DNAラダー

はしごの段に似た暗い灰色の背景に白い DNA バンド — エチジウムブロマイド染色によりアガロースゲルで可視化された DNA ラダー (左) 。1 kb マーカー(中央) とコントロールDNA (右) が含まれています。

DNAラダーは、アポトーシスDNA断片化によって生じたDNA断片をゲル電気泳動で分離した後に可視化したときに観察される特徴であり、1980年にエディンバラ大学医学部のアンドリュー・ワイリーによって初めて説明されました^[1] DNA断片は壊死を起こした細胞でも検出されますが、分離後のこれらのDNA断片をゲル電気泳動にかけた場合、明確な「ラダー」パターンは現れません。^[1]

DNAの劣化

DNA ラダーリングは、カスパーゼ活性化 DNase (CAD)によって分解された DNA の特徴的な特徴であり、アポトーシスの重要なイベントです。CAD はゲノム DNA を核間リンカー領域で切断し、長さが 180～185塩基対の倍数である DNA 断片を生成します。^[2]アガロースゲル電気泳動で断片を分離し、その後、エチジウムブロマイド染色などで可視化すると、特徴的な「ラダー」パターンが得られます。ラダーリングパターンを生成する、高分子量の DNA セクションが存在しないアポトーシス細胞から断片化された DNA を選択的に抽出する簡単な方法は、細胞をエタノールで前処理することです。^[3]

アポトーシスと壊死

アポトーシス細胞の形態学的特徴のほとんどは短命ですが、DNAラダーリングは最終状態の読み出し方法として使用できるため、アポトーシスと壊死を区別するための信頼性の高い方法となっています。^[4] DNAラダーリングは、ウイルスの存在下で細胞がアポトーシスを起こしたかどうかを確認するためにも使用できます。^[5]これは、ウイルスが細胞に与える影響を判断するのに役立つため便利です。^[要出典]

DNAラダーリングは、アポトーシスの後期段階でのみアポトーシスを検出するために使用できます。これは、アポトーシスプロセスの後の段階でDNA断片化が発生するためです。^[2] DNAラダーリングは多くの細胞のアポトーシスをテストするために使用されますが、アポトーシスを起こした少数の細胞のみをテストするには正確ではありません。^[2]アポトーシスのテスト精度を高めるために、TEMやTUNELなどの他のアッセイがDNAラダーリングとともに使用されます。^[2] DNAラダーリングの最近の改良により、DNAラダーリングはアポトーシスを検出する際に使用するより信頼性が高く合理的な手法になりました。^[6]また、DNAラダーリングは細胞の種類によって異なる方法で発生するため、調査対象の細胞によってはDNAラダーリングのプロセスにわずかな変化が生じる可能性があることにも注意することが重要です。^[7]

参照

参考文献

^ ab Kressel, Michael; Groscurth, Peter (1994年11月1日). 「断片化DNAのin situ標識によるアポトーシス細胞死と壊死細胞死の区別」.細胞と組織の研究. 278 (3): 549– 556. doi :10.1007/s004410050244. ISSN 0302-766X. PMID 7850865.
^ abcdエルモア、スーザン（2007年6月）。「アポトーシス：プログラム細胞死のレビュー」毒性病理学。35 （4）：495〜516。doi ： 10.1080 / 01926230701320337。ISSN 0192-6233。PMC 2117903。PMID 17562483。
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[3] Gong, JP; Traganos, F.; Darzynkiewicz, Z. (1994年5月). 「ゲル電気泳動およびフローサイトメトリーに適用可能なアポトーシス細胞からのDNA抽出のための選択的手順」.分析生化学. 218 (2): 314– 319. doi :10.1006/abio.1994.1184. PMID 8074286.

[Iwata1994-4] Iwata, M; Myerson, D; Torok-Storb, B; Zager, RA (1994年12月). 「酸素欠乏と酸化障害に対する腎尿細管DNAラダーの評価」.米国腎臓学会誌. 5 (6): 1307– 1313. doi : 10.1681/ASN.V561307 . ISSN 1046-6673. PMID 7893995.

[5] Srivastava, V; Rawall, S; Vijayan, VK; Khanna, M (2009年5月). 「インフルエンザAウイルス誘導アポトーシス：培養HeLa細胞における亜鉛補給によるDNAラダーリングとカスパーゼ3活性の阻害」.インド医学研究ジャーナル. 129 (5): 579– 86. ISSN 0971-5916. PMID 19675388.

[6] ラーバル・サーダト、ヤルダ;サイディ、ナズリ。ズヌニ・ヴァヘド、セピデ。バルゼガリ、アボルファズル。バラール、ジャレ (2015-01-01)。「アポトーシス検出のための DNA ラダーアッセイの更新」。バイオインパクト。5 (1): 25–28 .土井:10.15171/bi.2015.01. ISSN 2228-5652。PMC 4401164。PMID 25901294。

[7] Jiang, Ai-Liang; Cheng, Yanwei; Li, Jianyou; Zhang, Wei (2008-07-31). 「亜鉛依存性核エンドヌクレアーゼは、イネの根端細胞における塩誘導性プログラム細胞死中の DNA ラダー化に関与している」。Journal of Plant Physiology . 165 (11): 1134– 1141. Bibcode :2008JPPhy.165.1134J. doi :10.1016/j.jplph.2007.12.008. ISSN 1618-1328. PMID 18295371.