الخواص الميكانيكية والمجهرية من المصفوفة خارج الخلية تؤثر بقوة الهجرة 3D من الخلايا. طريقة في المختبر لدراسة السلوك الزماني المكاني هجرة الخلايا في بيئات متغيرة biophysically، في كل من السكان ومستويات الخلايا الفردية، يوصف.
مقالة منهجية
الخواص الميكانيكية والمجهرية من المصفوفة خارج الخلية تؤثر بقوة الهجرة 3D من الخلايا. طريقة في المختبر لدراسة السلوك الزماني المكاني هجرة الخلايا في بيئات متغيرة biophysically، في كل من السكان ومستويات الخلايا الفردية، يوصف.
قدرة الخلايا على الهجرة أمر بالغ الأهمية في مجموعة واسعة من وظائف الخلية في جميع مراحل الحياة من التطور الجنيني والتئام الجروح إلى الورم والانبثاث السرطان. وعلى الرغم من الجهود البحثية المكثفة، لا تزال غير مفهومة مبادئ الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية الأساسية للهجرة الخلية بالكامل، وخاصة في ثلاثية الأبعاد (3D) microenvironments ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية. هنا، نحن تصف مقايسة في المختبر يهدف إلى إتاحة الفحص الكمي لل3D السلوكيات الهجرة الخلية. طريقة يستغل القدرة mechanosensing الخلية والميل إلى الهجرة إلى المصفوفة خارج الخلية غير مأهولة سابقا (ECM). نحن نستخدم غزو خلايا سرطان الثدي الغازية للغاية، MDA-MB-231، في المواد الهلامية الكولاجين كنظام نموذج. انتشار السكان الخلية وديناميات الهجرة من الخلايا الفردية خلال الأسابيع الثقافة يمكن رصدها باستخدام التصوير الخلية الحية وتحليلها لاستخراج البيانات حل spatiotemporally. علاوة على، فإن هذه الطريقة قابلة للتكيف بسهولة للمصفوفات خارج الخلية متنوعة، مما يتيح وسيلة بسيطة لكنها قوية للتحقيق في دور العوامل الفيزيائية الحيوية في المكروية على الهجرة الخلية.
هجرة الخلايا تلعب دورا رئيسيا في مختلف الاستجابات الفسيولوجية مثل التطور الجنيني، تخثر الدم، والاستجابة المناعية وكذلك في العمليات المرضية مثل أمراض الأوعية الدموية، والالتهابات، والسرطان 1. تشريح العوامل الكيميائية الحيوية والفيزياء الحيوية الكامنة وراء الهجرة الخلية لذا فمن المهم أساسي ليس فقط لفهم المبادئ الأساسية للالوظائف الخلوية، ولكن أيضا لتعزيز مختلف التطبيقات الطبية الحيوية، كما هو الحال في هندسة الأنسجة، ومكافحة ورم خبيث وتطوير الأدوية المضادة للالتهابات. منذ المراقبة في الجسم الحي يمثل تحديا تقنيا، وقد تركز الكثير من الجهود في المختبر على خلاصة الهجرة الخلية.
في أساليب المختبر لدراسة الهجرة الخلية إلى حد كبير تصميم لفحوصات على اثنين من الأبعاد (2D) الأسطح، وأبرزها الصفر أو التئام الجروح فحص 2. هذه المقايسات تقدم الإعداد التجريبية بسيطة وسهلة live-التصوير الخلية، وتوفير معلومات مفيدة في مختلف الآليات البيوكيميائية الكامنة وراء الهجرة الخلية. ومع ذلك، فإن هذه المقايسات لا تمثل مصفوفة خارج الخلية (ECM) والهندسة المعمارية وإعادة عرض، والتي هي جوانب هامة في فهم الهجرة في الجسم الحي. في الآونة الأخيرة، فقد كان موضع تقدير متزايد أن نموذج الثقافة 3D، وغالبا في مصفوفات القائم على الكولاجين 3، ويوفر منصة يشبه الوضع على نحو أفضل في الجسم الحي. في الواقع، وخلايا يحمل ديناميات migrational التي تختلف عن تلك التي على الأسطح 2D، خصوصا بسبب أبعاد مختلفة من البيئة 4. وعلاوة على ذلك، الخصائص الفيزيائية الحيوية والميكانيكية للمصفوفة تؤثر بحساسية الهجرة الخلية 5، بما في ذلك في سياق غزو الخلايا السرطانية 6.
هنا، فإننا نقدم وسيلة لدراسة السلوك 3D الهجرة خلية في ECM مع خصائص الفيزيائية الحيوية التي يمكن أن تكون متنوعة بسهولة مع ظروف التحضير. الخلايا هيالمصنف في "هلام الداخلي" ويسمح للهروب من وغزو في البداية اخلوي "هلام الخارجي". ويعتمد هذا الأسلوب على قدرة الخلايا على التعرف على وجود، والميل إلى الهجرة إلى أقاليم خالية من الخلايا في هلام الخارجي، والذي يرتبط ارتباطا وثيقا خلية mechanosensing 7. في هذه الدراسة، ونحن توظيف شبكات الكولاجين باسم موبينيل غزتها خلايا سرطان الثدي الغازية للغاية، MD-MBA-231. الخواص الميكانيكية والمجهرية من كل من المواد الهلامية الداخلية والخارجية يمكن ضبطها 8 و 9 تتميز لتحقيق الشروط ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية. إعادة الإعمار وتحليل المسارات خلية تسمح الفحص الكمي مفصلا للسلوك الهجرة الزماني المكاني على المستويين السكان ومستوى الخلية الفردية. الأهم من ذلك أن الإعداد للنظام هلام متحدة المركز يحاكي في الجسم الحي طوبولوجيا الأنسجة التي تواجهها الخلايا المهاجرة، وخاصة غزو الخلايا السرطانية، وبالتالي تقديم رؤى مهمة فيإلى الآليات المادية للهجرة الخلايا والانبثاث.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
حصاد 1. خلية

2. إعداد حلول الكولاجين
3. تشكيل المركزة جل الثقافة
4. تعيش خلية التصوير
5. تتبع خلية وتحليل البيانات
، من مسارات خلية الملحوظة، حيث هو متجه يمثل الموقع 3D خلية في وقت وهو العدد الإجمالي من النقاط الوقت. الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء فحص هلام متحدة المركز المقدمة هنا باستخدام خلايا سرطان الثدي الغازية للغاية، MDA-MB-231، مع 2.4 ملغ / مل الداخلي جل الكولاجين وكثافة البذر خلية = 2 × 10 6 خلية / مل، وكمثال على ذلك. كما هو مبين في الشكل 2، وعادة بعد بضعة أيام من الثقافة، خرقت الخلايا واجهة هلام الداخلية، الخارجي، وبدأت لغزو هلام الخارجي. ينتشر السكان خلية في الغالب شعاعيا الخارج.
يمكن تعديل الشروط البلمرة من ه...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا البروتوكول ، نصف مقايسة في المختبر لدراسة سلوك الهجرة ثلاثي الأبعاد للخلايا في بيئات المصفوفة التي تشبه طوبولوجيا ECMs التي تمت مواجهتها في الجسم الحي. هناك ثلاث نقاط قوة رئيسية لهذا الاختبار مقارنة بالطرق الأخرى المتاحة حاليا. أولا ، يسمح هذا الاختبار للمرء بفحص آليات هجرة الخلايا في وقت واحد على مستوى السكان ومستوى الخلية الفردية. هذا يفتح إمكانيات دراسة الهجرة الجماعية للخلايا13 ، والتي اقتصرت حتى الآن إلى حد كبير على فحوصات ثنائية الأبعاد14 ، مع مراقبة سلوك الخلية الفردي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
الكتاب أشكر W. الشمس وK. يانسن للمناقشات حاسمة، وتقر الدعم من الميكانيكا الحيوية مختبر النانو في جامعة سنغافورة الوطنية. يعترف NAK الدعم من معهد التمويل الدولي زمالة ماري كوري.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| حاضنة زراعة الخلايا | فيشر Scientific Pte Ltd | الموديل: 371 ، S / No 318854-6055 | |
| مجهر متحد البؤر | نيكون A1R | مجهر المسح الضوئي بالليزر المقلوب متحد البؤر مجهز بغرفة حاضنة | |
| Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) | Life Technologies | 11965-092 | |
| مصل الأبقار الجنيني (FBS) | تقنيات | الحياة10082-147 | |
| صبغة CellTracker الفلورية CMTMR | Life Technologies | C2927 | |
| طبق ذو قاع زجاجي | IWAKI Cell Biology | 3931-035 | قطره 35 مم بقطر 12 مم بئر زجاجي قاع |
| كثافة الدم | iN CYTO | DHC-N01 (تحسين Neubauer) مقياس | |
| الأس الهيدروجيني للمعالجات | الدقيقة Hanna Instruments | درجة الحموضة 211 | |
| Nutragen الكولاجين | المتقدم BioMatrix | # 5010-D | الكولاجين البقري المذاب بالحمض من النوع الأول (درجة الحموضة ~ 2) |
| العدسة الموضوعية | نيكون | CFI Super Plan Fluor ELWD ADM 20XC ، WD 8.2-6.9 مم ، NA 0.45. | |
| بنسلين ستربتومايسين | لايف تكنولوجيز | 15140-122 | |
| مقياس الأس الهيدروجيني | Sartorius | S / No 29153352 | مقياس الأس الهيدروجيني الأساسي PB-11 |
| Trypsin-EDTA | Life Technologies | 15400-054 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن