Tutaj prezentujemy wysoce przystępny protokół oceny ruchu komórek w ludzkich komórkach trofoblastu za pomocą trzech testów in vitro: testu zadrapania, testu inwazji transwell i testu proliferacji komórek.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentujemy wysoce przystępny protokół oceny ruchu komórek w ludzkich komórkach trofoblastu za pomocą trzech testów in vitro: testu zadrapania, testu inwazji transwell i testu proliferacji komórek.
Ruch komórek jest kluczową właściwością trofoblastów podczas rozwoju łożyska i wczesnej ciąży. O znaczeniu prawidłowej migracji i inwazji trofoblastu świadczą zaburzenia ciąży, takie jak stan przedrzucawkowy i wewnątrzmaciczne ograniczenie wzrostu, które są związane z niewystarczającą inwazją trofoblastu na naczynia krwionośne matki. Niestety, nasza wiedza na temat mechanizmów, dzięki którym łożysko rozwija się z migrujących trofoblastów, jest ograniczona. Analiza in vitro migracji komórek za pomocą testu scratch jest użytecznym narzędziem w identyfikacji czynników regulujących zdolność migracji trofoblastu. Jednak sam ten test nie definiuje zmian komórkowych, które mogą powodować zmienioną migrację komórek. Protokół ten opisuje trzy różne testy in vitro, które są stosowane łącznie do oceny ruchu komórek trofoblastu: test zadrapania, test inwazji i test proliferacji. Opisane tutaj protokoły mogą być również modyfikowane do stosowania w innych liniach komórkowych w celu ilościowego określenia ruchu komórek w odpowiedzi na bodźce. Metody te pozwalają badaczom zidentyfikować poszczególne czynniki, które przyczyniają się do ruchu komórek i zapewniają dokładne zbadanie potencjalnych mechanizmów leżących u podstaw pozornych zmian w migracji komórek.
Rozwój łożyska jest kluczowym krokiem w zajściu w ciążę, wpływając zarówno na zdrowie matki, jak i płodu. Jednak mechanistyczne podstawy, za pomocą których zachodzi ten proces, nie są w pełni zrozumiałe. Migracja komórek jest ważnym procesem biologicznym, który przyczynia się do powstania i funkcji łożyska podczas ciąży. Po implantacji blastocysty trofektoderma różnicuje się na trofoblasty kosmkowe, które pokrywają powierzchnię kosmków kosmówkowych i biorą udział w wymianie gazów i składników odżywczych, oraz trofoblasty kosmkowe (EVT), które migrują z kosmków i atakują matczyne decidua i naczynia krwionośne1. Migracja EVT jest niezbędna do przebudowy tętnic spiralnych matki i ustanowienia krążenia maciczno-łożyskowego w celu wsparcia wzrostu płodu2. Niewystarczająca inwazja trofoblastu w czasie ciąży powoduje nieprawidłowy rozwój łożyska i może przyczyniać się do powikłań ciąży, takich jak stan przedrzucawkowy, nadciśnienie ciążowe, wewnątrzmaciczne ograniczenie wzrostu i przedwczesny poród3,4. Dlatego zrozumienie czynników wpływających na ruchliwość trofoblastu jest niezbędne do określenia ścieżek wymaganych do prawidłowego łożyskowania.
Migracja trofoblastów jest kontrolowana przez złożoną sieć cząsteczek sygnałowych, w tym czynniki wzrostu, cytokiny, hormony i czynniki angiogenne5. Ze względu na ograniczenia związane z badaniem łożyska in vivo, testy in vitro z wykorzystaniem unieśmiertelnionych linii komórkowych ludzkiego trofoblastu miały kluczowe znaczenie dla identyfikacji czynników, które przyczyniają się do ruchliwości trofoblastu. Testy zadrapań i inwazji były szeroko stosowane do ilościowej oceny roli poszczególnych cząsteczek w migracji komórek trofoblastu6,7,8. Jednak, chociaż są przydatne w połączeniu do zbadania, w jaki sposób zmiany w migracji mogą być spowodowane zmianami inwazyjności komórek, te dwa testy nie uwzględniają dodatkowych mechanizmów, które mogą przyczyniać się do zmiany szybkości migracji komórek. Na przykład zmniejszenie tempa proliferacji komórek może skutkować mniejszą liczbą komórek dostępnych do migracji.
Tutaj opisujemy ilościowe metody in vitro do oceny migracji trofoblastów za pomocą testów scratch, proliferacji komórek i inwazji komórek. W teście zadrapań jednolita rana jest tworzona w monowarstwie komórki, a migracja komórek w celu wypełnienia luki jest mierzona za pomocą zautomatyzowanego, poklatkowego obrazowania wielkości rany i gęstości komórek w ranie. Test proliferacji komórek opiera się na obliczeniu stosunku komórek w każdym punkcie czasowym w porównaniu ze znaną początkową ilością komórek. W teście inwazji komórkowej komórki są wysiewane na szczycie komory wstawiania do hodowli komórkowych pokrytej macierzą zewnątrzkomórkową (np. Transwell) i zliczana jest liczba komórek, które atakują przez macierz zewnątrzkomórkową w odpowiedzi na chemoatraktant.
Test scratch jest prostym i skutecznym narzędziem, które może być użyte do określenia, jak różne warunki środowiskowe wpływają na migrację komórek. Testy proliferacji i inwazji mogą być następnie wykorzystane do określenia udziału proliferacji i inwazyjności komórek w ogólnych zmianach w migracji komórek. Łącznie testy te zapewniają solidne pomiary procesów biologicznych, które mogą przyczyniać się do ruchliwości komórek. W opisanych testach wykorzystano dwie unieśmiertelnione linie komórek trofoblastu pierwszego trymestru, Swan.71 (Sw.71) i HTR-8/SVneo9,10. Jednak testy te mogą być również zoptymalizowane do stosowania w innych typach komórek w celu identyfikacji kluczowych modulatorów migracji i inwazji komórek.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie komórek
2. Test zarysowania
3. Test inwazji
4. Test proliferacji
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W badaniach tych wykorzystano unieśmiertelnione linie komórek trofoblastu człowieka z pierwszego trymestru Sw.71 oraz HTR-8/SVneo, aby określić rolę glikokortykosteroidów w migracji komórek trofoblastu12. W eksperymentach zastosowano glikokortykosteroidy, ponieważ wykazano niedawno, że zmieniają one funkcje trofoblastu, choć możliwe byłoby zastosowanie alternatywnych metod traktowania12. W wszystkich doświadczeniach obie linie komórkowe trak...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Procedura ta opiera się na wykorzystaniu testów migracji i inwazji w celu uwzględnienia szybkości proliferacji komórek jako potencjalnego czynnika przyczyniającego się do zmierzonych różnic w ruchu komórek trofoblastu. Stosowane razem, te testy in vitro są prostymi i skutecznymi metodami, które można wykorzystać do identyfikacji szlaków komórkowych regulujących migrację trofoblastów. Jak opisano powyżej, komórki trofoblastu mogą być traktowane hormonami, cytokinami, czynnikami wzrostu lub innymi cząsteczkami w celu okreś...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy dziękują Dr. Gilowi Morowi za dostarczenie komórek Sw.71. Badania te zostały wsparte nagrodą Albert McKern Scholar Award dla S.W.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,4% Trypanowa niebieska plama | Thermo Fisher Scientific | 15250-061 | |
| 0,5% Trypsyna-EDTA | Life Technologies | 15400-054 | |
| 1,0 M HEPES | AmericanBio | AB06021-00100 | |
| 10 mM MEM aminokwasy endogenne | Life Technologies | 11140-050 | |
| 100 mM pirogronian sodu | Life Technologies | 11360-070 | |
| 24-dołkowe wkłady transwell | Corning | 3422 | Zawierają filtry poliwęglanowe z 8 μ m Rozmiar porów |
| FBS | Gemini Bio-Products | 100-119 | |
| Automatyczny licznik komórek Countess II | Thermo Fisher Scientific | AMQAX1000 | |
| Crystal Violet | Sigma Aldrich | C0775 | |
| Cytoseal 60 | Thermo Fisher Scientific | 8310-4 | |
| Deksametazon (Dex; 1, 4-pregnadien-9&alfa;-fluoro-16&alfa;-metylo-11β, 17, 21-triol-3, 20-dion; ≥ 98% TLC) | Steraloidy | P0500-000 | |
| DMEM/Szynka' s F12 | Life Technologies | 11330-032 | |
| Surowica bydlęca | płodu Sigma Aldrich | F2442 | |
| IncuCyte 24-dołkowe płytki ImageLock | Essen BioScience | 4365 | W przypadku korzystania z systemu obrazowania IncuCyte Zoom, umieść komórki nasienne na płytkach IncuCyte ImageLock. Płytki te mają znaczniki odniesienia na spodzie płytki, które są używane jako odniesienie do powtarzania obrazowania w stałym polu widzenia. |
| Oprogramowanie IncuCyte | Essen BioScience | 2010A Rev2 | |
| System IncuCyte ZOOM | Essen BioScience | N/A | Obrazy testu scratch zostały przechwycone i przeanalizowane przy użyciu ustawionego " Rana po zadrapaniu" parametrów w systemie IncuCyte ZOOM. Można również użyć innych mikroskopów poklatkowych. |
| Matrigel Membrane Matrix | Becton Dickinson | 356231 | Zredukowany czynnik wzrostu, wolny od czerwieni fenolowej |
| Mikroszkiełka | VWR International, LLC | 48311-7003 | |
| Szkło osłonowe mikroskopu | Fisher Scientific | 12-545-E | |
| Mikroskop odwrócony Olympus IX71 | |||
| Penicylina (10 000 jednostek/ml)/streptomycyna (10 000 &mikro; g / mL) | Life Technologies | 151-40-122 | |
| czerwieni fenolowej DMEM/Ham's F12 | Life Technologies | 11039-021 | |
| Półautomatyczne narzędzie do robienia ran | Essen BioScience | N/A |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.