SA-β-gal 衰老染色:IMR-90、pH6.0与无CO₂显色

固定ATCC IMR-90与CST9860,配1mL含1mg/mL X-gal的显色液,37°C无CO₂过夜并统计蓝色细胞。

01本篇适用条件

本例改用正常有限寿命的人肺成纤维细胞IMR-90(ATCC CCL-186),不把HeLa肿瘤细胞当作普通复制衰老模型。ATCC培养条件为EMEM30-2003+10%FBS、37°C/5%CO₂,列为BSL-1;本机构仍应按人源细胞流程管理。染色固定CST Senescence β-Galactosidase Staining Kit #9860,六孔板每孔原培养液2mL。阳性SA-β-gal仅是一种衰老相关表型,不单独证明不可逆生长停滞。

02实验原理

活培养阶段在5%CO₂中,染色显色阶段必须转到37°C无CO₂干式培养条件,避免pH下降导致假阳性。准备健康低群体倍增参照与已预验证阳性参照;细胞过密、长时间饥饿和损伤也可影响结果。记录累计群体倍增数比仅写“P几代”更能说明IMR-90状态。

03安全与适用范围

IMR-90按机构人源细胞规范操作。CST固定液、X-gal和DMSO按SDS防护;X-gal储备液使用聚丙烯管或玻璃,不用聚苯乙烯管。H₂O₂候选只使用已标定低浓度储备液,废物分类处理。

04材料与仪器

IMR-90低倍增健康细胞和阳性参照;CST9860整套、DMSO、PBS、纯水;六孔板;独立无CO₂37°C干式孵育设备;pH计或适配微量pH检查工具、密封膜、200×总放大明场镜。

05配液与用量

溶液配制量终浓度/用途
完全培养基10mLEMEM9mL+FBS1mL10%FBS
1×固定液1mL套装10×固定液100µL+水900µL每六孔板单孔1mL
1×染色底液1mL套装10×染色底液100µL+水900µL原液有沉淀先37°C轻混溶解
X-gal储备液1mLX-gal20mg+DMSO至1mL20mg/mL,避光
单孔最终显色液1×底液930µL+100×A液10µL+100×B液10µL+X-gal储备液50µL总1000µL,X-gal1mg/mL;pH5.9–6.1
应激候选2mL已标定100mM H₂O₂储备液4µL+完全培养基1996µL200µM,仅作预实验条件

显色液930+10+10+50=1000µL。按本批缓冲液检查最终pH,不能因含X-gal就默认合格;必要调整须在无细胞工作液中进行,并重新测pH。

06时间安排

时间操作
可选第0天健康细胞200µM H₂O₂候选2小时,洗后恢复
可选第2、4天各换2mL完全培养基;第5天评估是否适合染色
染色当天PBS洗、1mL固定液室温15分钟、PBS洗2次
随后1mL显色液,37°C无CO₂过夜约16小时
次日不干燥状态下拍照并计蓝色/总细胞

07开始前的准备

六孔板候选每孔5×10⁴活细胞/2mL起始,保证终点未长期过密。若尚无阳性材料,可先做100与200µM H₂O₂各2小时、恢复5天的预试,收集死亡和增长记录;这只建立候选模型,不保证诱导衰老。阳性判定仍需结合EdU下降、持续停滞等证据。正式对照与候选同日起始、同密度,避免把不同密度造成的背景当衰老。

IMR-90低密度与高密度细胞形态完整双图

原图为IMR-90的低密度(左)和高密度(右)形态,保留两面板及100 μm标尺。仅去除顶部目录编号栏;此为来源机构参考图,不是本篇实验结果,不能按其图像密度直接设定传代或衰老阈值。

ATCC,IMR-90细胞形态参考图来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗

08逐步操作

  1. 核对IMR-90来源、累计倍增数和污染检测,健康单细胞以5×10⁴/2mL铺六孔板,37°C/5%CO₂贴壁。
  2. 若采用应激候选,去旧液后加2mL200µM H₂O₂完全培养液;参照孔换2mL同批无H₂O₂培养液,37°C处理2小时。
  3. 终点去处理液,用2mL PBS轻洗一次,换2mL新鲜完全培养基,恢复5天,第2、4天各温和换液2mL。
  4. 第5天记录形态、密度与细胞损失;若大面积死亡或已长期过密,不把此样本当已建立衰老阳性,重新优化预试。
  5. 染色时吸去培养液,用2mL1×PBS洗一次,沿壁吸走,不能让细胞层风干。
  6. 每孔加1mL套装1×固定液,室温15分钟,落在厂家10–15分钟范围内;不延长到数小时。
  7. 去固定液,以2mL PBS温和洗2次;若无法马上染,可依套装允许条件PBS覆盖4°C过夜,所有组一致记录。
  8. 按表现配1mL显色液,确认最终pH5.9–6.1,每孔加1mL完全覆盖细胞。
  9. 封好板防蒸发,在37°C无CO₂干式孵育设备中放过夜,本例约16小时;不能放回平常5%CO₂培养箱显色。
  10. 仍有显色液覆盖时用约200×总放大观察蓝色胞质,固定相机白平衡和曝光,拍每孔5个预设非重叠视野。
  11. 逐个计完整细胞及明确蓝色细胞,目标每孔至少300个;沉淀颗粒、碎片和过深蓝难分团块标记,不随意设为阳性。
  12. SA-β-gal阳性率=蓝色细胞数÷完整细胞总数×100%。同时记录EdU或独立增长信息;需保存时按套装建议用70%甘油覆盖、4°C保存并写明时间。

09结果判断与质控

300个完整细胞中90个呈明确蓝色,阳性率30%。若低倍增参照也普遍深蓝,应先查pH、过密和显色条件。结论应写SA-β-gal阳性比例增加;没有多指标及持续停滞证据时,不写“已证明细胞衰老”。

WI38正常与复制性衰老细胞的SA-β-gal蓝绿色染色对照

左为正常WI38、右为复制性衰老WI38的pH 6.0染色示例,用于识别蓝绿色细胞质沉淀。来源细胞是WI38,不是本篇IMR-90;不能将蓝染单独作为衰老的充分证据。来源为CST技术资料,非商业推广。

Senescence β-Galactosidase Staining Kit,Replicative Senescence images;物理 PDF 第1页厂商版权;公开技术手册局部摘录,非商业推广;未声明开放许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
未处理与早衰MCF-7细胞SA-β-gal染色完整双图

完整保留原文Premature Senescence双面板:左为未处理MCF-7,右为依托泊苷12.5 μM处理24小时后恢复的来源早衰示例。不是本篇IMR-90加H₂O₂候选方案;来源细胞、刺激及恢复条件不同,不能据此认证本篇诱导成功。

Cell Signaling Technology,Senescence β-Galactosidase Staining技术资料,物理PDF第1页下图来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗

10实验记录模板

样本/累计倍增起始数/终点密度候选处理/恢复天数固定分钟显色液pH/批号无CO₂温度/起止蓝色数/总数/辅助证据
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11常见问题与排错

蓝色太多:查是否误用CO₂箱、pH偏低、样本过密。全不显色:查X-gal溶解与保存、过度固定、pH偏高和阳性参照。晶体多:查蒸发密封和工作液沉淀,不把晶体当阳性细胞。

12参考资料

  • CST:#9860官方产品与操作手册,已读取930/10/10/50µL配方、X-gal20mg/mL、pH6.0、室温10–15分钟固定及37°C无CO₂过夜。
  • ATCC:IMR-90 CCL-186,已读取有限倍增性质、EMEM+10%FBS、37°C/5%CO₂与BSL-1。
  • H₂O₂候选、起始细胞数、恢复5天及16小时观察点为本页教学预试,不是厂家已认证的衰老诱导方案。
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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。