细胞迁移与修复能力的测量方法之细胞划痕法
生物探索 · 2018/11/14
细胞迁移是正常细胞的基本功能之一,是机体正常生长发育的生理过程,也是活细胞普遍存在的一种运动形式,因此细胞迁移实验服务广泛包含在一些医药研发外包服务公司提供的研发服务中。在胚胎发育、血管生成、伤口愈合、免疫反应、炎症反应、动脉粥样硬化、癌症

细胞迁移是正常细胞的基本功能之一,是机体正常生长发育的生理过程,也是活细胞普遍存在的一种运动形式,因此细胞迁移实验服务广泛包含在一些医药研发外包服务公司提供的研发服务中。在胚胎发育、血管生成、伤口愈合、免疫反应、炎症反应、动脉粥样硬化、癌症转移等过程中都涉及细胞迁移。细胞划痕法是为了测定肿瘤细胞的运动特性的方法之一,在体外培养的单层细胞上,划痕致伤,然后在加入药物等实验条件下观察其对肿瘤细胞迁移的影响。

借助医药研发外包提高药物候选效率,也是发展趋势。目前,国外上市NDA的治疗领域主要集中在抗肿瘤药、抗感染药、神经系统用药和消化系统用药,其中抗肿瘤药排名第一。而国外上市的孤儿药40%与肿瘤有关,癌症的形成与肿瘤细胞迁移能力密不可分。

1、根据观察可将癌症浸润分为四步:

(1)癌细胞表面的粘附分子会减少,与周围的细胞彼此分离,被“解除束缚”。

(2)癌细胞与基底膜的粘附却会增加,这是癌细胞通过增加自身基底面层粘连蛋白(laminin)受体实现的。

(3)然后癌细胞会释放蛋白酶,用以降解细胞外基质成分,如Ⅳ型胶原酶,使基底膜受损,产生缝隙。

(4)最后是癌细胞阿米巴运动样的迁移,钻过基底膜的缝隙,到达底下的间质组织。癌细胞此后会继续用蛋白酶为自己在间质组织开路,直到血管,然后它会以同样方式进入血管,经血到转移后,又以同样方式出管。

因此,癌症的形成与肿瘤细胞的迁移能力密不可分,这也成为了一个诊断和治疗癌症的一个靶点。美迪西是一家医药研发外包服务公司,提供细胞迁移实验服务,其生物部在分子生物学、细胞生物学、体外生物学和结构生物学领域有丰富广泛的经验。从最初的cDNA文库构建到药物设计,通过蛋白质纯化,结构测定和分析测定,提供一套完整的生物学服务。

2、细胞划痕(修复)法是简捷测定细胞迁移与修复能力的方法

类似体外伤口愈合模型,在体外培养的单层细胞上,用微量枪头或其它硬物在细胞生长的中央区域划线,去除中央部分的细胞。然后继续培养细胞至实验设定的时间,取出细胞培养板,观察周边细胞是否生长(修复)至中央划痕区,以此判断细胞的生长迁移能力。实验通常需设定正常对照组和实验组,实验组是加了某种处理因素或药物、外源性基因等的组别,通过不同分组之间的细胞对于划痕区的修复能力,可以判断各族细胞的迁移与修复能力。

基本的步骤包括“划痕”的制造,细胞迁移期间图像的获得以及后期数据的处理。
细胞迁移实验之细胞划痕法的实验步骤:
(1)培养板接种细胞之前先用marker笔在12孔板背面画横线标记(方便拍照时定位同一 个视野)。
(2)细胞消化后接入12孔板,数量以贴壁后铺满板底为宜(数量少时可培养一段时间至铺满板底)。
(3) 细胞铺满板底后,用1ml枪头垂直于孔板制造细胞划痕,尽量保证各个划痕宽度一致。(人工枪头制造划痕难以保证划痕宽度的一致性,影响实验结果,这也是该方法最大的缺陷。)
(4)吸去细胞培养液,用PBS冲洗孔板三次,洗去划痕产生的细胞碎片。
(5)加入无血清培养基,拍照记录。
(6)将培养板放入培养箱培养,每隔4-6小时取出拍照。
(7)根据收集图片数据分析实验结果。

3、细胞划痕实验的特点:
(1)在一定程度上模拟了体内细胞迁移的过程。
(2)非常适合研究细胞与胞外基质(ECM),细胞与细胞之间相互作用引起的细胞迁移。
(3)与包括活细胞成像在内的显微镜系统兼容,可用于分析细胞间的相互作用。
(4)研究细胞迁移的体外实验中最简单的方法。

细胞划痕实验成本低,经常别用来检测贴壁生长的肿瘤细胞的侵袭转移能力。细胞的运动迁移过程是细胞与细胞外基质相互作用的结果,迁移过程需要细胞的延伸、粘附、收缩过程在时间上和空间上的协调配合,同时细胞运动迁移过程也是肿瘤细胞形成和转移的基础。

4、细胞划痕(修复)法测量细胞迁移的不足之处。

适用的细胞范围小,一般只能适用于上皮细胞、纤维样细胞,适用的细胞系很窄,一般只能用于上皮,纤维样细胞系。因为:(1)这些细胞本身有迁移能力,且较强;(2)细胞有极性,方便测量,观察;(3)细胞对无血清有较强的忍受力(至少24小时),因此很多肿瘤细胞系是不适合做划痕的。

 


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