フローサイトメトリー、光散乱、水アッセイ、電子サイジングによるアポトーシス開始中のU937細胞サイズの変化の比較研究

フローサイトメトリック前方光散乱（FSC）の減少は、一般にアポトーシス細胞体積減少（AVD）の兆候として解釈されます。ただし、光散乱の強度は、細胞のサイズだけでなく、水和などの他の特性にも依存します。これにより、FSCによるAVDの推定が問題になります。ここでは、光散乱、細胞の水和（浮力密度によってアッセイされた）、およびコールター技術による細胞サイズの関係を明確にすることを目指しました。アポトーシスモデルとして、スタウロスポリン、エトポシド、または高張ストレスにさらされたヒトリンパ細胞U937を使用しました。FSCの初期の増加は、スタウロスポリンおよび高張溶液で処理されたアポトーシス細胞で発生することがわかった。それは細胞の脱水を伴い、この場合の脱水の欠如と一致するエトポシドによって引き起こされるアポトーシスには存在しません。したがって、散乱信号に対する脱水の効果は、細胞サイズの減少の効果を上回ります。アネキシン陽性細胞の蓄積と並行して発生したその後のFSC減少は、3種類すべてのインデューサーによって引き起こされるアポトーシスで類似していた。光散乱の減少ではなく増加は、アポトーシス細胞の脱水に関連する初期細胞体積の減少を示していると結論付けています。

A decrease in flow cytometric forward light scatter (FSC) is commonly interpreted as a sign of apoptotic cell volume decrease (AVD). However, the intensity of light scattering depends not only on the cell size but also on its other characteristics, such as hydration, which may affect the scattering in the opposite way. That makes estimation of AVD by FSC problematic. Here, we aimed to clarify the relationship between light scattering, cell hydration (assayed by buoyant density) and cell size by the Coulter technique. We used human lymphoid cells U937 exposed to staurosporine, etoposide or hypertonic stress as an apoptotic model. An initial increase in FSC was found to occur in apoptotic cells treated with staurosporine and hypertonic solutions; it is accompanied by cell dehydration and is absent in apoptosis caused by etoposide that is consistent with the lack of dehydration in this case. Thus, the effect of dehydration on the scattering signal outweighs the effect of reduction in cell size. The subsequent FSC decrease, which occurred in parallel to accumulation of annexin-positive cells, was similar in apoptosis caused by all three types of inducers. We conclude that an increase, but not a decrease in light scattering, indicates the initial cell volume decrease associated with apoptotic cell dehydration.