细胞迁移能力相关实验检测方法介绍(molecular devices).pdf

细胞迁移能力相关实验检测方法介绍 www.MolecularD info.China@ 简介： 细胞的迁移运动不仅是细胞进行很多重要生理活动的基础，同时也是炎症反应和肿瘤发生等病理过程中的重要步骤和关键环 节。细胞迁移 (cell migration) 也称为细胞爬行、细胞移动或细胞运动，是指细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的梯度后而 产生的移动。细胞迁移为细胞头部伪足的延伸、新的黏附建立、细胞体尾部收缩在时空上的交替过程。细胞迁移是正常细胞的基 本功能之一，是机体正常生长发育的生理过程，也是活细胞普遍存在的一种运动形式。胚胎发育、血管生成、伤口愈合、免疫反 应、炎症反应、动脉粥样硬化、癌症转移等过程中都涉及细胞迁移。 目前人们对恶性肿瘤的研究是多方面的，从癌症的产生到转移，血管供给以及分裂增殖都一直是医学和生物学研究的热点。 恶性肿瘤与良性肿瘤的最大区别就在于是否可以对周遭组织进行浸润，结果是形成边界不分明的癌组织，或是进入血管转移到远 端（见远端转移）。根据观察可将癌症浸润分为四步。首先癌细胞表面的粘附分子会减少，与周围的细胞彼此分离，被“解除束 缚”。同时癌细胞与基底膜的粘附却会增加，这是癌细胞通过增加自身基底面层粘连蛋白（laminin）受体实现的。然后癌细胞会 释放蛋白酶，用以降解细胞外基质成分，如Ⅳ型胶原酶，使基底膜受损，产生缝隙。最后是癌细胞阿米巴运动样的迁移，钻过基 底膜的缝隙，到达底下的间质组织。癌细胞此后会继续用蛋白酶为自己在间质组织开路，直到血管，然后它会以同样方式进入血 管，经血到转移后，又以同样方式出管。因此，癌症的形成与肿瘤细胞的迁移能力密不可分，这也成为了一个诊断和治疗癌症的 一个靶点。 研究细胞迁移的方法有很多，比如划痕法、实时细胞追踪、Transwell和细胞芯片等，本文将一一介绍现今比较主流的与细 胞迁移相关的实验方法。 划痕法 细胞划痕（修复）法是简捷测定细胞迁移与修复能力的方法，类似体外伤口愈合模型，在体外培养的单层细胞上，用微量枪 头或其它硬物在细胞生长的中央区域划线，去除中央部分的细胞，然后继续培养细胞至实验设定的时间，取出细胞培养板，观察 周边细胞是否生长（修复）至中央划痕区，以此判断细胞的生长迁移能力，实验通常需设定正常对照组和实验组，实验组是加了 某种处理因素或药物、外源性基因等的组别，通过不同分组之间的细胞对于划痕区的修复能力，可以判断各族细胞的迁移与修复 能力。 细胞划痕实验成本低，经常别用来检测贴壁生长的肿瘤细胞的侵袭转移能力。Molecular Devices的高内涵成像分析系统 ImageXpress可以在有标记或无标记的情况下，对划痕区域的改变进行多时间点的实时检测和准确的定量分析，评价不同处理条 件下肿瘤细胞侵袭转移能力的改变。 细胞的运动迁移过程是细胞与细胞外基质相互作用的结果，迁移过程需要细胞的延伸、粘附、收缩过程在时间上和空间上的 协调配合，同时细胞运动迁移过程也是肿瘤细胞形成和转移的基础。将HUVEC细胞种植于多孔板内，使用枪头刮擦多孔板表 面，形成无细胞区域，加入SFM+FGF培养15小时后，用ImageXpress系统进行细胞迁移分析。 1 图1所示为荧光染色细胞的划痕实验，图2为无标记透射光拍照及分析结果。 图1 FGF 诱导的内皮细胞层迁移。A：生长因子诱导细胞信号转导，调节迁移模块，影响内皮细胞迁 移示意图；B：实验流程；C：AlexaFluor594标记HUVEC细胞，血清培养15分钟和15小时并固定 染色的结果。D：持续观察20小时，并通过细胞迁移分析的动力学分析结果；E：不同浓度FGF处理 后细胞迁移分析结果。 2 图2 多时间点划痕迁移无标记检测及结果 Transwell小室法 Transwell小室（Transwell chamber，Transwell insert），其外形为一个可放置在孔板里的小杯子，不同厂家对Tran- swell会有不同的命名，而不同型号也可有不同形状、不同大小，根据实验需要，可有不同选择。 图3 Transwell小室模