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细胞表型是涉及基因和蛋白表达的多个细胞过程的集合体，可大体反应出目的基因的功能。在细胞内，将某目的基因敲除、敲降、过表达，建立稳转株后，与对照细胞一起，检测细胞表型。检测基因表达改变对细胞表型的影响，可推断该目的基因的功能。
细胞表型检测，检测的是如下若干表型：
增殖、凋亡、自噬、衰老、迁移、侵袭、血管形成、周期、泛素化、磷酸化、肿瘤耐药、EMT（上皮间充质转化）。
1、细胞增殖
细胞增殖的定义
细胞增殖是生物体的重要生命特征，细胞以分裂的方式进行增殖，是生物体生长、发育、繁殖以及遗传的基础。
单细胞生物：以细胞分裂的方式产生新的个体。
多细胞生物：以细胞分裂的方式产生新的细胞，用来补充体内衰老或死亡的细胞。
细胞增殖的检测方法
1）对活细胞的代谢活性的检测：基于MTT、CCK-8等
2）DNA合成的检测：基于BrdU的免疫法或EdU的点击化学法，可通过体内成像、微孔板或流式细胞术检测等多种技术进行细胞示踪。
3）克隆形成
4）ATP含量测定
5）荧光探针检测：CFDA-SE和Calcein AM
6）分子水平检测：检测与增殖相关的分子标志物
1）细胞代谢活性检测
①MTT（噻唑蓝）
通过添加四咪唑盐到细胞中可进行线粒体内酶代谢活性的测定。活细胞能将四咪唑盐（如MTT、XTT、WST-1）还原成蓝紫色的甲瓒或甲瓒盐（Formazan），可通过分光光度计或酶标仪进行检测。MTT通常适用于贴壁细胞的检测，不适合悬浮细胞的检测。
②CCK-8（Cell Counting Kit–8）
CCK-8中的WST-8被细胞内脱氢酶生物还原后生成的橙色甲臜染料能够溶解在组织培养基中，生成的甲臜量与活细胞数量成正比。基于CCK-8（WST-8）的试剂盒能高度准确地检测细胞增殖，比MTT法及XTT法的灵敏度高5倍，能检测更低的细胞数目。CCK-8可直接加入细胞样品中，因此适合悬浮细胞和贴壁细胞的检测。对细胞几乎没有毒性， 检测完成后的细胞还可以继续培养使用。
2）DNA的合成的检测
DNA的新组装合成是细胞生长的必要条件，故经常被用来进行细胞增殖、细胞活力及凋亡的检测。 BrdU及EdU，都是胸腺嘧啶的非放射性类似物，能掺入增殖细胞的DNA中，可通过对BrdU及EdU的检测，从而对DNA的合成量进行测定。
①BrdU
能够代替正常的胸腺嘧啶参与细胞DNA复制过程，BrdU的特异性抗原可以用于检测BrdU的掺入，从而判断细胞的增殖能力。缺点是需要对双链DNA进行变性处理（酸变形、热变性等）。
②EdU
是BrdU的替代方法，无需特殊条件处理（酸解、热解等）。EdU是一种胸腺嘧啶核苷类似物，能够在细胞增殖时期代替胸腺嘧啶（T）渗入正在复制的DNA分子中，通过基于EdU与Apollo®荧光染料的特异性反应快速检测细胞DNA复制活性，适用于细胞增殖、细胞分化、生长与发育、DNA修复、病毒复制、细胞标记示踪等方面的研究，尤其适合进行siRNA、miRNA、小分子化合物及其他药物的筛选实验。
③3H-TdR
又称为放射性核素标记法，需要一定的设备（价格高昂），并且容易造成环境污染，需要特殊处理。胸腺嘧啶核苷（TdR）是DNA特有的碱基，用同位素3H标记TdR后即可成功参与DNA合成代谢过程。通过测定细胞的放射性强度，来检测细胞的增殖情况。
3）克隆形成
在克隆内，细胞和细胞之间的连接比较紧密，一个细胞就能形成一个大的克隆。
克隆形成率反映细胞群体依赖性和增殖能力两个重要性状。
平皿克隆形成试验：适用于贴壁细胞， 如正常细胞和肿瘤细胞；
软琼脂克隆形成试验：适用于肿瘤细胞、 转化细胞和悬浮生长细胞；
不同的细胞克隆形成能力不同：
原代培养的细胞克隆形成能力弱，可传代的细胞系强。
二倍体细胞克隆形成能力弱，转化细胞系强；正常细胞弱，肿瘤细胞强。
克隆形成率 =（克隆数/接种细胞数）× 100%
4）ATP含量测定
死细胞或即将死亡的细胞几乎不含ATP，ATP与活细胞数目具有良好的线性关系。当细胞死亡时，ATP会迅速水解，借助ATP依赖的荧光素酶（Luciferase）催化的萤火虫荧光素（Luciferin）发光反应测量其发光值，发光值与ATP量成正比。此方法适合高通量筛选检测。
5）荧光探针法
①CFSE（羧基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺酯）
是一种可穿透细胞膜的荧光染料。能够被动扩散进入细胞，其本身不具备荧光，直至被细胞内非特异性酯酶水解以产生荧光，它既可用于细胞示踪，也可用于细胞增殖检测。当细胞进行分裂增殖时，具有荧光的胞质蛋白被平均分配到第二代细胞中，这样与第一代细胞相比，其荧光强度便会减弱至一半；以此类推，分裂得到的第三代细胞的荧光强度便会比第二代细胞再次减弱。在488nm的激发光下，采用流式细胞仪检测分析，通常用FITC通道检测。
②Calcein AM（钙黄绿素乙酰氧基甲酯）
增强的疏水性使其能够轻松穿过细胞膜，穿透细胞膜进入细胞后被细胞内的酯酶剪切形成 Calcein，从而被滞留在细胞内，发出强绿色荧光。Calcein AM的细胞毒性很低。Calcein的激发和发射波长分别为490 nm和515 nm。因此，Calcein AM是目前最理想的活细胞荧光探针之一。Calcein-AM常常与死细胞荧光探针PI（Propidium iodide）联合使用，检测细胞毒性和凋亡。
6）分子水平检测
在分子层面上，可以检测与增殖相关的分子标志物，常见的有三个PCNA，Ki-67和MCM。目前，在临床和科研工作中，应用最广泛的还是PCNA 和Ki-67。
2、细胞凋亡(apoptosis)
细胞凋亡（apoptosis）的定义
细胞凋亡指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。
特点：细胞皱缩、体积缩小；部分细胞器、核糖体和核碎片被细胞膜包裹形成凋亡小体，从细胞表面出芽脱落，最后被具有吞噬功能的细胞吞噬；磷脂酰丝氨酸外翻；细胞核染色质浓缩、边缘化、染色质DNA断裂。
细胞凋亡的检测方法
1）电子显微镜观察
2）Annexin V-FITC/PI双染法流式细胞术检测
3）细胞核染色-荧光染色法（Hoechst/DAPI）
4）DNA片段原位检测(Tunel)
5）膜变化检测（AnnexinV染色、膜电位、线粒体功能完整性分析检测）
6）分子水平检测：检测与凋亡相关的分子标志物
1）电子显微镜观察
胞浆浓缩，核糖体聚集在核膜周边呈新月状或环状小体。
胞膜不断出芽、脱落，细胞变成数个大小不等的由胞膜包裹的凋亡小体。凋亡小体内可含细胞浆、细胞器和核碎片，有的不含核碎片。
凋亡小体被具有吞噬功能的细胞如巨噬细胞、上皮细胞等吞噬、降解。
2）Annexin V-FITC/PI双染法流式细胞术检测
细胞发生凋亡时，其细胞膜的通透性也增加，但是其程度介于正常细胞与坏死细胞之间。利用这一特点，被检测细胞悬液用荧光素染色，利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞荧光强度来区分正常细胞、坏死细胞核凋亡细胞。
Annexin V可与凋亡早期细胞的胞膜结合。因此Annexin V被作为检测细胞早期凋亡的灵敏指标之一。
碘化丙啶（Propidium Iodide, PI）能够透过凋亡中晚期的细胞和死细胞的细胞膜而使细胞核染红。因此将Annexin V与PI匹配使用，就可以将处于不同凋亡时期的细胞区分开来。
3）细胞核染色-荧光染色法（Hoechst/DAPI）
一般以细胞核染色质的形态学改变为指标来评判细胞凋亡的进展情况。细胞凋亡时，细胞膜通透性增强，染色质发生固缩，故经DNA特异性荧光染料染色后可快速检测细胞凋亡。
DNA 特异性染料有：HO 33342（Hoechst 33342），HO 33258（Hoechst 33258），DAPI。三种染料与 DNA 的结合都是非嵌入式的，主要结合在 DNA 的 A-T 碱基区。紫外光激发时发射明亮的蓝色荧光。
结果评判
Ⅰ 期：细胞核呈波纹状（rippled）或呈折缝样（creased），部分染色质出现浓缩状态
Ⅱa 期：细胞核的染色质高度凝聚、边缘化
Ⅱb 期：的细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体
4）DNA片段原位检测TUNEL
细胞凋亡中，染色体DNA双链/单链断裂二产生大量的粘性3‘-OH末端，在细胞（或组织）结构保持不变的情况下，用荧光素、地高辛或生物素标记的脱氧尿三磷酸（deoxyuridinetriphate，DUTP)和末端脱氧核苷酸转移酶（TdT)相反应与凋亡细胞裂解后3‘-OH端结合，经显色反应（细胞染成棕黄色）后检测DNA裂解点的技术。
左图为正常细胞，右图为凋亡细胞
5）线粒体膜电位检测
线粒体跨膜电位的下降也是凋亡细胞一个重要特点，是细胞凋亡过程中最早发生的事件(早于核形态的变化和PS的外翻)，膜电位下降被认为是凋亡最早的步骤。
在线粒体膜电位较高时，JC-1聚集在线粒体的基质(matrix)中，形成聚合物，可以产生红色荧光;在线粒体膜电位较低时，JC-1不能聚集在线粒体的基质中，此时JC-1为单体，可以产生绿色荧光。
6）分子水平检测
在凋亡过程中，有几种基因和蛋白起十分重要的作用，如BCL-2家族、Caspase家族、AIF等。可以用WB/IHC/IF等检测方法检测，从而检测细胞凋亡情况。
3、细胞自噬（Autophagy）
细胞自噬的定义
自噬（Autophagy）是普遍存在于真核细胞中的一种高度保守的代谢过程，是细胞内的一种“自食（Self-eating）”现象。它作为细胞内的主要降解途径，将胞内物质运输到溶酶体内降解。它主要有3种形式：巨自噬，微自噬和分子伴侣介导的自噬。
细胞自噬的检测
1）透射电镜检测
2）双荧光穿梭质粒系统检测
3）单荧光质粒系统检测
4）分子水平检测：检测与自噬相关的分子标志物
