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環形細胞侵襲實驗--使細胞侵襲的過程可視化

來源:拓赫機電科技(上海)有限公司   2016年06月03日 10:09  

腫瘤細胞的侵襲能力是腫瘤轉移的一個重要特征。為了研究腫瘤細胞侵襲過程的機制,一系列體外細胞實驗建立起來,用于研究細胞侵襲基底膜和基質的過程。體外侵襲實驗首先是采用人工重構基底膜材料Matrigel,可以在37℃逐漸凝固成膠,結構與天然基質膜結構極為相似。通常的實驗是在孔徑8μm的濾膜上鋪上一層Matrigel,細胞不能自由穿過,必須分泌水解酶,并通過變形運動才能穿過。實驗之后通過對穿過“基質膜”的細胞進行計數,來確定細胞的侵襲能力。這一方法非常仿真的模擬了細胞在生物狀態下的侵襲過程,但是其也有一定的局限性。由于濾膜的不透光性,使得直接觀察細胞偽足和骨架變化變得非常困難。

 

英國的科研人員改進了腫瘤侵襲實驗,設計了一種環形細胞侵襲實驗,使得操作進一步簡化,并且也能模擬3D侵襲。重要的是,能夠使侵襲過程中的活細胞或者是固定的細胞可視化。借用這個實驗方法,研究人員發現侵襲過程中主要有蛋白酶參與其中。研究發現,在3D侵襲的細胞中蛋白酶會聚集在偽足和細胞的粘附點上。

 

Cells Assemble Invadopodia-Like Structures and Invade into Matrigel in a Matrix Metalloprotease Dependent Manner in the Circular Invasion Assay

X. Yu and L. M. Machesky

PLoS ONE, 2012, 10.1371/journal.pone.0030605

 

 

(一)實驗材料

  • 細胞:   MDA-MB-231
  • 實驗耗材:  傷口愈合插件         (ibidi,80209)

               玻璃底培養皿      (ibidi,81158) 

  • 試劑:    Matrigel           (BD)

             4%多聚甲醛溶液

             0.1%Triton X-100

 

(二)實驗步驟

  • 將ibidi傷口愈合插件放入ibidi玻璃底培養皿中間
  • 在插件外部鋪 6 × 105 MDA-MB-231細胞,等待細胞貼壁
  • 細胞貼壁后移除傷口愈合插件,在細胞形成一個0.8cm2的空白區域
  • 加入250μl50% BD Matrigel (4.5mg/ml),將培養皿內層剛好鋪滿,能形成一個0.8mm厚度的“基質膜”
  • 孵育2小時,使Matrigel固化,加入培養基
  • 在37C培養箱中孵育24小時。
  • 4%多聚甲醛溶液固定30分鐘,并以 0.1%Triton X-100通透30分鐘后可以加入DAPI或者抗體染色

 

 

  • 實驗結果

 

 

1、使用環形細胞侵襲實驗能夠觀測到細胞侵襲中的活動(圖一)

 

 

 

圖一:MDA-MB-231細胞在環形細胞侵襲過程中形成了侵襲鏈:A)MDA-MB-231細胞在matrigel中形成了一個長的侵襲鏈 B)勤洗臉的免疫熒光圖,紅色為Actin,藍色為細胞核

 

 

2. 使用環形侵襲實驗能夠記錄對比侵襲速率和侵襲面積(圖二)

 

 

 

圖二:MDA-MB-231細胞侵襲過程受MMP調控。加入25μM的GM6001能顯著的減緩侵襲速率和侵襲面積。

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