Введение в подвижность и миграцию клеток
Подвижность клеток необходима для многих физиологических и патологических процессов, включая миграцию клеток во время эмбрионального развития, перемещение белых кровяных телец в ответ на инфекцию и метастазирование раковых клеток. Два клеточных белка, актин и миозин, являются основными строительными блоками моторного аппарата.
В этом вступительном видео мы рассмотрим некоторые из знаковых открытий в области подвижности и миграции клеток. Затем мы выделим несколько оставшихся без ответа вопросов о подвижности клеток, а затем обсудим классические и передовые инструменты, используемые для изучения моторики. Наконец, мы закончим несколькими примерами экспериментов.
Давайте начнем с рассмотрения важных открытий, связанных с этой областью.
В 17 веке Антон ван Левенгук с помощью микроскопа стал первым человеком, наблюдавшим за движением сперматозоидов и бактерий. Пару столетий спустя Теодор Вильгельм Энгельман и Вильгельм Пфеффер открыли движение бактерий, вызванное стимулами, в том числе: фототаксис, то есть движение под действием света; хемотаксис — движение в сторону различных химических веществ; и аэротаксис — движение в ответ на кислород. Примерно в это же время Илья Мечников провел увлекательный эксперимент, в ходе которого он уколол прозрачную личинку морской звезды шипом розы и наблюдал, как клетки перемещаются из других частей тела в рану. Это привело к появлению идеи о том, что лейкоциты мигрируют к месту повреждения, став пионером в области иммунологии.
Понимание механизма движения клеток началось несколькими годами ранее, когда изучали, казалось бы, не связанное с этим явление — сокращение мышц. В 1859 году Вильгельм Кюне выделил мышечный белок, который, по его мнению, отвечал за его жесткость, и назвал его миозином.
В 1942 году Бруно Ференц Штрауб обнаружил, что препараты «миозина» на самом деле содержат вторичный белок — актин. Теперь мы знаем, что актин и миозин взаимодействуют, образуя комплекс актомиозин, который вызывает сокращение. В 1974 году Маргарет Кларк, работая под руководством Джеймса Спудича, охарактеризовала актомиозиноподобные структуры у слизевой плесени Dictyostelium и предположила ее участие в немышечном движении клеток.
В 1983 году Спудич вместе с Майклом Шитцем разработали модель актомиозина in vitro, которая проложила путь к нашему современному пониманию их механизма. Теперь мы знаем, что АТФ, «высокоэнергетическая» молекула в клетках, связывается с миозином и заставляет молекулу миозина «ползать» вдоль параллельной молекулы актина, тем самым создавая сократительную силу, которая в немышечных клетках может тянуть клетку вперед во время миграции.
После краткого исторического очерка, давайте обсудим несколько вопросов о подвижности клеток, которые ученые задают сегодня.
Исследователям интересно узнать, как сигналы окружающей среды направляют движение клеток. Клетки движутся в ответ на различные сигналы, в том числе те, которые стимулируют эмбриональное развитие или предупреждают иммунные клетки о местах инфекции. Эти сигналы обычно представляют собой химические соединения, выделяемые некоторыми клетками, чтобы вызвать миграцию определенного типа клеток к ним. Таким образом, изучение механизма этой индукции хемотаксиса может помочь ученым лучше понять нарушения, при которых нарушается миграция клеток.
Еще одна важная область исследований связана с молекулярными механизмами, которые клетки используют для движения. В дополнение к аппарату актомиозина, который позволяет клеткам с гибкими формами расширять выступы и «ползать» по поверхностям, исследователи также стремятся понять, как подвижность клеток может быть обусловлена другими элементами цитоскелета, такими как микротрубочки, которые формируют «стержень» сперматозоидных хвостов, а также сложными молекулярными машинами, которые формируют бактериальные жгутики.
Наконец, некоторые ученые исследуют, как клетки взаимодействуют друг с другом и мигрируют вместе в группы, что происходит на ранних этапах эмбриогенеза, а также в процессе заживления ран.
Кроме того, поскольку клетки в организме фактически существуют в сетке молекул, известной как внеклеточный матрикс, сокращенно ECM, изучение того, как клетки взаимодействуют с ECM и вторгаются в нее, может помочь в понимании таких явлений, как метастазирование рака.
Теперь, когда у нас есть представление о вопросах, которые задаются в полевых условиях, давайте узнаем о некоторых известных используемых методах.
Анализ царапин используется для моделирования того, как эпителиальные клетки повторно заселяют открытую область — процесс, аналогичный заживлению ран. При этой процедуре рана создается путем пропускания наконечника пипетки через чашку для культивирования клеток. По мере того, как клетки со временем снова врастают в этот промежуток, траектории их движения можно отслеживать с помощью программного обеспечения для оценки скорости движения и смещения.
Анализ миграции трансвелла является еще одним классическим методом, используемым для изучения хемоаттракции, которая представляет собой процесс химического притяжения клеток. В этом анализе раствор хемоаттрактанта добавляется в лунки, затем внутри этих лунок помещаются трансвелловые камеры, и, наконец, на верхней стороне мембраны добавляется тип мигрирующих клеток. Количество клеток, мигрирующих в сторону хемоаттрактанта, можно подсчитать с помощью микроскопа и гемоцитометра.
Достижения в области инженерных технологий позволили создать устройства микрофлюидики, состоящие из микрообработанных каналов, выгравированных на подходящей поверхности. Для экспериментов по миграции канал обычно имеет два порта: один для добавления клеточной суспензии, а другой для добавления химического стимула. Влияние стимула на миграционное поведение клеток может быть изучено под микроскопом.
Чтобы изучить инвазию клеток в ВКМ, исследователи могут проводить 3D-анализы инвазии. В этом методе ученые культивируют клетки в трехмерных матрицах, изготовленных из таких компонентов, как коллаген. Затем, с помощью сложного программного обеспечения, они могут отслеживать вторжение в трех измерениях. Этот метод особенно полезен для изучения развития опухоли.
Наконец, покадровая флуоресцентная микроскопия может быть использована для отслеживания живых клеток in vivo. Гены, кодирующие флуоресцентные белки, могут быть введены в животную модель. Миграционный путь клеток, экспрессирующих флуоресцентные белки, можно проследить с помощью сложных методов визуализации, таких как двухфотонная микроскопия.
Теперь давайте рассмотрим некоторые современные применения этих анализов подвижности и миграции клеток.
Как уже говорилось, миграция клеток играет решающую роль в метастазировании опухоли. Здесь ученые культивировали опухолевые клетки, встроенные в матрицу, вместе со срезами мозга в трансвелл-камере. После инкубации образцы окрашивали и анализировали с помощью иммунофлюоресценции. Результаты продемонстрировали инвазию опухолевых клеток в срезы мозга.
После инфекции клетки высвобождают хемокины, которые представляют собой хемоаттрактантные белки, индуцирующие миграцию нейтрофилов. Нейтрофилы – это фагоцитарные клетки, которые составляют неотъемлемую часть врожденной иммунной системы. Здесь исследователи оценили это явление с помощью анализа трансвелловой миграции. Они поместили инфицированные бактериями эпителиальные клетки на нижнюю сторону мембраны, в то время как нейтрофилы культивировались на верхней стороне. Результаты показали значительную миграцию нейтрофилов в присутствии инфицированных клеток.
Наконец, анализы микрофлюидной камеры могут быть использованы для изучения бактериального хемотаксиса. Здесь ученые оценили аттрактантные и репеллентные свойства двух веществ — L-аспартата и сульфата никеля — с помощью специализированной микрофлюидной камеры, которая могла проверить несколько концентраций в одном эксперименте. Полученные данные показали, что с увеличением концентрации аттрактанта и репеллента миграция бактерий к исследуемым молекулам и от них также увеличивалась, соответственно.
Вы только что посмотрели введение JoVE в подвижность и миграцию клеток. В этой презентации мы рассмотрели основные вехи в изучении подвижности и миграции клеток. Далее мы обсудили некоторые актуальные вопросы и инструменты, используемые в лабораториях сегодня. Наконец, несколько примеров экспериментов показали применение этих методов. Как всегда, спасибо за просмотр!
Подвижность и миграция клеток играют важную роль как в нормальной биологии, так и в болезнях. С одной стороны, миграция позволяет клеткам генерировать…
Подвижность клеток необходима для многих физиологических и патологических процессов, включая миграцию клеток во время эмбрионального развития, перемещение белых кровяных телец в ответ на инфекцию и метастазирование раковых клеток. Два клеточных белка, актин и миозин, являются основными строительными блоками моторного аппарата.
В этом вступительном видео мы рассмотрим некоторые из знаковых открытий в области подвижности и миграции клеток. Затем мы выделим несколько оставшихся без ответа вопросов о подвижности клеток, а затем обсудим классические и передовые инструменты, используемые для изучения моторики. Наконец, мы закончим несколькими примерами экспериментов.
Давайте начнем с рассмотрения важных открытий, связанных с этой областью.
В 17 веке Антон ван Левенгук с помощью микроскопа стал первым человеком, наблюдавшим за движением сперматозоидов и бактерий. Пару столетий спустя Теодор Вильгельм Энгельман и Вильгельм Пфеффер открыли движение бактерий, вызванное стимулами, в том числе: фототаксис, то есть движение под действием света; хемотаксис — движение в сторону различных химических веществ; и аэротаксис — движение в ответ на кислород. Примерно в это же время Илья Мечников провел увлекательный эксперимент, в ходе которого он уколол прозрачную личинку морской звезды шипом розы и наблюдал, как клетки перемещаются из других частей тела в рану. Это привело к появлению идеи о том, что лейкоциты мигрируют к месту повреждения, став пионером в области иммунологии.
Понимание механизма движения клеток началось несколькими годами ранее, когда изучали, казалось бы, не связанное с этим явление — сокращение мышц. В 1859 году Вильгельм Кюне выделил мышечный белок, который, по его мнению, отвечал за его жесткость, и назвал его миозином.
В 1942 году Бруно Ференц Штрауб обнаружил, что препараты «миозина» на самом деле содержат вторичный белок — актин. Теперь мы знаем, что актин и миозин взаимодействуют, образуя комплекс актомиозин, который вызывает сокращение. В 1974 году Маргарет Кларк, работая под руководством Джеймса Спудича, охарактеризовала актомиозиноподобные структуры у слизевой плесени Dictyostelium и предположила ее участие в немышечном движении клеток.
В 1983 году Спудич вместе с Майклом Шитцем разработали модель актомиозина in vitro, которая проложила путь к нашему современному пониманию их механизма. Теперь мы знаем, что АТФ, «высокоэнергетическая» молекула в клетках, связывается с миозином и заставляет молекулу миозина «ползать» вдоль параллельной молекулы актина, тем самым создавая сократительную силу, которая в немышечных клетках может тянуть клетку вперед во время миграции.
После краткого исторического очерка, давайте обсудим несколько вопросов о подвижности клеток, которые ученые задают сегодня.
Исследователям интересно узнать, как сигналы окружающей среды направляют движение клеток. Клетки движутся в ответ на различные сигналы, в том числе те, которые стимулируют эмбриональное развитие или предупреждают иммунные клетки о местах инфекции. Эти сигналы обычно представляют собой химические соединения, выделяемые некоторыми клетками, чтобы вызвать миграцию определенного типа клеток к ним. Таким образом, изучение механизма этой индукции хемотаксиса может помочь ученым лучше понять нарушения, при которых нарушается миграция клеток.
Еще одна важная область исследований связана с молекулярными механизмами, которые клетки используют для движения. В дополнение к аппарату актомиозина, который позволяет клеткам с гибкими формами расширять выступы и «ползать» по поверхностям, исследователи также стремятся понять, как подвижность клеток может быть обусловлена другими элементами цитоскелета, такими как микротрубочки, которые формируют «стержень» сперматозоидных хвостов, а также сложными молекулярными машинами, которые формируют бактериальные жгутики.
Наконец, некоторые ученые исследуют, как клетки взаимодействуют друг с другом и мигрируют вместе в группы, что происходит на ранних этапах эмбриогенеза, а также в процессе заживления ран.
Кроме того, поскольку клетки в организме фактически существуют в сетке молекул, известной как внеклеточный матрикс, сокращенно ECM, изучение того, как клетки взаимодействуют с ECM и вторгаются в нее, может помочь в понимании таких явлений, как метастазирование рака.
Теперь, когда у нас есть представление о вопросах, которые задаются в полевых условиях, давайте узнаем о некоторых известных используемых методах.
Анализ царапин используется для моделирования того, как эпителиальные клетки повторно заселяют открытую область — процесс, аналогичный заживлению ран. При этой процедуре рана создается путем пропускания наконечника пипетки через чашку для культивирования клеток. По мере того, как клетки со временем снова врастают в этот промежуток, траектории их движения можно отслеживать с помощью программного обеспечения для оценки скорости движения и смещения.
Анализ миграции трансвелла является еще одним классическим методом, используемым для изучения хемоаттракции, которая представляет собой процесс химического притяжения клеток. В этом анализе раствор хемоаттрактанта добавляется в лунки, затем внутри этих лунок помещаются трансвелловые камеры, и, наконец, на верхней стороне мембраны добавляется тип мигрирующих клеток. Количество клеток, мигрирующих в сторону хемоаттрактанта, можно подсчитать с помощью микроскопа и гемоцитометра.
Достижения в области инженерных технологий позволили создать устройства микрофлюидики, состоящие из микрообработанных каналов, выгравированных на подходящей поверхности. Для экспериментов по миграции канал обычно имеет два порта: один для добавления клеточной суспензии, а другой для добавления химического стимула. Влияние стимула на миграционное поведение клеток может быть изучено под микроскопом.
Чтобы изучить инвазию клеток в ВКМ, исследователи могут проводить 3D-анализы инвазии. В этом методе ученые культивируют клетки в трехмерных матрицах, изготовленных из таких компонентов, как коллаген. Затем, с помощью сложного программного обеспечения, они могут отслеживать вторжение в трех измерениях. Этот метод особенно полезен для изучения развития опухоли.
Наконец, покадровая флуоресцентная микроскопия может быть использована для отслеживания живых клеток in vivo. Гены, кодирующие флуоресцентные белки, могут быть введены в животную модель. Миграционный путь клеток, экспрессирующих флуоресцентные белки, можно проследить с помощью сложных методов визуализации, таких как двухфотонная микроскопия.
Теперь давайте рассмотрим некоторые современные применения этих анализов подвижности и миграции клеток.
Как уже говорилось, миграция клеток играет решающую роль в метастазировании опухоли. Здесь ученые культивировали опухолевые клетки, встроенные в матрицу, вместе со срезами мозга в трансвелл-камере. После инкубации образцы окрашивали и анализировали с помощью иммунофлюоресценции. Результаты продемонстрировали инвазию опухолевых клеток в срезы мозга.
После инфекции клетки высвобождают хемокины, которые представляют собой хемоаттрактантные белки, индуцирующие миграцию нейтрофилов. Нейтрофилы – это фагоцитарные клетки, которые составляют неотъемлемую часть врожденной иммунной системы. Здесь исследователи оценили это явление с помощью анализа трансвелловой миграции. Они поместили инфицированные бактериями эпителиальные клетки на нижнюю сторону мембраны, в то время как нейтрофилы культивировались на верхней стороне. Результаты показали значительную миграцию нейтрофилов в присутствии инфицированных клеток.
Наконец, анализы микрофлюидной камеры могут быть использованы для изучения бактериального хемотаксиса. Здесь ученые оценили аттрактантные и репеллентные свойства двух веществ — L-аспартата и сульфата никеля — с помощью специализированной микрофлюидной камеры, которая могла проверить несколько концентраций в одном эксперименте. Полученные данные показали, что с увеличением концентрации аттрактанта и репеллента миграция бактерий к исследуемым молекулам и от них также увеличивалась, соответственно.
Вы только что посмотрели введение JoVE в подвижность и миграцию клеток. В этой презентации мы рассмотрели основные вехи в изучении подвижности и миграции клеток. Далее мы обсудили некоторые актуальные вопросы и инструменты, используемые в лабораториях сегодня. Наконец, несколько примеров экспериментов показали применение этих методов. Как всегда, спасибо за просмотр!
Подвижность клеток необходима для многих физиологических и патологических процессов, включая миграцию клеток во время эмбрионального развития, перемещение белых кровяных телец в ответ на инфекцию и метастазирование раковых клеток. Два клеточных белка, актин и миозин, являются основными строительными блоками моторного аппарата.
В этом вступительном видео мы рассмотрим некоторые из знаковых открытий в области подвижности и миграции клеток. Затем мы выделим несколько оставшихся без ответа вопросов о подвижности клеток, а затем обсудим классические и передовые инструменты, используемые для изучения моторики. Наконец, мы закончим несколькими примерами экспериментов.
Давайте начнем с рассмотрения важных открытий, связанных с этой областью.
В 17 веке Антон ван Левенгук с помощью микроскопа стал первым человеком, наблюдавшим за движением сперматозоидов и бактерий. Пару столетий спустя Теодор Вильгельм Энгельман и Вильгельм Пфеффер открыли движение бактерий, вызванное стимулами, в том числе: фототаксис, то есть движение под действием света; хемотаксис — движение в сторону различных химических веществ; и аэротаксис — движение в ответ на кислород. Примерно в это же время Илья Мечников провел увлекательный эксперимент, в ходе которого он уколол прозрачную личинку морской звезды шипом розы и наблюдал, как клетки перемещаются из других частей тела в рану. Это привело к появлению идеи о том, что лейкоциты мигрируют к месту повреждения, став пионером в области иммунологии.
Понимание механизма движения клеток началось несколькими годами ранее, когда изучали, казалось бы, не связанное с этим явление — сокращение мышц. В 1859 году Вильгельм Кюне выделил мышечный белок, который, по его мнению, отвечал за его жесткость, и назвал его миозином.
В 1942 году Бруно Ференц Штрауб обнаружил, что препараты «миозина» на самом деле содержат вторичный белок — актин. Теперь мы знаем, что актин и миозин взаимодействуют, образуя комплекс актомиозин, который вызывает сокращение. В 1974 году Маргарет Кларк, работая под руководством Джеймса Спудича, охарактеризовала актомиозиноподобные структуры у слизевой плесени Dictyostelium и предположила ее участие в немышечном движении клеток.
В 1983 году Спудич вместе с Майклом Шитцем разработали модель актомиозина in vitro, которая проложила путь к нашему современному пониманию их механизма. Теперь мы знаем, что АТФ, «высокоэнергетическая» молекула в клетках, связывается с миозином и заставляет молекулу миозина «ползать» вдоль параллельной молекулы актина, тем самым создавая сократительную силу, которая в немышечных клетках может тянуть клетку вперед во время миграции.
После краткого исторического очерка, давайте обсудим несколько вопросов о подвижности клеток, которые ученые задают сегодня.
Исследователям интересно узнать, как сигналы окружающей среды направляют движение клеток. Клетки движутся в ответ на различные сигналы, в том числе те, которые стимулируют эмбриональное развитие или предупреждают иммунные клетки о местах инфекции. Эти сигналы обычно представляют собой химические соединения, выделяемые некоторыми клетками, чтобы вызвать миграцию определенного типа клеток к ним. Таким образом, изучение механизма этой индукции хемотаксиса может помочь ученым лучше понять нарушения, при которых нарушается миграция клеток.
Еще одна важная область исследований связана с молекулярными механизмами, которые клетки используют для движения. В дополнение к аппарату актомиозина, который позволяет клеткам с гибкими формами расширять выступы и «ползать» по поверхностям, исследователи также стремятся понять, как подвижность клеток может быть обусловлена другими элементами цитоскелета, такими как микротрубочки, которые формируют «стержень» сперматозоидных хвостов, а также сложными молекулярными машинами, которые формируют бактериальные жгутики.
Наконец, некоторые ученые исследуют, как клетки взаимодействуют друг с другом и мигрируют вместе в группы, что происходит на ранних этапах эмбриогенеза, а также в процессе заживления ран.
Кроме того, поскольку клетки в организме фактически существуют в сетке молекул, известной как внеклеточный матрикс, сокращенно ECM, изучение того, как клетки взаимодействуют с ECM и вторгаются в нее, может помочь в понимании таких явлений, как метастазирование рака.
Теперь, когда у нас есть представление о вопросах, которые задаются в полевых условиях, давайте узнаем о некоторых известных используемых методах.
Анализ царапин используется для моделирования того, как эпителиальные клетки повторно заселяют открытую область — процесс, аналогичный заживлению ран. При этой процедуре рана создается путем пропускания наконечника пипетки через чашку для культивирования клеток. По мере того, как клетки со временем снова врастают в этот промежуток, траектории их движения можно отслеживать с помощью программного обеспечения для оценки скорости движения и смещения.
Анализ миграции трансвелла является еще одним классическим методом, используемым для изучения хемоаттракции, которая представляет собой процесс химического притяжения клеток. В этом анализе раствор хемоаттрактанта добавляется в лунки, затем внутри этих лунок помещаются трансвелловые камеры, и, наконец, на верхней стороне мембраны добавляется тип мигрирующих клеток. Количество клеток, мигрирующих в сторону хемоаттрактанта, можно подсчитать с помощью микроскопа и гемоцитометра.
Достижения в области инженерных технологий позволили создать устройства микрофлюидики, состоящие из микрообработанных каналов, выгравированных на подходящей поверхности. Для экспериментов по миграции канал обычно имеет два порта: один для добавления клеточной суспензии, а другой для добавления химического стимула. Влияние стимула на миграционное поведение клеток может быть изучено под микроскопом.
Чтобы изучить инвазию клеток в ВКМ, исследователи могут проводить 3D-анализы инвазии. В этом методе ученые культивируют клетки в трехмерных матрицах, изготовленных из таких компонентов, как коллаген. Затем, с помощью сложного программного обеспечения, они могут отслеживать вторжение в трех измерениях. Этот метод особенно полезен для изучения развития опухоли.
Наконец, покадровая флуоресцентная микроскопия может быть использована для отслеживания живых клеток in vivo. Гены, кодирующие флуоресцентные белки, могут быть введены в животную модель. Миграционный путь клеток, экспрессирующих флуоресцентные белки, можно проследить с помощью сложных методов визуализации, таких как двухфотонная микроскопия.
Теперь давайте рассмотрим некоторые современные применения этих анализов подвижности и миграции клеток.
Как уже говорилось, миграция клеток играет решающую роль в метастазировании опухоли. Здесь ученые культивировали опухолевые клетки, встроенные в матрицу, вместе со срезами мозга в трансвелл-камере. После инкубации образцы окрашивали и анализировали с помощью иммунофлюоресценции. Результаты продемонстрировали инвазию опухолевых клеток в срезы мозга.
После инфекции клетки высвобождают хемокины, которые представляют собой хемоаттрактантные белки, индуцирующие миграцию нейтрофилов. Нейтрофилы – это фагоцитарные клетки, которые составляют неотъемлемую часть врожденной иммунной системы. Здесь исследователи оценили это явление с помощью анализа трансвелловой миграции. Они поместили инфицированные бактериями эпителиальные клетки на нижнюю сторону мембраны, в то время как нейтрофилы культивировались на верхней стороне. Результаты показали значительную миграцию нейтрофилов в присутствии инфицированных клеток.
Наконец, анализы микрофлюидной камеры могут быть использованы для изучения бактериального хемотаксиса. Здесь ученые оценили аттрактантные и репеллентные свойства двух веществ — L-аспартата и сульфата никеля — с помощью специализированной микрофлюидной камеры, которая могла проверить несколько концентраций в одном эксперименте. Полученные данные показали, что с увеличением концентрации аттрактанта и репеллента миграция бактерий к исследуемым молекулам и от них также увеличивалась, соответственно.
Вы только что посмотрели введение JoVE в подвижность и миграцию клеток. В этой презентации мы рассмотрели основные вехи в изучении подвижности и миграции клеток. Далее мы обсудили некоторые актуальные вопросы и инструменты, используемые в лабораториях сегодня. Наконец, несколько примеров экспериментов показали применение этих методов. Как всегда, спасибо за просмотр!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What are actin and myosin and why are they important for cell movement?
Actin and myosin are two cellular proteins that form the principal building blocks of the motility apparatus. These proteins interact to form the actomyosin complex, which produces a contractile force. ATP, a high-energy molecule, binds to myosin and powers it to crawl along actin filaments, generating the force that pulls cells forward during migration.
Q2: How does the scratch assay model wound healing in cells?
The scratch assay creates a wound by running a pipette tip through a cell culture dish, mimicking the wound healing process. As epithelial cells grow back into the gap over time, tracking software monitors their movement trajectories to assess movement speed and displacement, providing quantitative data on cell migration rates.
Q3: What is chemotaxis and how do researchers study it?
Chemotaxis is movement toward chemical substances released by cells to induce migration of specific cell types. Researchers study this using the transwell migration assay, where chemoattractant solution attracts cells across a membrane. The number of migrated cells is counted using a microscope and hemocytometer to quantify chemoattraction.
Q4: How do microfluidic devices advance the study of cell migration?
Microfluidic devices contain microfabricated channels with two ports: one for cell suspension and another for chemical stimulus. This engineering advancement allows researchers to study how chemical signals affect cell migratory behavior under controlled conditions and direct microscopic observation, enabling more precise analysis than traditional methods.
Q5: What role does cell migration play in cancer metastasis?
Cell migration is critical to tumor metastasis, the process by which cancer cells spread throughout the body. Researchers use 3D invasion assays to culture tumor cells in three-dimensional matrices like collagen, tracking invasion patterns with sophisticated software. This helps scientists understand how tumors invade surrounding tissues and organs.
Q6: How do neutrophils respond to bacterial infection through cell migration?
Following infection, cells release chemokines, which are chemoattractant proteins that induce neutrophil migration. Neutrophils are phagocytic cells forming part of the innate immune system. Researchers demonstrate this using transwell assays by plating infected epithelial cells on one side of a membrane and neutrophils on the other, observing significant migration toward infection sites.
Q7: What does time-lapse fluorescence microscopy reveal about cell migration in living organisms?
Time-lapse fluorescence microscopy tracks live cells in vivo by introducing genes encoding fluorescent proteins into animal models. Researchers then trace the migratory paths of fluorescent cells using sophisticated imaging methods like two-photon microscopy, revealing real-time migration patterns and cellular behavior within living tissues.
Главы в этом видео
0:00
Overview
0:48
A Brief History of the Field
2:57
Key Questions
4:36
Prominent Methods
6:46
Applications
8:21
Summary