细胞增殖是指生物体中细胞数量增加的过程，是生命活动的基础之一。它不仅对于个体发育至关重要，也是组织修复与再生的关键机制。细胞通过分裂产生新的细胞来实现数量的增长，这一过程受到严格调控以维持机体正常功能。细胞增殖检测是研究细胞生长、分裂以及评估药物对细胞影响的重要手段。根据不同的实验需求和条件，有多种方法可以用来检测细胞增殖情况。

1. MTT法（四唑盐还原法）
一种基于代谢活性来间接反映活细胞数量的方法。MTT（3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐）能够被线粒体内脱氢酶还原成不溶性的蓝紫色结晶甲瓒，甲瓒沉积在细胞内，通过溶解后使用酶标仪测量吸光度值，从而反映出细胞增殖程度。
2. CCK-8法

类似于MTT法，但使用的是WST-8作为指示剂。WST-8比MTT更易于溶解，并且不需要额外的溶解步骤，使得操作更加简便快捷。
 
3. BrdU/EdU标记法

BrdU 是一种胸腺嘧啶核苷类似物。在细胞增殖过程中，它能够替代胸腺嘧啶（T）掺入到正在复制的 DNA 分子中 。通过抗 BrdU 抗体与掺入 DNA 的 BrdU 特异性结合，再借助免疫荧光或免疫组化等手段显色，从而判断细胞增殖情况。而 EdU则是通过与 Apollo 荧光染料发生特异性反应来检测 DNA 复制活性，通过检测 EdU 标记可准确反映细胞的增殖情况。
 
4. Ki67免疫组化染色

Ki67是一种仅存在于活跃增殖细胞中的核蛋白。通过对组织切片或培养细胞进行Ki67抗体染色，可以直观地观察到正在经历不同阶段细胞周期的细胞分布情况，尤其是G1、S、G2和M期的细胞。其免疫组化的原理是利用抗Ki67抗体与组织切片中的Ki67蛋白结合，形成特异性抗原-抗体复合物。随后通过与该抗体结合的二抗进行染色反应，使得Ki67蛋白得以通过特定的染色反应呈现出颜色，以此来评估组织样本中的细胞增殖率。

5. 流式细胞术分析

利用荧光染料如PI(碘化丙啶)等结合特定时期的细胞特征，通过流式细胞仪快速准确地测定出样品中各时期细胞的比例及总数变化，以此评估细胞增殖状况。

6. 活细胞成像

活细胞成像技术通过非侵入式实时监测细胞动态，实现长期、实时、高分辨率的动态监测，能够实时观察活体细胞生长、分裂及其它动态过程，为细胞增殖研究提供了全新的视角。

活细胞成像仪在细胞增殖研究中的主要应用

1. 细胞迁移与侵袭能力的研究

细胞侵袭常发生于伤口修复、血管形成和炎症反应以及组织的异常浸润、肿瘤细胞转移等过程中。某些类型的肿瘤细胞具有较强的移动性和穿透组织的能力，这是癌症转移的关键步骤之一。通过活细胞成像分析系统的长时间跟踪拍摄，可以详细记录下此类细胞的运动轨迹及其与其他细胞之间的相互作用方式。

浙江大学研究团队于2019年在 “Biomaterials” 发表文章《Chiral geometry regulates stem cell fate and activity》。该研究探讨了几何手性（chiral geometry）对人骨髓间充质干细胞行为的影响，包括迁移、粘附、增殖和分化。JuLI™ Stage活细胞成像分析系统实时记录GFP转染的hMSCs细胞从平面向手性几何形状移动的一系列荧光图像。观察到细胞优先向右旋几何形状迁移，该现象称为“趋骨性“。JuLI™ Stage的高通量、自动化特性为研究细胞的迁移动力学提供了可靠的数据支持。
 
2. 药物效果评估

在开发新药时，通常需要测试候选化合物对癌细胞或其他类型细胞增殖的影响。利用活细胞成像分析系统，可以在给定时间内连续记录细胞的变化情况，从而快速准确地判断出药物是否有效抑制了目标细胞的增长。

因斯布鲁克医科大学研究团队于2018年在 “Clinical Cancer Research” 发表文章《The glucocorticoid receptor is a key player for prostate cancer cell survival and a target for improved anti-androgen therapy》。该研究揭示了GR在前列腺癌耐药中的关键作用，并提出了靶向GR联合抗雄激素治疗的新策略。JuLI™ Stage活细胞成像分析系统的高通量成像功能为3D肿瘤模型的动态分析提供了技术支持，同时为研究GR在前列腺癌细胞三维生长中的作用提供了直观和定量的数据支持，强化了GR作为治疗靶点的科学依据。

3. 基因功能研究

通过对特定基因进行敲除或过表达，并结合活细胞成像技术，研究者可以分析这些遗传改变如何影响细胞的生长模式和分裂行为，进而揭示相关基因的功能及其参与调控的具体机制。

重庆医科大学基础医学院研究团队于2023年在 "International Journal of Biological Sciences” 发表文章《Genome-wide binding analysis unveils critical implication of B-Myb-mediated transactivation in cancers》。研究显示，KIF2C基因敲低显著抑制了LUAD细胞的增殖、细胞周期进程和细胞运动性。体内异种移植裸鼠模型证实了KIF2C是LUAD中肿瘤生长的关键基因，证明了B-Myb及其关键靶基因KIF2C是包括LUAD在内的癌症的很有前途的诊断和治疗靶点。

通过JuLI™ Stage活细胞成像分析系统在KIF2C敲除的肺癌细胞（A549、H1975）中，通过JuLI™ Stage长期连续拍摄，定量细胞汇合度变化，证实KIF2C缺失显著抑制细胞生长。同时通过实时追踪单个细胞运动轨迹，计算平均迁移速度，证明KIF2C敲低降低细胞运动能力。
 

JuLI™ Stage活细胞成像仪监测KIF2C对LUAD细胞运动性的影响

JuLI™ Stage活细胞成像仪监测LUAD细胞迁移与运动轨迹

4. 探索细胞环境因素的作用

除了内部遗传信息外，温度、pH值、营养成分等外界条件也会影响细胞的增殖速率。借助于活细胞成像分析系统，科研人员能够在不同实验条件下追踪细胞群体的行为变化，以探讨各种物理化学因子对细胞生命周期的影响。

牛津大学肿瘤学系研究团队于2023年在 “The Journal of Clinical Investigation” 发表文章《Improving radiotherapy in immunosuppressive microenvironments by targeting complement receptor C5aR1》。该研究探讨了在免疫抑制性肿瘤微环境（TME）中，通过靶向补体受体C5aR1来改善放射治疗（RT）效果的方法，明确了C5aR1作为放疗敏感性调控的潜在靶点，并证明其抑制剂PMX205具有显著的抗肿瘤作用且毒性低。在存活率研究中，使用JuLI™ Stage活细胞成像分析系统在第 0 天和第 3 天对样本进行拍摄后，使用JuLI STAT分析软件计算存活率。
 

 

综上，活细胞成像分析系统为深入理解细胞增殖提供了强有力的工具，不仅有助于基础科学研究的进步，也为临床医学领域带来了新的机遇。随着成像分辨率提升与数据分析算法演进，该技术在更多领域彰显独特优势。