如何定量细胞增殖？

细胞增殖是通过细胞分裂引起的细胞数量增加，对于整个生命周期中对正常组织发育和维持是必须的。一些类型的细胞会处于持续增殖状态，如皮肤和骨髓细胞，但许多成人组织中的细胞会处于非增殖状态，只有在损伤或感染时，才能被激活来补充细胞。与之相反，细胞周期关键基因突变引起的细胞增殖失调是各类癌症的标志，会造成肿瘤异常的不受控制的生长。

细胞分裂受 细胞周期的多个阶段的紧密调节，包括为有丝分裂后续步骤而表达 mRNA 和蛋白质的 G1 期，合成新 DNA 的 S 期，细胞进一步生长的 G2 期和细胞最终分裂的 M 期。一些细胞退出细胞周期并停止分裂，这称为静止或静息状态 (G0)。真核细胞的分裂由称为“检查点”的回路分子控制，它可确保从一个细胞周期到下一个细胞周期的时间正确。协调的成组蛋白可监测细胞生长和 DNA 完整性，确保在每轮细胞分裂过程最终正确产生新的子细胞，对抗不受控的细胞生长或受损 DNA 的传递（可导致基因组不稳定性和肿瘤发生）。

许多细胞周期和增殖分析方法已被开发，可以测量各种实验环境中细胞分裂的量和速率。考虑到大多数健康细胞群落在培养过程中发生增殖，因此它可用作在正常生长条件下和各种刺激和/或基因干扰处理后衡量细胞生存力的标记物。测量增殖的常用方法是通过 碘化丙啶 （一种荧光染料，通过插入 DNA 骨架的碱基间来结合 DNA）或 溴脱氧尿苷嘧啶 (BrdU) （一种胸苷的合成核苷类似物）的掺入确定细胞的 DNA 含量和合成。另外，通过蛋白质印迹法、免疫组织化学 或 qPCR 来测量细胞周期进展所需的基因的表达水平，提供了解析细胞分裂和增殖的手段。

与细胞增殖相关的基因的包括增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen, PCNA)、Ki67、phospho-histone H3以及许多细胞周期蛋白（如 Cyclin D1）。选择方法时，需要着重考虑使用的标记物是针对细胞周期的某个特定阶段，还是属于持续增殖的广义指标，因为这会影响结果的解释，比如，使用胸苷类似物（如BrdU) 标记细胞可以指示在 S期活跃复制 DNA 的细胞，而 Ki67在细胞周期的所有阶段都表达，所以 它的定量为增殖细胞数量提供更完整全景。