敲除细胞的Ki-67免疫荧光分析（左）人类结肠（神经内分泌肿瘤）组织切片PCNA的免疫组化分析（右）

事实上随着检测技术的发展，多角度评估细胞增殖情况成为趋势，不同方法相互验证提高了结果的可靠性和准确性，多参数分析也有助于揭示细胞增殖复杂的生物现象，因此如果需要对细胞增殖进行深入和全面分析的研究，可以考虑多种检测方法联合应用。

常见细胞增殖检测方法汇总

检测方法	仪器平台	热门试剂	推荐货号	规格
活力检测法	酶标仪	PrestoBlue HS高纯度细胞活力检测试剂	P50200	25mL
活力检测法	酶标仪	AlamarBlueHS 高纯度细胞活力检测试剂	A50100	25mL
DNA含量检测法	酶标仪	CyQUANTM Direct 细胞增殖检测	C35011	10x96T
DNA含量检测法	酶标仪	CyQUANTTM NF 细胞增殖检测	C35007	200T
DNA含量检测法	酶标仪	CyQUANTT 细胞增殖检测	C7026	1000T
新生DNA检测法	成像/流式	Click-iTr EdU 细胞增殖成像试剂盒	C10337	1 kit
新生DNA检测法	成像/流式	Click-iT Plus EdU 细胞增殖成像试剂盒	C10637	1 kit
染料稀释法	流式	eBioscience CFSE 细胞增殖试剂盒	65-0850-84	5x500ug
染料稀释法	流式	CellTrace Violet 细胞增殖试剂盒	C34571	20T
蛋白检测法	成像	Ki-67抗体	740008T	100 uL
蛋白检测法	成像	PCNA抗体	MA5-32051	100 uL

FAQs

Q 哪种细胞增殖检测方法可以用于3D培养体系？

A PrestoBlue HS细胞活力试剂、CyQUANT^™ XTT和CyQUANT™ Direct已被验证过可用于3D培养体系。

Q 对于具有多个时间点的高通量检测，我应该选择哪种检测方法？

A 对于具有多个时间点或较长孵育时间的实验，我们建议使用PrestoBlue HS及AlamarBlue HS细胞活力试剂。注意需要在每个孵育期结束时的时间点添加试剂，而非连续测量。这种方式可以防止试剂被代谢活跃的细胞转化，从而影响结果。