Artykuł opisuje ilościowe określenie 1) wielkości i liczby zrostów ogniskowych oraz 2) wskaźnika kształtu komórki i jego rozkładu na podstawie obrazów konfokalnych zlewających się monowarstw komórek MCF7.
Method Article
Artykuł opisuje ilościowe określenie 1) wielkości i liczby zrostów ogniskowych oraz 2) wskaźnika kształtu komórki i jego rozkładu na podstawie obrazów konfokalnych zlewających się monowarstw komórek MCF7.
Przedstawione tutaj metody określają ilościowo niektóre parametry zlewającej się przylegającej monowarstwy komórek z wielu odpowiednio wybarwionych obrazów konfokalnych: adhezja do podłoża jako funkcja liczby i wielkości zrostów ogniskowych oraz kształt komórki, charakteryzowany przez indeks kształtu komórki i inne deskryptory kształtu. Zrosty ogniskowe uwidoczniono za pomocą barwienia paksyliną, a granice komórka-komórka oznaczono połączeniem plakoglobiny i aktyny. Metody hodowli komórkowej i barwienia były standardowe; obrazy reprezentują pojedyncze płaszczyzny ogniskowe; Analizę obrazu przeprowadzono przy użyciu publicznie dostępnego oprogramowania do przetwarzania obrazu. Przedstawione protokoły służą do ilościowego określenia liczby i wielkości zrostów ogniskowych oraz różnic w rozkładzie kształtu komórki w monowarstwach, ale można je ponownie wykorzystać do ilościowego określenia wielkości i kształtu dowolnej innej odrębnej struktury komórkowej, która może być barwiona (np. mitochondria lub jądra). Ocena tych parametrów jest ważna w charakterystyce sił dynamicznych w przylegającej warstwie komórkowej, w tym adhezji komórek i kurczliwości aktomiozyny, które wpływają na kształt komórki.
Monowarstwy komórek nabłonkowych działają jak zbiorowość, w której adhezja komórka-komórka i komórka-substrat, a także siły skurczu i napięcia reprezentują ważne parametry, a ich właściwa równowaga przyczynia się do ogólnej integralności jednostki1,2,3. W związku z tym ocena tych parametrów stanowi sposób na ustalenie aktualnego stanu warstwy komórkowej.
Dwie opisane tutaj metody reprezentują dwuwymiarową analizę zlewających się monowarstw przylegających komórek nabłonkowych (w tym przypadku linii komórkowej raka piersi MCF7). Analiza jest wykonywana przy użyciu obrazów konfokalnych (pojedynczych warstw Z) z różnych obszarów na osi Z; obszar podstawowy w pobliżu podłoża do pomiarów adhezji ogniskowej (FA) i obszar wierzchołkowy do pomiarów kształtu komórki. Przedstawione metody są stosunkowo proste i wymagają standardowych technik laboratoryjnych oraz oprogramowania typu open source. Mikroskopia konfokalna jest wystarczająca dla tego protokołu, więc można ją wykonać bez stosowania bardziej specjalistycznej mikroskopii TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence). W związku z tym protokół może zostać wdrożony w stosunkowo standardowych warunkach laboratoryjnych. Chociaż dokładność metod jest ograniczona, mogą one rozróżnić podstawowe różnice w adhezji ogniskowej i kształcie komórki.
Obie opisane tutaj metody składają się ze standardowych procedur eksperymentalnych, takich jak hodowla komórek, barwienie immunologiczne, obrazowanie konfokalne i analiza obrazu wykonywane za pomocą ImageJ. Można jednak użyć dowolnego oprogramowania do przetwarzania obrazu z odpowiednimi funkcjami. Przedstawione metody pozwalają śledzić i porównywać zmiany wywołane leczeniem farmakologicznym lub minimalną modyfikacją genetyczną. Uzyskiwanie określonych wartości nie jest zalecane ze względu na ograniczoną precyzję tych metod. Dołączono dwa zautomatyzowane makra, aby ułatwić pomiary wielu obrazów.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. Kroki przygotowawcze
2. Analiza obrazu
UWAGA: Dostarczone makra działają optymalnie na ImageJ w wersji 1.50f lub nowszej. Służy tylko do kwantyfikacji obrazów o wysokim stosunku sygnału do szumu i bez niedosyconych lub przesyconych pikseli. Opisane metody obejmują kroki wymagające ręcznej regulacji parametrów. W związku z tym zalecana jest ślepa analiza/ślepy eksperyment. Do szyfrowania nazw plików graficznych można użyć wtyczek ImageJ, takich jak "Blind Analysis Tool" (dostępne pod adresem: https://imagej.net/Blind_Analysis_Tools).
3. Kwantyfikacja

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Analiza przyczepności ogniskowej
Wcześniej wykazano, że knockdown genu HAX1 wpływa na zrosty ogniskowe6. Komórki hodowano na powierzchni pokrytej kolagenem I przez 48 godzin. Obrazy komórek kontrolnych MCF7 i komórek MCF7 z knockdownem HAX1 (HAX1 KD) z trzech niezależnych eksperymentów barwionych ogniskowym białkiem adhezyjnym paxillin uzyskano przy użyciu mikroskopu konfokalnego (obraz z pojedynczej płaszczyzny ogniskowej / plasterka Z z okolicy pod...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Adhezja komórka-komórka i komórka-substrat stanowią nieodłączne atrybuty komórek nabłonkowych i odgrywają kluczową rolę w morfogenezie i embriogenezie tkanek. W tkankach dorosłych prawidłowa regulacja właściwości mechanicznych warstwy komórkowej ma kluczowe znaczenie dla utrzymania homeostazy i zapobiegania reakcjom patologicznym, takim jak progresja guza i przerzuty. Wielkość i liczba zrostów ogniskowych zależy od siły adhezji komórka-substrat, podczas gdy kształt komórki zależy od sił kurczliwych i jest związany ze sta...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez Narodowe Centrum Nauki w ramach grantu nr 2014/14/M/NZ1/00437.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Alexa Fluor 594 | ThermoFisher Scientific | A32740 | kozia anty-króliczka, 1:500 |
| Chlorek amonu | Sigma | A9434 | |
| BSA | BioShop | ALB001.500 | |
| Kolagen ze skóry cielęcej | Sigma | C9791-10MG | |
| DAPI | Sigma | D9542 | 1:10000 (zapas 1 mg/ml w H2O), kwas nukleinowy barwienie |
| DMEM + GlutaMAX, 1 g/L D-Glukoza, pirogronian | ThermoFisher Scientific | 21885-025 | |
| FBS | ThermoFisher Scientific | 10270-136 | |
| Złącze plakoglobina | Sygnalizacja komórkowa | 2309S | królik, 1:400 |
| Szafa laminarna klasy 2 | Alpina | standardowe wyposażenie | |
| Linia komórkowa oparta na MCF7HAX1KD | Linia komórkowa założona w Narodowym Instytucie Onkologii w Warszawie, opisana w Balcerak i wsp., 2019 | MCF7 linia komórkowa zHAX1knockdown | |
| Linia komórkowa MCF7 (KONTROLA) | ATCC | ATCC HTB-22 | nabłonek, przylegająca linia komórkowa raka piersi |
| Mikroskop świetlny Olympus CK2 | Olympus | ||
| Paxillin | Abcam | ab32084 | królik, 1:250, Y113 |
| PBS | ThermoFisher Scientific | 10010023 | |
| koniugatat falloidyny-TRITC | Sigma | P1951 | 1:400 (zapas 5 mg / ml w DMSO), znakowanie aktyny |
| PTX | Sigma | T7402-1MG | |
| TBST – NaCl | Sigma | S9888 | |
| TBST – Podstawa Trizma | Sigma | T1503 | |
| Triton X-100 | Sigma | 9002-93-11 | |
| Mikroskop konfokalny Zeiss LSM800 | Zeiss |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission