Vitro Hücre Göç ve Invasion Tahliller
Summary
Yaygın olarak kullanılan, in vitro olarak hücre göçü ve işgali incelenmesi için oldukça erişilebilir yöntemler tarif edilmiştir. Birinci yöntem, hücre motilitesini büyüklüğüne hücre yara kapatma deneyidir. İkinci yöntem kemotaktik ve hücrelerin invaziv kapasitesini değerlendirir transwell göç ve istila testtir.
Abstract
Migration is a key property of live cells and critical for normal development, immune response, and disease processes such as cancer metastasis and inflammation. Methods to examine cell migration are very useful and important for a wide range of biomedical research such as cancer biology, immunology, vascular biology, cell biology and developmental biology. Here we use tumor cell migration and invasion as an example and describe two related assays to illustrate the commonly used, easily accessible methods to measure these processes. The first method is the cell culture wound closure assay in which a scratch is generated on a confluent cell monolayer. The speed of wound closure and cell migration can be quantified by taking snapshot pictures with a regular inverted microscope at several time intervals. More detailed cell migratory behavior can be documented using the time-lapse microscopy system. The second method described in this paper is the transwell cell migration and invasion assay that measures the capacity of cell motility and invasiveness toward a chemo-attractant gradient. It is our goal to describe these methods in a highly accessible manner so that the procedures can be successfully performed in research laboratories even just with basic cell biology setup.
Introduction
Motilite canlı hücre bir temel özelliğidir. Hücre göçü ömrü, embriyonik gelişmesi, bağışıklık tepkisi ve kanser metastaz ve enflamasyon 1-9 gibi birçok patolojik süreçlerin kavramında yer almaktadır. Bu nedenle, hücre göç davranışlarını incelemek için yöntemler biyomedikal bilimler, biyoloji, biyomühendislik ve ilgili alanlarda disiplinler geniş bir yelpazede için çok yararlı bir araştırma araçlardır.
Kanser hastalarında başlıca ölüm nedenidir metastatik ilerlemesi ile ilgili olarak kanser araştırmalarında hücre göçünün çalışma özel önem taşımaktadır. Vücuda yayılmış ve yaymak için kanser için, kanser hücreleri göç olmalı ve intravasate kan dolaşımı içine, hücre dışı matriks (ECM) ile işgal, uzak bir siteye eklemek, ve nihayet uzak odaklar 1,10-12 oluşturmak için damar dışına. Çeşitli biyolojik yöntemler ayrıntılı olarak bu olayları incelemek için kullanılabilir. Hücre kültürü yara kapanması bird transwell göç ve istila deneyleri geniş bilimsel topluluğun 1,10 kullanılır. Bu testler belirli bir hücre tipi kendiliğinden göç ya da kemo-cezbedici cevap ve yönlendirilerek ona doğru nasıl göç iyi bir anlayış için izin verebilir gerekli verileri sağlayabilir. Çeşitli göç fenotipleri tarif edilmiştir. Hücreler, mezenşimal veya amoeboid benzeri hareket bölgesi veya 13 geçiş akış toplu ya da çok-etiketli hücre hareketi ile görüldüğü gibi, tek bir hücre şeklinde aktarılabilir. Hareketli hücrelerinde kullanılan hareket ait yöntem hali hazırda hücre kültürü yara kapatma tahlili kullanılarak gözlemlenebilir.
Hücre göçü çalışma için çok çeşitli yollar arasında, hücre yara kapatma deneyi basit biridir. Bu yöntem, tüm hücre kütlelerinin göç yeteneğini belirlemek için yararlıdır. Bir adım daha ileri alındığı zaman göç 14 sırasında bireysel hücrenin morfolojik özellikleri gözlemlemek için kullanılabilir. Yara kapanmasının analizi takiben birçok fenotipleri ortaya olabilir. Bir kontrol karşılaştırırken zamanla kapalı mesafeyi ölçen spesifik migrasyon değişiklik ya da önceden bilinmeyen bir engelli göçmen fenotip ortaya çıkarabilir. Ayrıca, tek bir hücre lamellipodium oluşumu, kuyruk geri çekme ve yönlü hareket ilgi 14 hücrelerinde bozulmuş veya gelişmiş olabilir ne için ipuçları verebilir.
Transwell göç ve istila deneyleri yönde bu kemokinler, büyüme faktörleri, yağlar, ya da nükleotid 4,5,8,15,16 olup çeşitli kemo-cezbedici yanıt tek hücrelerinin yeteneği analiz etmek için kullanılabilmektedir. Ayrıca nedeniyle reseptörünün 1,14 aşırı ifade diferansiyel göçmen yeterliliğini değerlendirmek olabilir. Bu deneyler, aynı zamanda, küçük bir GTPases 2'nin Rho aile olarak hücre göçü anahtar regülatörleri belirlemek ve karakterize etmek için kullanılabilir. Acces kolayca bu kısa ve ardındanmak testleri, hücre göçünün modu ve bir 3-D matrisine işgal etmek için bir hücrenin yeteneği de belirlenebilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hücre göçü kanser araştırmalarında incelemek için önemli bir yönüdür ve aynı zamanda, gelişim ve yara iyileşmesi immünolojik çalışmalar uygulanabilir. Hücre kültürü kapatma deneyi yara ve transwell hücre göçü ve işgali deneyleri hücre göç davranışları ayrıntılı bilgilerin açığa çıkarılması ve hücre göçü 1,2,10,14 moleküler mekanizmaları araştırmak için kullanılabilir. Çalışmamız B16F10 melanom hücre çizgisinin hareket hızı ve invazyon yeteneklerini…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Mike Myles, Sam Saunders, and C.W. Elton at the ECU Multimedia & Technology Services for providing assistance in video production. We acknowledge the grant support from North Carolina Biotechnology Center, Golfers against Cancer, Brody Brothers Endowment Fund, American Heart Association, and ECU/Vidant Cancer Research and Education Fund (L.V.Y. and M.J.R.).
Materials
| Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM) | Gibco | 11995-073 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Gemini | 100106 | |
| Bovine serum albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A4503-50G | |
| Trypsin EDTA 0.25% | Gibco | 25200-056 | |
| Dulbecco’s phosphate buffered saline (DPBS) | Gibco | 14190-250 | |
| Crystal violet | Sigma | C0775-100G | Dissolved in water at 0.2% |
| Cell disassociation buffer | Gibco | 13151-014 | |
| Cell culture incubator | Thermo Fisher Scientific | Model # 3145 | |
| SterilGARD biosafety hood | The Baker Company, Inc. | Model # VBM-600 | |
| EVOS Fl inverted microscope | Thermo Fisher Scientific | Model # AMF-4302-US | |
| Tissue culture plate | Becton Dickinson | 353046 | Catalog number varies depending on the type of culture plate |
| Corning Transwell insert | Fisher | 07-200-150 | Catalog number varies depending on the pore size of the membrane |
Riferimenti
- Castellone, R. D., Leffler, N. R., Dong, L., Yang, L. V. Inhibition of tumor cell migration and metastasis by the proton-sensing GPR4 receptor. Cancer Lett. 312 (2), 197-208 (2011).
- Hall, A. The cytoskeleton and cancer. Cancer Metastasis Rev. 28, (2009).
- Lauffenburger, D. A., Horwitz, A. F. Cell migration: a physically integrated molecular process. Cell. 84 (3), 359-369 (1996).
- Peter, C., et al. Migration to apoptotic "find-me" signals is mediated via the phagocyte receptor G2A. J. Biol. Chem. 283 (9), 5296-5305 (2008).
- Radu, C. G., Yang, L. V., Riedinger, M., Au, M., Witte, O. N. T cell chemotaxis to lysophosphatidylcholine through the G2A receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101 (1), 245-250 (2004).
- Buul, J. D., Hordijk, P. L. Signaling in leukocyte transendothelial migration. Arterioscler Thromb. Vasc. Biol. (5), 824-833 (2004).
- Yang, L. V., Heng, H. H., Wan, J., Southwood, C. M., Gow, A., Li, L. Alternative promoters and polyadenylation regulate tissue-specific expression of Hemogen isoforms during hematopoiesis and spermatogenesis. 228 (4), 606-616 (2003).
- Yang, L. V., Radu, C. G., Wang, L., Riedinger, M., Witte, O. N. Gi-independent macrophage chemotaxis to lysophosphatidylcholine via the immunoregulatory GPCR G2A. Blood. 105 (3), 1127-1134 (2005).
- Yoshida, M., Yoshida, K. Sperm chemotaxis and regulation of flagellar movement by Ca2+. Mol. Hum. Reprod. 17 (8), 457-465 (2011).
- Albini, A. Tumor and endothelial cell invasion of basement membranes. The matrigel chemoinvasion assay as a tool for dissecting molecular mechanisms. Pathol. Oncol. Res. 4 (3), 230-241 (1998).
- Fidler, I. J. Critical determinants of metastasis. Semin. Cancer Biol. 12 (2), 89-96 (2002).
- Steeg, P. S. Tumor metastasis: mechanistic insights and clinical challenges. Nat. Med. 12 (8), 895-904 (2006).
- Roussos, E. T., Condeelis, J. S., Patsialou, A. Chemotaxis in cancer. Nat. Rev. Cancer. 11 (8), 573-587 (2011).
- Zhang, Y., et al. Comparative study of 3D morphology and functions on genetically engineered mouse melanoma cells. Integr. Biol. (Camb. 4 (11), 1428-1436 (2012).
- Junger, W. G. Purinergic regulation of neutrophil chemotaxis. Cell. Mol. Life Sci. 65 (16), 2528-2540 (2008).
- Lazennec, G., Richmond, A. Chemokines and chemokine receptors: new insights into cancer-related inflammation. Trends Mol. Med. 16 (3), 133-144 (2010).
- Huang, H. L., et al. Trypsin-induced proteome alteration during cell subculture in mammalian cells. J. Biomed. Sci. 17, (2010).
- Cortesio, C. L., Boateng, L. R., Piazza, T. M., Bennin, D. A., Huttenlocher, A. Calpain-mediated proteolysis of paxillin negatively regulates focal adhesion dynamics and cell migration. J. Biol. Chem. 286 (12), 9998-10006 (2011).
- Wehrle-Haller, B., Imhof, B. A. Actin microtubules and focal adhesion dynamics during cell migration. Int. J. Biochem. Cell Biol. 35 (1), 39-50 (2003).
