Uma avaliação quantitativa da migração celular pelo ensaio Phagokinetic faixa Motilidade
Summary
O ensaio de pista phagokinetic motilidade é um método utilizado para avaliar o movimento das células. Especificamente, o ensaio mede quimiocinese (motilidade celular aleatória) ao longo do tempo de uma forma quantitativa. O ensaio tira vantagem da capacidade das células para criar uma faixa mensurável do seu movimento em coloidais de ouro revestidas com lamelas.
Abstract
Motilidade celular é um processo biológico importante para ambos os organismos unicelulares e multicelulares. É essencial para o movimento de organismos unicelulares para uma fonte de nutrientes ou de distância a partir de condições inadequadas, bem como em organismos multicelulares para o desenvolvimento do tecido, a vigilância imunitária e cicatrização de feridas, apenas para mencionar alguns papéis 1,2,3. Desregulação deste processo pode conduzir a graves doenças neurológicas, cardiovasculares e imunológicas, assim como a formação de tumores e exacerbada espalhar 4,5. Molecularmente, actina de polimerização e reciclagem do receptor têm sido mostrados para desempenhar um papel importante na criação de extensões celulares (lamellipodia), que orientam o movimento para a frente da célula 6,7,8. No entanto, muitas questões biológicas sobre a migração de células permanecem sem resposta.
O papel central para a motilidade celular na saúde humana e doenças sublinha a importância de compreender o mec específicahanisms envolvidos neste processo e torna os métodos precisos para avaliar a motilidade celular particularmente importante. Microscópios são geralmente usados para visualizar o movimento das células. No entanto, as células se movem muito lentamente, fazendo a medição quantitativa da migração de células de um processo que consome recursos exigindo câmeras caras e software para criar quantitativos tempo decorrido filmes de células móveis. Portanto, a capacidade para realizar uma medição quantitativa da migração de células que é de custo eficaz, não-trabalhoso, e que utiliza equipamento de laboratório comum é uma grande necessidade de muitos investigadores.
O ensaio de motilidade phagokinetic faixa utiliza a capacidade de uma célula que se deslocam para limpar as partículas de ouro a partir do seu caminho para a criação de uma faixa mensurável sobre uma lamela de vidro revestido a ouro coloidal 9,10. Com o uso de software disponível livremente, várias faixas podem ser avaliados para cada tratamento para realizar requisitos estatísticos. O ensaio pode ser utilizado para avaliarmotilidade de muitos tipos de células, tais como células cancerosas, 11,12, fibroblastos, neutrófilos 9 13, células do músculo esquelético, queratinócitos 14 15, 16 trofoblastos, células endoteliais e monócitos, 17 10,18-22. O protocolo envolve a criação de lâminas revestidas com nanopartículas de ouro (Au °) que são gerados por uma redução de ácido cloroáurico (Au 3 +) por citrato de sódio. Este método foi desenvolvido por Turkevich et al. Em 1951 23 e, em seguida, melhorado na década de 1970 por Frens et al. 24,25. Como um resultado deste passo de redução química, as partículas de ouro (10-20 nm de diâmetro) precipitar a partir da mistura de reacção e pode ser aplicado a lamelas de vidro, os quais são, então, pronto para utilização em análises de migração celular 9,26,27.
Em geral, o ensaio de motilidade phagokinetic pista é uma medida rápida, fácil e quantitativo da motilidade celular. Além disso, elepode ser utilizado como um ensaio de elevado débito simples, para ser utilizado com os tipos de células que não são passíveis de tempo caduco de imagem, assim como outras utilizações, dependendo das necessidades do investigador. Em conjunto, a capacidade de medir quantitativamente a motilidade celular de vários tipos de células, sem a necessidade de caros microscópios e software, bem como o uso de equipamento de laboratório comuns e produtos químicos, fazer o ensaio de motilidade phagokinetic faixa uma escolha sólida para cientistas com interesse na compreensão celular motilidade.
Protocol
Representative Results
Discussion
O ensaio de motilidade phagokinetic faixa apresentada neste artigo é um método simples e altamente eficaz para a análise quantitativa da migração celular. Porque vários tipos de células pode ser analisada 9-17, este método tem o potencial de uso amplo em várias disciplinas. A utilização de lamelas de ouro coloidal revestido de vidro permite a medição de uma área de faixa, compensado por uma célula em movimento. O ensaio pode medir o efeito de diferentes estímulos (por exemplo, factore…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado por subvenções dos Institutos Nacionais de Saúde (AI050677, HD-051998, e GM103433), um Malcolm Feist cardiovascular pesquisa comunhão, e um da American Heart Association comunhão predoctoral (10PRE4200007).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalog number | Comments |
| Glass Coverslips (15 mm) | Fisher Scientific | 12-545-83 | |
| Gelatin 300 Bloom | Sigma-Aldrich | G-1890 | |
| Tetrachloroauric Acid Trihydrate | Fisher Chemical | G54-1 | 14.5 mM (a final working solution) |
| Sodium Citrate | Fisher Scientific | BP327-500 | 0.5% (a final working solution) |
| Paraformaldehyde | Fisher Scientific | O4042 | 3% (a final working solution) |
| 100 mm Tissue Culture Dish | Sarstedt | 83.1802 | |
| 12-Well Plates | Fisher Scientific | 08-772-29 | |
| 24-Well Plates | Fisher Scientific | 07-200-84 | |
| Techne Oven Hybridiser HB-1D | LabPlanet | 2040500 | The standard laboratory oven will suffice |
| 10 ml Serological Pipettes | Sarstedt | 86.1254.001 | |
| Pipet-Aid Filler/Dispenser | Drummond | 13-681-15 | |
| P200 Single-Channel Manual Pipette | Rainin | PR-200 | |
| 200 ml Barrier Tips | CLP | BT200 | |
| ImageJ software | http://rsb.info.nih.gov/ij/ | License: Public Domain | |
| Nikon Eclipse TE300 with a photometrics CoolSNAPfx monochrome 12-bit CCD camera | Nikon | Discontinued; The most comparable specification has Nikon Eclipse Ti, but a lower end Nikon 80i will be suitable as well. Other brands also provide comparable microscopes. | |
| Note: The reagents and equipment listed below have been utilized by us in our various studies. Other supplies, suppliers, reagents, and equipment can be used, as long as they have similar specifications. |
Riferimenti
- Armstrong, P. B. The control of cell motility during embryogenesis. Cancer Metastasis Rev. 4, 59-79 (1985).
- Dustin, M. L. Stop and go traffic to tune T cell responses. Immunity. 21, 305-314 (2004).
- Mutsaers, S. E., Bishop, J. E., McGrouther, G., Laurent, G. J. Mechanisms of tissue repair: from wound healing to fibrosis. Int. J. Biochem. Cell Biol. 29, 5-17 (1997).
- Etienne-Manneville, S. Polarity proteins in migration and invasion. Oncogene. 27, 6970-6980 (2008).
- Parsons, J. T., Horwitz, A. R., Schwartz, M. A. Cell adhesion: integrating cytoskeletal dynamics and cellular tension. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 11, 633-643 (2010).
- Mitchison, T. J., Cramer, L. P. Actin-based cell motility and cell locomotion. Cell. 84, 371-379 (1996).
- Pollard, T. D., Borisy, G. G. Cellular motility driven by assembly and disassembly of actin filaments. Cell. 112, 453-465 (2003).
- Bretscher, M. S. Getting membrane flow and the cytoskeleton to cooperate in moving cells. Cell. 87, 601-606 (1996).
- Albrecht-Buehler, G. The phagokinetic tracks of 3T3 cells. Cell. 11, 395-404 (1977).
- Smith, M. S., Bentz, G. L., Alexander, J. S., Yurochko, A. D. Human cytomegalovirus induces monocyte differentiation and migration as a strategy for dissemination and persistence. J. Virol. 78, 4444-4453 (2004).
- Palmisano, R., Itoh, Y. Matrix Metalloproteinase Protocols. Methods in Molecular Biology. 622, 379-392 (2010).
- Ohta, H., et al. HOXD3-Overexpression Increases Integrin Alpha V Beta 3 Expression and Deprives E-Cadherin while It Enhances Cell Motility in A549 Cells. Clinical and Experimental Metastasis. 7-8, 381-390 (2006).
- Kawa, S., Kimura, S., Hakomori, S., Igarashi, Y. Inhibition of chemotactic motility and trans-endothelial migration of human neutrophils by sphingosine 1-phosphate. FEBS Lett. 420, 196-200 (1997).
- Kawamura, K., et al. N-WASP and WAVE2 acting downstream of phosphatidylinositol 3-kinase are required for myogenic cell migration induced by hepatocyte growth factor. J. Biol. Chem. 279, 54862-54871 (2004).
- Ando, Y., Jensen, P. J. Epidermal growth factor and insulin-like growth factor I enhance keratinocyte migration. J. Invest. Dermatol. 100, 633-639 (1993).
- Todt, J. C., et al. Effects of tumor necrosis factor-alpha on human trophoblast cell adhesion and motility. Am. J. Reprod. Immunol. 36, 65-71 (1996).
- McAuslan, B. R., Reilly, W. Endothelial cell phagokinesis in response to specific metal ions. Exp. Cell. Res. 130, 147-157 (1980).
- Smith, M. S., Bentz, G. L., Smith, P. M., Bivins, E. R., Yurochko, A. D. HCMV activates PI(3)K in monocytes and promotes monocyte motility and transendothelial migration in a PI(3)K-dependent manner. J. Leukoc. Biol. 76 (3), 65-76 (2004).
- Smith, M. S., et al. Roles of phosphatidylinositol 3-kinase and NF-kappaB in human cytomegalovirus-mediated monocyte diapedesis and adhesion: strategy for viral persistence. J. Virol. 81, 7683-7694 (2007).
- Bentz, G. L., Yurochko, A. D. Human CMV infection of endothelial cells induces an angiogenic response through viral binding to EGF receptor and beta1 and beta3 integrins. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 5531-5536 (2008).
- Chan, G., Nogalski, M. T., Yurochko, A. D. Activation of EGFR on monocytes is required for human cytomegalovirus entry and mediates cellular motility. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 22369-22374 (2009).
- Nogalski, M. T., Chan, G., Stevenson, E. V., Gray, S., Yurochko, A. D. HCMV-Regulated Paxillin in Monocytes Links Cellular Pathogenic Motility to the Process of Viral Entry. J. Virol. 85, 1360-1369 (2011).
- Turkevich, J. A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold. Discuss. Faraday. Soc. 11, 55-75 (1951).
- Frens, G. Particle size and sol stability in mental colloids. Colloid & Polymer Science. 250, 736-741 (1972).
- Frens, G. Controlled nucleation for the regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions. Phys. Sci. 241, 20-22 (1973).
- Zetter, B. R. Assay of capillary endothelial cell migration. Methods Enzymol. 147, 135-144 (1987).
- Scott, W. N., McCool, K., Nelson, J. Improved method for the production of gold colloid monolayers for use in the phagokinetic track assay for cell motility. Anal. Biochem. 287, 343-344 (2000).
- Wang, S. Y., Mak, K. L., Chen, L. Y., Chou, M. P., Ho, C. K. Heterogeneity of human blood monocyte: two subpopulations with different sizes, phenotypes and functions. Immunology. 77, 298-303 (1992).
- Windler-Hart, S. L., Chen, K. Y., Chenn, A. A cell behavior screen: identification, sorting, and enrichment of cells based on motility. BMC Cell Biol. 6, 14 (2005).
- Pan, Y., et al. Size-dependent cytotoxicity of gold nanoparticles. Small. 3, 1941-1949 (2007).
- Rodriguez, L. G., Wu, X., Guan, J. L. Wound-healing assay. Methods Mol. Biol. 294, 23-29 (2005).
- Boyden, S. The chemotactic effect of mixtures of antibody and antigen on polymorphonuclear leucocytes. J. Exp. Med. 115, 453-466 (1962).
- Brooks, D. M., Brooks, S. A. In Vitro Invasion Assay Using Matrigel(R). Methods Mol. Med. 58, 61-70 (2001).
- Kuo, J. C., Wang, W. J., Yao, C. C., Wu, P. R., Chen, R. H. The tumor suppressor DAPK inhibits cell motility by blocking the integrin-mediated polarity pathway. J. Cell Biol. 172, 619-631 (2006).
- Benazeraf, B., et al. A random cell motility gradient downstream of FGF controls elongation of an amniote embryo. Nature. 466, 248-252 (2010).
