本检测系统阐述了信号通路关联实验的核心技术体系。文章聚焦于信号通路研究的四大关键环节:检测项目、检测范围、检测方法与检测仪器设备。每个环节均详细列举了十项具体内容,涵盖从经典通路活性检测到新兴的多组学整合分析,从分子互作验证到高通量筛选平台,为深入探索细胞信号转导机制提供了全面的实验技术参考与方案设计指南。
核心优势
检测中心实验室配备国内外的前沿分析检测设备,检测报告获得CNAS、CMA双重认证,国际互认。
检测流程
检测项目
通路关键蛋白磷酸化水平:通过检测信号通路中核心激酶或效应蛋白特定位点的磷酸化状态,直接反映该通路的激活程度。
转录因子活性与核转位:评估下游转录因子(如NF-κB、STAT)的DNA结合活性或从胞质到胞核的转位情况,指示通路终末输出。
第二信使分子浓度变化:定量检测cAMP、cGMP、Ca²⁺、IP3、DAG等第二信使在刺激前后的动态变化,揭示上游信号事件。
蛋白-蛋白相互作用验证:验证信号通路上下游分子间的直接或间接相互作用,如受体-适配体、激酶-底物的结合。
基因报告基因活性:利用含有特定反应元件的荧光素酶或荧光蛋白报告系统,定量测量通路下游的转录激活水平。
酶活性测定:直接测量通路中关键酶(如激酶、磷酸酶、蛋白酶)的体外或体内催化活性。
蛋白质表达水平变化:分析通路相关蛋白,特别是早期应答基因编码蛋白,在信号刺激后的表达量改变。
亚细胞定位与共定位分析:观察信号分子在细胞器(如膜、线粒体、内质网)上的定位变化及与其他分子的共定位。
蛋白质翻译后修饰谱:系统分析信号传递过程中发生的泛素化、乙酰化、甲基化等多种翻译后修饰事件。
细胞表型与功能关联:将通路活性与细胞增殖、凋亡、迁移、分化等最终生物学表型进行关联分析。
检测范围
经典生长因子与细胞因子通路:涵盖MAPK、PI3K/AKT、JAK/STAT、TGF-β等由胞外配体启动的经典信号转导网络。
细胞应激与死亡通路:包括氧化应激、内质网应激、DNA损伤应答以及凋亡、坏死性凋亡、焦亡等相关信号事件。
代谢相关信号通路:涉及AMPK、mTOR、Hippo等感知并调控细胞能量状态与代谢平衡的核心通路。
发育与分化信号通路:涵盖Wnt/β-catenin、Hedgehog、Notch等调控胚胎发育和组织稳态的关键途径。
免疫与炎症信号通路:包括Toll样受体(TLR)、炎症小体、细胞因子风暴相关的细胞内信号传导过程。
GPCR及其下游信号:针对G蛋白偶联受体家族激活后引发的cAMP/PKA、PLC/PKC等多条下游分支。
细胞周期与检查点信号:检测Cyclin-CDK复合物活性、检查点蛋白(如p53)的激活等调控细胞周期进程的信号。
自噬相关信号通路:研究JianCeK1复合物激活、自噬体形成过程中涉及的AMPK-mTOR等调控信号。
神经信号转导通路:涵盖神经营养因子(如BDNF)信号、神经递质受体下游信号以及突触可塑性相关通路。
肿瘤微环境与细胞通讯:探索肿瘤发生发展中,肿瘤细胞与微环境间通过旁分泌、接触依赖等方式进行的信号交流。
检测方法
蛋白质免疫印迹(Western Blot):利用特异性抗体检测目标蛋白的表达水平及磷酸化等修饰状态,是通路研究的基石方法。
免疫共沉淀与Pull-down:用于验证体内(Co-IP)或体外(GST Pull-down)的蛋白质间相互作用,明确信号复合物组成。
酶联免疫吸附测定(ELISA):定量检测溶液或细胞裂解液中特定磷酸化蛋白或细胞因子的含量,灵敏度高。
免疫荧光与共聚焦显微镜:可视化信号分子在单细胞水平的亚细胞定位、转位及共定位,提供空间信息。
流式细胞术:通过胞内染色结合荧光抗体,在单细胞水平高通量分析磷酸化蛋白等信号事件的异质性。
报告基因检测法:将通路特异的反应元件连接至荧光素酶或GFP基因,通过测定报告基因产物活性来间接反映通路活性。
激酶活性检测试剂盒:使用特定底物肽段,通过比色法、荧光法或放射性方法直接测量激酶的体外催化活性。
高通量磷酸化蛋白质组学:基于质谱技术,无偏倚地全局性鉴定和定量信号刺激前后全细胞的磷酸化位点变化。
荧光共振能量转移(FRET):利用荧光供体与受体间的能量转移,实时监测活细胞内蛋白质相互作用或构象变化的动态过程。
RNA干扰与CRISPR筛选:通过敲低或敲除特定基因,观察其对信号通路活性的影响,用于功能基因的筛选与验证。
检测仪器设备
化学发光成像系统:用于Western Blot、ELISA等化学发光信号的捕获和定量分析,具有高灵敏度和宽动态范围。
激光共聚焦扫描显微镜:实现高分辨率、多通道的免疫荧光图像采集,用于蛋白质亚细胞定位和共定位的精细分析。
流式细胞仪:配备多激光器和检测器,可对经过荧光标记的单个细胞进行高速、多参数的信号分子定量分析。
多功能酶标仪:集成光吸收、荧光、发光、时间分辨荧光等检测模式,适用于报告基因、ELISA、细胞活性等多种检测。
实时荧光定量PCR仪:精确测定信号通路下游靶基因的mRNA表达水平变化,验证通路的转录输出效应。
高内涵细胞成像分析系统:自动化进行多孔板细胞的荧光成像,并结合图像分析软件,实现高通量的表型与信号通路分析。
液相色谱-串联质谱联用仪:是磷酸化蛋白质组学等大规模修饰组学研究的核心设备,用于深度鉴定和定量修饰肽段。
表面等离子共振仪:实时、无标记地监测生物分子间相互作用的动力学参数,如结合速率、解离速率和亲和力常数。
活细胞工作站:整合倒置显微镜、环境控制系统和高灵敏度相机,用于长时间监测活细胞内信号事件的动态变化。
显微注射与光遗传学操控系统:用于将分子探针、抑制剂或激活剂精准导入细胞,或利用光控工具精确操控特定信号节点。
