细胞周期是指细胞从上一次分裂完成开始，到下一次分裂完成时为止，包括两个阶段：分裂间期和分裂期。细胞周期检测的是单个细胞的增殖速度，通过缩时摄影来测定。

一、实验原理

细胞在不同的时期，细胞所含的DNA量不同。正常细胞的二倍体含量通常为2N，则在G/G1期，细胞的DNA量为2N，而G2M期细胞DNA含量为4N。S期DNA量为2N-4N。碘化丙锭(PI)可以与细胞内的DNA和RNA结合，通过RNA酶将RNA消化后，检测到与DNA结合的P荧光强度可以直接反映细胞内DNA含量的多少。因此，采用流式细胞术PI染色法检测细胞内DNA含量时，可将细胞周期分为G/G1期、S期和G2/M期，并通过特殊软件计算各时相的百分比。

二、实验方法

测定细胞周期的方法常见的有同位素标记法、流式细胞仪法、基于细胞成像的荧光检测法等。

1.同位素标记法

标记有丝分裂百分率法 (PLM) 是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射自显影技术显示标记细胞，通过统计标记有丝分裂细胞百分数的办法来测定细胞周期。

检测原理：

① 待测细胞经 3H- 胸腺嘧啶核苷标记后，所有 S 期细胞均被标记。

② S 期细胞经 G2 期才进入 M 期，所以一段时间内 PLM = 0。

③ 开始出现标记 M 期细胞时，表示处于 S 期最后阶段的细胞，已渡过 G2 期，所以从 PLM = 0 到出现 PLM 的时间间隔为 G2期的持续时间。

④ S 期细胞逐渐进入 M 期，PLM 上升，到达到最高点的时候说明来自处于 S 最后阶段的细胞，已完成 M，进入 G1 期。所以从开始出现 M 到 PLM 达到最高点 (≈ 100%) 的时间间隔就是 M 期的持续时间。

⑤ 当 PLM 开始下降时，表明处于 S 期最初阶段的细胞也已进入 M 期，所以出现 LM 到 PLM 又开始下降的一段时间等于 S 期的持续时间。

2.流式细胞仪 PI 染色法

细胞周期分为间期与分裂期两个阶段。间期又分为三期：即 DNA 合成前期 ( G1 期 )、DNA 合成期 ( S 期 ) 与 DNA 合成后期 ( G2 期 )。某些细胞在分裂结束后暂时离开细胞周期，停止细胞分裂，执行一定生物学功能 ( G0 期 )。

检测原理：

由于细胞周期各时相的 DNA 含量不同，通常正常细胞的 G1 / G0 期具有二倍体细胞的 DNA 含量 ( 2N )，而 G2 / M 期具有四倍体细胞的 DNA 含量 (4N)，而 S 期的 DNA 含量介于二倍体和四倍体之间。PI可以与 DNA 结合，其荧光强度直接反映了细胞内 DNA含量。因此，通过流式细胞仪 PI 染色法对细胞内 DNA 含量进行检测时，可以将细胞周期各时相区分为 G1 / G0 期，S 期和 G2 / M期，获得的流式直方图对应的各细胞周期可通过特殊软件计算各时相的细胞百分率。

3.基于成像的荧光检测法

FUCCI (fluorescent ubiquitination-based cell-cycle indicator) 小球能鉴别细胞处在细胞周期的哪一时期，因此可以用来研究癌症细胞周期的进程。FUCCI 技术建立在鉴定过表达的两种调节细胞周期的蛋白 geminin 和 Cdt1 水平上，其中 geminin 融合的是绿色荧光基团 AmCyan，而 Cdt1 融合的是红色荧光基团 mCherry。Cdt1 和 geminin 的水平随着细胞周期的变化而不断波动：Cdt1 蛋白水平在 G1 阶段达到峰值，而 geminin 蛋白水平在 S，G2 和 M 期不断升高。这一结果体现为表达 FUCCI 细胞核在G1 期为红色而在 S，G2 和 M 期则呈现绿色。

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