AbMole小讲堂丨5-BrdU：细胞DNA标记和增殖研究的经典工具

5-BrdU（5-溴脱氧尿嘧啶核苷，Bromodeoxyuridine，AbMole，M6348）是一种人工合成的核苷类似物，其结构与胸腺嘧啶相似，仅在嘧啶环的5位碳上由溴原子取代了胸腺嘧啶的甲基基团。这种结构相似性使5-BrdU能够在细胞周期的S期（DNA合成期）通过竞争性机制替代胸腺嘧啶掺入新合成的DNA链中。5-BrdU（BUdR，CAS No.：59-14-3）最广泛的应用是标记处于S期的细胞[1]。对于掺入细胞DNA中的5-BrdU，一般需进行DNA变性处理（通常使用1-2.5 M 的HCl或热诱导变性）以暴露被双链DNA包裹的BrdU表位，随后通过特异性抗BrdU单克隆抗体行免疫检测。与传统的氚化胸苷掺入法相比，该方法具有无放射性、操作简便等优势。在科研应用中，BrdU（ 5-溴-2'-脱氧尿苷）也常用于增殖细胞的标记。例如在神经科学研究中，BrdU广泛用于追踪新生神经元[2]。在肿瘤研究中，BrdU结合ELISA或荧光检测可用于评估化合物的抗增殖效果，如BrdU可用于人肺腺癌细胞A549、大鼠胶质瘤细胞C6等细胞模型的化合物筛选[3]。此外，BrdU与CCK-8法联用后可同步分析细胞活力和增殖情况[4]。在动物体内研究中，5-BrdU（BRDU）可用于研究小脑发育过程中的神经发生：实验显示新生大鼠连续3天注射15 mg/100 g的5-BrdU可显著抑制外颗粒层干细胞得增殖并导致成年后小脑体积缩小69%[5]。5-BrdU还被用于干细胞命运追踪和细胞谱系分析：10 μM 5-BrdU孵育48小时可实现大鼠骨髓间质干细胞（BMSCs）90%以上的标记效率，且标记后的细胞在体内移植后仍可追踪长达21天，这有助于研究BMSCs在体内的增殖与分化情况[6]。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利。

范例详解

Nucleic Acids Res. 2024 Jul 22;52(13):7401-7413.

上海交通大学的科研团队在上述论文中使用了5-BrdU（5-溴脱氧尿嘧啶核苷，Bromodeoxyuridine，AbMole，M6348）作为DNA合成标记物，用于检测姐妹染色单体交换（SCE）事件，以评估细胞中的同源重组活性。实验人员发现了YY1（Yin-Yang 1）蛋白通过结合基因组中的G-四链体（G4）结构调控同源重组（HR）的分子机制：YY1优先结合G4结构，通过限制RAD51重组酶的染色质定位，抑制BLM（Bloom综合征蛋白）缺失细胞中的姐妹染色单体交换（SCE），从而保护关键基因组区域免受过度HR导致的基因组不稳定性。在姐妹染色单体交换实验（SCE assay） 中，HEK293T细胞经shRNA敲低BLM和/或YY1后，在含5-BrdU的培养基中培养约两个细胞周期（40小时），使BrdU掺入新合成的DNA链中，以实现对两条姐妹染色单体的差异化标记。再通过吖啶橙（Acridine Orange）这种对DNA构象非常敏感的染料将上述差异可视化，从而在染色体形态学水平直接观察并计数姐妹染色单体交换事件。结果显示，BLM的敲低显著增加了SCE频率，而YY1过表达可逆转这一效应。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。

YY1 suppresses BLM deficiency-mediated HR[7].

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*本文所述产品仅供科研使用

参考文献及鸣谢

[1] Marti-Clua, J. 5-Bromo-2'-deoxyuridine labeling: historical perspectives, factors influencing the detection, toxicity, and its implications in the neurogenesis. Neural regeneration research 2024, 19 (2), 302-308,

[2] Wang, T.; Liao, J. C.; Wang, X.; et al. Unexpected BrdU inhibition on astrocyte-to-neuron conversion. Neural regeneration research 2022, 17 (7), 1526-1534,

[3] Tan, A.; Yaglioglu, A. S.; Kishali, N. H.; et al. Evaluation of Cytotoxic Potentials of Some Isoindole-1, 3-Dione Derivatives on HeLa, C6 and A549 Cancer Cell Lines. Medicinal chemistry (Shariqah (United Arab Emirates)) 2020, 16 (1), 69-77, . Koprulu, T. K.; Okten, S.; Atalay, V. E.; et al. Biological activity and molecular docking studies of some new quinolines as potent anticancer agents. Medical oncology (Northwood, London, England) 2021, 38 (7), 84,

[4] Kutwin, M.; Sawosz, E.; Jaworski, S.; et al. Nanocomplexes of Graphene Oxide and Platinum Nanoparticles against Colorectal Cancer Colo205, HT-29, HTC-116, SW480, Liver Cancer HepG2, Human Breast Cancer MCF-7, and Adenocarcinoma LNCaP and Human Cervical Hela B Cell Lines. Materials (Basel, Switzerland) 2019, 12 (6),

[5] Wan-Hua, A. Y. J. B. r. The effect of 5-bromodeoxyuridine on the postnatal development of the rat cerebellum: a biochemical study. 1976, 118 (2), 281-291,

[6] 朱峰; 郭光华; 詹剑华; et al. 兔骨髓间充质干细胞体外 BrdU 标记最佳时间和标记浓度的筛选*☆. 2010, 14 (27),

[7] Cui, X.; Zhang, C.; Fu, C.; et al. YY1 is involved in homologous recombination inhibition at guanine quadruplex sites in human cells. Nucleic acids research 2024, 52 (13), 7401-7413,