β-半乳糖苷酶（β-Galactosidase, β-Gal）是一种溶酶体酶，常用于检测细胞衰老（Senescence-associated β-galactosidase, SA-β-Gal）及基因报告系统。该酶在衰老细胞中高度表达，而在年轻健康细胞中表达水平较低，因此SA-β-Gal染色已成为研究细胞衰老的经典方法。此外，β-Gal也被用于基因载体报告系统，如LacZ基因的表达检测。
1. 染色原理
β-半乳糖苷酶可催化X-Gal（5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷）水解，生成不溶性的蓝色产物，从而在显微镜下观察细胞或组织中的β-Gal活性。其主要原理包括：
SA-β-Gal染色依赖于pH 6.0的反应环境，在衰老细胞中较高表达，而正常细胞中表达极低。
X-Gal染色可用于检测LacZ基因的表达，通常在pH 7.0的条件下进行，可用于活细胞或固定组织。
2. 染色特点
特异性强：SA-β-Gal染色特异性检测衰老细胞，而X-Gal染色可标记LacZ阳性细胞。
可视化效果好：蓝色不溶性沉淀物使阳性细胞易于识别。
适用于多种样本：可用于细胞培养、冰冻切片及石蜡切片等样本。
实验操作相对简单：无须荧光显微镜，普通光学显微镜即可观察。
3. 应用领域
细胞衰老研究：用于检测机体或细胞水平的衰老情况，如衰老相关疾病、肿瘤微环境及抗衰老药物筛选等。
基因报告系统：用于检测LacZ报告基因的表达，常用于转基因动物模型、基因功能研究及基因治疗研究。
病理学研究：可检测组织中的衰老细胞比例，评估其在衰老相关疾病（如阿尔茨海默病、心血管疾病）中的作用。
适用于石蜡切片、冰冻切片及细胞培养样本。石蜡组织建议使用4% PFA固定，并切片至5-7 μm，以保持细胞结构清晰。冰冻组织需新鲜采集，并在-80℃保存，以维持酶活性。细胞样本需在适当密度（50-80%汇合度）下进行染色，避免过度融合影响结果判读。
