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Messung zellulärer Chemotaxis mit ECIS / Taxis


JoVE 3840 4/01/2012

1Molecular and Cell Biology, University of Connecticut, 2University of Connecticut

Die ECIS / Taxis-System ist ein automatisiertes Echtzeit-Assay misst die zelluläre Chemotaxis. In diesem Assay verschieben Zellen unter einer Schicht aus Agarose auf ein Ziel Elektrode ankommt. Zelluläre Bewegung wird durch das Einsetzen des Widerstands in Wechselstrom 0 gemessen.

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Kinetik Der Bindung, Aufnahme Und Den Abbau Von Live-fluoreszierend (DsRed) Bakterien Von Dictyostelium Discoideum

Visualisierung Des Aktin-Dynamik Während Makropinozytose Und Exozytose

Rho-Kinase-und Myosin-II-Steuerung Phagozytischen Tasse CR-Bildung Während, Aber Nicht FcgammaR, Phagozytose

RacB Regelt Zytoskelett-Funktion in Dictyostelium Spp

Vernetzung Von Aktin-Filamenten Von Myosin II Ist Ein Wichtiger Beitrag Zur Kortikalen Integrität Und Zellbewegung in Restriktiven Umgebungen

Silica-induzierte Apoptose in Maus Alveolären Makrophagen Von Lysosomalen Enzym-Aktivität Initiiert

Phosphatidylinositol-4 ,5-bisphosphat Hydrolyse Leitet Aktinumgestaltung Während Der Phagozytose

Metallothionein Vermittelt Die Chemotaxis Von Leukozyten

Metallothionein (MT) ist ein Cystein-Reich, Metall-Binding Protein, das induziert werden kann, durch eine Vielzahl von Agenten. Modulation der MT-Level hat auch nachweislich bestimmte immune-Funktionen ändern. Wir haben festgestellt, dass die MT-Gene in der Nähe der Chemokine Ccl17 Landkarte und Cx3cl1. Cystein-Motive, die charakterisieren diese Chemokine finden sich auch in der MT Sequenz darauf hindeutet, dass MT auch als chemotaktische Faktor handeln könnte.

Unter-Agarose Chemotaxis Von Dictyostelium Discoideum

Im vegetativen Zustand produziert Dictyostelium Amöben chemotaktische in Richtung INDIGOIDFARBSTOFFE von Bakterien, freigegeben sind, wohingegen während der vielzelligen Entwicklung sie endogen chemotaktische zu werden Lager. Eine Vielzahl von Proben wurden verwendet, um zu visualisieren und chemotaktische Bewegung zu quantifizieren. Unter-Agarose Chemotaxis bietet eine einfache und flexible Assay, die hochauflösende Bildgebung und Quantifizierung der Motilität Verhalten einzelner Zellen und der Bevölkerung von Durchlicht und Fluoreszenzmikroskopie ermöglicht. Der Assay erfordert Zellen auf eine feste, aber flexible Matrix verformen; Daher bietet es auch eine Möglichkeit, Mängel in der Fähigkeit der mutierten Zellen verschieben in diese restriktiven Bedingungen zu messen.

Automatisierte Echtzeit-Messungen Der Chemotaxis Von Leukozyten

Wir haben zuvor ein automatisiertes Systems (ECIS/Taxis) zur Messung der chemotaktische Bewegung von Dictyostelium Amöben in einem Folsäure-Farbverlauf beschrieben [Hadjout, N., Laevsky, G., Knecht, D.A. und Lynes, M.A., 2001. Automatisierte Echtzeit-Messung von chemotaktische Zelle Motilität. Biotechniques 31, 1130-1138.]. In der ECIS/Taxi-System Zellen in einer unter-Agarose-Umgebung zu migrieren und ihre Position wird durch die Bestimmung der Impedanz-Änderung verursacht durch Zellen kriechen auf die Oberfläche einer Elektrode überwacht. In diesem Bericht zeigen wir die Chemotaxis der Grund- und verewigt Leukozyten als Reaktion auf Ergänzung (C5a) mit das ECIS/Taxi-System gemessen werden können. Mehrere Änderungen am Entwurf der Ziel-Elektrode getestet wurden, und eine lineare Elektrode senkrecht zur Richtung der Bewegung wurde festgestellt, dass die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit des Tests erhöhen. Mit der optimierten ECIS/Taxi-Assay, der Dosis-Antwort des neutrophile und WBC 265-9 C Zellen wurde eingerichtet und im Vergleich zu der Boyden Kammer-Assay. Die ECIS/Taxi-Testsystem kann verwendet werden, um die Bewegung der verschiedenen Zelltypen, die Folgen des komplexen chemotaktische Gradienten oder zur Bestimmung der Wirkung von Pharmaka auf chemotaktische Motilität zu vergleichen.

Traktion Force Mikroskopie in Dictyostelium Zeigt Unterschiedliche Rollen Für Myosin-II-Motor Und Aktin-Vernetzung-Aktivität Im Polarisierten Zelle Bewegung

Kontinuierliche Zelle Bewegung erfordert die Koordination der protrusive Kräfte an der Spitze mit kontraktilen Kräften an der Rückseite der Zelle. Myosin II ist erforderlich, um den notwendigen kontraktilen Gewalt Retraktion Erleichterung zu generieren; Allerdings sind Dictyostelium-Zellen, die Myosin II (MhcA-) fehlen noch beweglich. Um die Rolle des Myosin II direkt in Kontraktilität zu untersuchen haben wir eine Gelatine Traktion Kraft Assay zur Messung der Helligkeit und dynamische Umverteilung der Traktion Spannungen erzeugt durch nach dem Zufallsprinzip verschieben Wildtyp, Myosin II wesentlich Leichtketten null (MlcE-) und MhcA-Zellen verwendet. Unsere Daten zeigen, dass für jeden Zellentyp und Perioden des schnellen, Regie Zelle Bewegung auftreten, wenn eine asymmetrische Verteilung der Zugkraft Stress vorhanden ist, in welche Traktion betont hinten deutlich höher als die an der Front sind. Wir fanden, dass sind die wichtigsten Determinanten der Zelle Geschwindigkeit, die Rate und die Frequenz bei der Traktion Spannung Asymmetrie entwickelt, nicht die Absolute Helligkeit von Traktion Stress. Wir schlussfolgern, dass die Traktion Spannung Asymmetrie für schnelle, polarisierten Zelle Bewegung wichtig ist, weil hohe Traktion betont am hinteren Retraktion, fördern während geringe Traktion vorne Vorwölbung zulässt. Wir schlagen vor, Myosin II motorischer Aktivität erhöht die Rate und die Frequenz bei der Traktion Spannung Asymmetrie entwickelt, Aktin-Vernetzung-Aktivität ist wichtig für sie zu stabilisieren.

Aktin Bindung Domänen Direkt Aktin-bindende Proteine an Verschiedene Zytoskelett Standorte

Filamin (FLN) und nicht-Muskel Alpha-Actinin sind Mitglieder einer Familie von F-Actin Strahlenvernetzung Proteine, die für Aktin Bindung Calponin Homologie Domänen (CH-Domäne) zu nutzen. Obwohl diese zwei Proteine intensiv geprägt haben, ist wenig bekannt über was ihre Bindung an F-Actin-Filamente in der Zelle reguliert.

Quartäre Protein-Struktur Und Ausdruck-Ebene Tragen Zur Peroxisomale-Ausrichtung-Sequenz-1-vermittelter Peroxisomale Import Von Menschlichen Lösliche Epoxid-Hydrolase

Die Peroxisomale zielende Sequenz 1 (PTS1) ist ein Konsens Tripeptid-1 (S/C/A)(K/R/H)(L/M), die im C-Terminus der meisten Peroxisomale Proteine gefunden wird. Das einzige bekannte Säugetier-Protein, enthält ein terminal Methionin PTS1 (SKM), menschliche lösliche Epoxid-Hydrolase (HsEH), zeigt jedoch sowohl Peroxysomen und Zytosolische Lokalisierungen in-vivo. Regulierungsmechanismen der subzellulare Lokalisation der HsEH so bleiben unklar. Hier genutzte wir grün fluoreszierendes Protein-HsEH Verschmelzung Konstrukte die Peroxisomale gezielte HsEH in vorübergehend und stabil transfizierte chinesischer Hamster Eierstock Zellen zu studieren. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Peroxisomale Einfuhr von HsEH durch drei Faktoren reguliert wird. Zuerst zeigen wir, dass SKM erforderlich, aber nicht ausreichend, für Peroxisomale Import. Zweitens Protein-Ausdruck-Ebene bearbeiten, zeigen wir, dass SKM Peroxisomale Import von Wildtyp HsEH vermittelt nur, wenn die Stufen hoch sind. Drittens zeigen wir, dass die Aminosäure-Modifikationen, die Untereinheit Oligomerisierung zu verringern und vermutlich verbessern Zugänglichkeit des Motivs SKM übertragen Peroxisomale Ausrichtung auch bei niedrigen Protein Ausdruck. Wir schließen, dass HsEH, SKM eine notwendige, aber ineffizient und kontextabhängig PTS1 ist. Peroxisomale Import tritt Wenn Stufen hoch sind oder wenn das SKM-Motiv zugänglich ist. Diese Ergebnisse liefern eine mechanistische Grundlage für das Verständnis der zellspezifische und Gewebe-spezifischen Lokalisierungs von in-vivo HsEH.

Die Phagozytose Von Kristallinem Siliziumdioxid Teilchen Durch Makrophagen

Silikose ist eine chronische Lungenkrankheit, induziert durch das Einatmen von kristallinem Siliziumdioxid. Gefährdung der kultivierten Makrophagen kristallines Siliziumdioxid führt zum Zelltod führen; der Mechanismus der Zelle-Teilchen Interaktion, das Schicksal der Teilchen und die Ursache des Todes sind jedoch unbekannt. Zeitraffer Bildgebung zeigt, dass die Maus Makrophagen eifrig Partikel binden, die auf der Zelloberfläche zu begleichen und Zellen auch, vorstehende Teile zum entfernte Teilchen erfassen erweitern. Mit konfokalen optischen schneiden, zeigte Kieselsäure Teilchen innerhalb der zytoplasmatischen Volumen von lebenden Zellen vorhanden sein. Darüber hinaus zeigte Elektronenmikroskopie und Elementaranalyse Kieselsäure in interne zellulare Abschnitten. Um den Phagozytose-Prozess weiter zu untersuchen, wurde die Kinetik der Partikel-Aufnahme mit Hilfe eines Tests, in denen Zellen Eieralbumin (OVA) ausgesetzt waren, quantifiziert-beschichteten Teilchen und ein Anti-OVA-Antikörper wurde verwendet, um die Oberfläche gebundene von verinnerlichten Teilchen zu unterscheiden. FC-Rezeptor-vermittelte Aufnahme von Kieselsäure Antikörper-beschichtete Teilchen war fast komplett innerhalb von 5 Minuten. Im Gegensatz dazu wurden keine Eizellen-beschichteten Partikel im Moment verinnerlicht. Nach 30 Minuten 30 % des gebundenen Kieselsäure verinnerlicht wurde und Aufnahme langsam danach fortgesetzt. Eizellen-beschichtete Latex Perlen, unabhängig von der Oberfläche kostenlos, wurden zu einem ähnlich langsamen Satz verinnerlicht. Diese Ergebnisse zeigen, dass Makrophagen zu, Kieselsäure internalisieren, und dass nonopsonized Phagozytose erfolgt eine zeitlich und möglicherweise mechanistisch unterschiedliche Weg von Fc-Rezeptor-vermittelte Phagozytose. Achtzig Prozent der Makrophagen sterben innerhalb von 12 Stunden der Kieselsäure Exposition. Weder Eizellen Beschichtung noch Tetramethylrhodamine Isothiocyanat Kennzeichnung hat keine Auswirkung auf den Zelltod. Interessanterweise wird durch Antikörper-Beschichtung Kieselsäure Toxizität drastisch reduziert. Wir vermuten, dass die Route der Partikel-Eintrag und nachfolgende Phagosom Menschenhandel die Toxizität von verinnerlichten Partikel auswirkt.

Tsunami, Die Dictyostelium-Homolog Den Geschmolzenen Kinase Ist Erforderlich Für Polarisation Und Chemotaxis

In einem forward genetischen Bildschirm für Chemotaxis Mutanten in Dictyostelium Discoideum identifiziert wir Loss of Function Mutation, Tsunami, bezeichneten Codierung ein homologes von Fused Kinase. Zellen fehlt TsuA Funktion konnte nicht effektiv ausführen, Chemotaxis und konnten nicht polarisiert geworden oder Pseudopoden in chemotaktische Gradienten richtig zu orientieren. Während tsuA(-) Zellen paar Rezeptor Belegung Phosphatidylinositol (3,4,5)-Trisphosphate (PIP3)-Produktion und Aktin-Polymerisation konnten, die PIP3 Antwort wurde verlängert und F-Actin Basalebenen wurden erhöht. Interessanterweise lokalisiert TsuA Microtubule und Puncta hauptsächlich an der Peripherie der Zelle zu finden. Analyse des Gens deckte einen Roman C-terminalen Domäne, dass wir die Tsunami Homologie (TH)-Domäne festgelegt. Der Kinase-Domäne und der TH-Domäne müssen die phänotypische Mängel der tsuA(-) Zellen zu retten. Kinase-Aktivität ist nicht erforderlich für die Lokalisierung zu Mikrotubuli, unbedingt die TH-Domäne. So ist die Lokalisierung der Kinaseaktivität Mikrotubuli für TsuA Funktion entscheidend. Wir schlagen vor, dass Funktionen in Verbindung mit dem Microtubule-Netzwerk die unterschiedlichen Rollen Fused Kinase Proteine in verschiedenen Organismen zugrunde liegen könnten.

Einbeziehung Der Rinderserumalbumin in Biomimetischen Beschichtungen Auf Titan Mit Hoher Beladungsgrad Wirksamkeit Und Seine Freigabe-Verhalten

Rinderserumalbumin (BSA) war als ein Modell-Protein beschäftigt, seine Effizienz Laden in einer Calcium-Phosphat (GAP)-Beschichtung auf Titan-Substraten zu studieren. Es wird festgestellt, dass das Protein laden Effizienz durch Variation der spezifischen Konfigurationen des Beschichtungssystems z. B. simulierter Körperflüssigkeit (SBF), Lösung Höhe und Container-Auswahl für die SBF angepasst werden kann. Eine BSA laden Wirkungsgrad so hoch wie 90 % erreicht wurde war als das Verhältnis des Substrates Fläche zu veränderten SBF (m-SBF) Band so hoch wie 0.072. Die Freisetzung von BSA aus biomimetischen Beschichtungen wurde auch in-vitro untersucht. Eine nachhaltige Release wurde erreicht, obwohl eine große Menge von BSA noch in der Beschichtung nach 15 Tagen der Immersion in einem Phosphatpuffer eingeschlossen war. Viel schneller Freigabe wird erwartet, wenn die Beschichtung implantiert wird in vivo durch die aktive Beteiligung von Osteoklast Zellen und Enzymen.

Beitrag Von Filopodium Zu Zelle Migration: Eine Mechanische Verbindung Zwischen Körper Und Kontraktion

Zahlreiche F-Actin enthaltende Strukturen sind für die Regulierung Vorwölbung der Membran an der Spitze der bewegliche Zellen beteiligt. Wir haben die Struktur und Dynamik von Filopodium untersucht, im Zusammenhang mit Veranstaltungen an der Vorderkante und die Funktion der nachgestellten Aktin-Netze. Wir haben festgestellt, dass obwohl Filopodium enthalten parallele bündeln von Aktin, eine überraschend ungleichmäßige räumliche und zeitliche Verteilung der Aktin-bindende Proteine enthalten. Entlang der Länge der Aktin-Filamente in einem einzigen Filopodium enthält der meisten distale Teil hauptsächlich T-Plastin, während der proximale Teil in erster Linie durch Alpha-Actinin und Coronin gebunden ist. Einige Filopodium sind stationär, aber seitliche Filopodium bewegen in Bezug auf die Vorderkante. Sie scheinen eine mechanische Verbindung zwischen dem Aktin-Polymerisation-Netzwerk an der Vorderseite der Zelle und die Myosin-Motorik im Zellkörper bilden. Die Bewegungsrichtung der seitlichen Filopodial ist die Richtung der Zellmigration zugeordnet. Als seitliche Filopodium aus initiieren und bewegen sich auf nur eine Seite einer Zelle, schaltet die Zelle entgegengesetzt zur Richtung des Filopodial fließen. Daher ermöglicht dieses Filopodium-Myosin-II-System, dass Aktin-Polymerisation getrieben Vorwölbung Kräfte und Myosin II KONTRAKTILER Kraft mechanisch abgestimmt werden vermittelt.

Cucurbitacine Hemmt Ich Zelle Motilität Von Aktin Dynamik Indirekt Stören

Cucurbitacins sind natürliche Pflanzenerzeugnisse, die Aktivierung der Janus Kinase 2 (JAK2) hemmen / signal-Wandler und Aktivator der Transkription 3 (STAT3) Weg durch einen unbekannten Mechanismus. Sie sind auch bekannt, um Änderungen in der Organisation des Aktin-Zytoskeletts führen.

Die Phagozytose Und Toxizität Von Amorphe Kieselsäure

Einatmen von kristallinem Siliziumdioxid ist bekannt, dass eine Entzündungsreaktion verursachen und chronischer Exposition führt zu Lungenfibrose und Fortschritt der Krankheit Silikose kann. Kultivierte Makrophagen kristallines Siliziumdioxid Partikel binden und phagocytose ihnen Apoptotic und nekrotischem Tod rasch zu unterziehen. Der Mechanismus, durch die Partikel werden gebunden und verinnerlicht und die Grund-Partikel sind giftig, ist unklar. Amorphe Kieselsäure wurde als eine weniger giftige Form, aber diese Ansicht ist umstritten. Wir verglichen die Aufnahme und die Toxizität von kristallinem Siliziumdioxid amorphe Kieselsäure.

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