$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Стабильные клеевые контакты между клетками и их окружающей внеклеточного матрикса необходимы для поддержания гомеостаза ткани. Например, эндотелиальной клеточной адгезии к субэндотелиального матрицы в кровеносных сосудах играет важную роль в поддержании целостности эндотелия слоя и его гомеостаза функцию в качестве регулирующего, полу-проницаемой сосудистой барьер 1. Актинового цитоскелета механически соединен с адгезивных молекул матрицы на участках клеток-матрицы адгезии и адгезионных контактов на границе ячейки матрицы играют важную роль в определении положения клеточной мембране с помощью сопротивление центрально-направленного актомиозинового растягивающие усилия. Внеклеточные стимулы, которые изменяют клетка-матрикс адгезии обязательно изменить баланс сил на границе ячейки матрицы, событие, которое быстро "почувствовал" по механо-чувствительных сигнальных белков, в результате чего в трансдукции "снаружи-внутрь сигнализации". Это перекрестные помехи ставкаWEEN клетки и окружающей их внеклеточный матрикс, играет ключевую роль в контроле формы клеток, подвижность, функцию, пролиферации и выживания 2.
Разнообразные патофизиологических процессов (эмбриональное развитие, воспаления, заживления ран и метастазирования рака) характеризуются динамической реконструкции клейкой матричных субстратов матрикс окислителей и / или ферментов 3,4. Например, клейкие субэндотелиальных матричные белки в кровеносных сосудах (например, фибронектин) участвуют в качестве основных целей для модификации или деградации при воспалительных заболеваниях человека из-за локализованного производства реактивных оксидантов (например, хлорноватистой кислоты, HOCl) на производный лейкоцитов фермента миелопероксидаза (MPO), который накапливается в субэндотелию при воспалительных сосудистых заболеваний (рис 1) 5-9. Изменения в клеточной матрицы адгезии, вызванные МПО, полученных из окислителей и других матричных изменения раздражителей ЛикЭли, играют важную роль в изменении сосудистой гомеостаза во различных патологических процессов: например, путем изменения сигнализации эндотелиальных клеток, морфологии и жизнеспособности, который, в свою очередь возмущает функцию эндотелия и целостности барьера. Тем не менее, морфологические и клеточные ответы сигнализации прикрепленных клеток на внеклеточные изменения матричных только начинают понимать.
Чтобы понять, как изменения матричные езды изменения в динамике клеточной адгезии и адгезии зависит от клеточных сигнальных путей, методы требовали, чтобы точно определить их изменения в клеточной матрицы адгезии в режиме реального времени, с высоким временным разрешением. Здесь мы опишем дополнительную сопротивление клетки с субстратом и живыми методы визуализации клеток, которые отвечают этим критериям и обеспечить платформу для количественной оценки адгезии клеток и де-адгезионные процессы в неинвазивным способом.
Мы покажем, как эти импеданс клетки с субстратом и живая соответствую изображений клетокболи могут быть легко использованы для (I) отслеживать динамику прикрепление клеток и распространения (т.е. заново клеточной адгезии) на нативных и модифицированных матричных субстратов и (II), чтобы измерить динамику клеток-матрицы отряда (т.е. де-адгезии ) по прикрепленных клеток, подвергшихся воздействию матричных изменения стимулов. Система xCELLigence клеток подложки сопротивление биосенсор обеспечивает непрерывное измерение области клеточной матрицы контакте с количественной электрического импеданса на поверхности массивов золота микроэлектродов 96-луночных и выражает эти электрические измерения импеданса, как «индекс клеток", безразмерная величина, которая в значительной степени пропорционально площади клеточной подложки контакта 10 (рисунок 2), в то же время будучи чувствительным к изменениям среднего расстояния между (изолирующего) клеточной мембраны и поверхности электрода 11. Дальнейшее увеличение значений индекса клеток достигается также при образовании плотного межклеточных контактов Тат ограничить парацеллюлярная течет ток, 11 условий, которые не преобладают в экспериментах, описанных в данном исследовании. Измерение площади проекции отдельных клеток с течением времени путем анализа изображения в заданный промежуток времени дифференциально-интерференционного контраста (DIC) фильмы обеспечивает дополнительную меру изменений в области клеточной подложки контакта и обеспечивает дополнительную информацию о точной природе и динамике морфологические изменения в количественном подходом импеданса клетки с субстратом.
В частности, мы опишем применение этих подходов для мониторинга, как МПО-перекисного окисления клеевых субэндотелиальных матричных белков (например, фибронектин) (I) снижает De Novo адгезии взвешенных эндотелиальных клеток на очищенной фибронектина и (II) вызывает клеток матрицы де -adhesion в эндотелиальных клетках с установленным сцепления на фибронектина. Выполняя сигнализации параллельной клеток анализирует более времени, используя соответствующую Biochemческие анализы (например, Вестерн-блоттинга), временные и причинно-следственные связи между адгезии / де-адгезии процессов и связанных с ними изменений в клеточных сигнальных событий в зависимости от адгезии может быть определена.
Эти подходы были использованы недавно, чтобы продемонстрировать, что внеклеточный матрикс окисления катализируется субэндотелиальных месторождений MPO вызывает быструю потерю в клетки-матрицы адгезии эндотелиальных клеток, который приводится в уже существующих актомиозин сократительных сил 9. Важно отметить, что, позволяя временную связь между изменениями как клеточной адгезии и адгезии зависимой клеточной сигнализации должны быть определены, эти подходы установлено, что МПО-индуцированной модификации матрицы и сотовой де-адгезия вызывает изменений в важных адгезии зависит от клеточных сигнальных путей, включая Src киназы -зависимой паксиллина фосфорилирования и легкой цепи миозина II фосфорилирования (рис 1) 9. Этот режим окислительно-восстановительной зависит сигнализации, инвolving активацию внутриклеточных сигнальных событий внеклеточными окислительных реакций, которые разрушают клетки-матрикс адгезии, представляет роман режим клеточной сигнализации называют "вне-в окислительно-восстановительных сигнализации" (Рисунок 1) 9.
В общем, эти комплементарной биосенсора клеток подложки сопротивление и живые клетки подходы изображений должно быть ценным в выявлении, как различные матричные модифицирующие агенты или раздражители привод изменения в динамике клеточной адгезии, морфологии и сигнализации в различных адгезивных типов клеток, подлежащих широкого спектра экспериментальные установки.
Следующий протокол описывает, как количественно оценить влияние МПО-опосредованной матрицы окисления на де Ново эндотелиальной клеточной адгезии (эксперимент 1) и эндотелиальных клеток-де-адгезии (эксперимент 2) процессов. МПО связывается жадно фибронектина и других клейких субэндотелиальных белков внеклеточного матрикса и насES перекись водорода (H 2 O 2), чтобы конвертировать ионы хлорида (Cl -) к высокой реакционной хлорирования окислителя хлорноватистой кислоты (HOCl), который реагирует на местах с этих матричных белков и нарушает их адгезионные клетки свойствами (рис 1) 8,9, 12.