一文弄懂细胞迁移和侵袭实验

学术   2024-11-02 21:18   陕西  



一、细胞迁移

细胞迁移实验是研究细胞在体外条件下移动能力的一种实验方法,广泛应用于细胞生物学、肿瘤学和免疫学等领域。细胞迁移实验基于细胞对环境变化的反应能力,这些变化可以是物理的(如空间间隙)或化学的(如梯度差)。实验目的是模拟并观察细胞如何在这些条件变化下移动,从而了解细胞迁移的机制和影响因素。


1、细胞划痕实验

(文献:Cell Migration and Invasion Assays as Tools for Drug Discovery)


以下是细胞迁移实验的基本步骤:

1)在适当的培养皿中培养细胞至约80-90%汇合。

2)用无菌移液枪头或划痕工具在细胞单层上划出一道划痕,模拟伤口。轻轻清洗培养皿以去除浮动细胞。

3)添加新的培养基,可以根据实验需要添加不同的处理物质(如药物、细胞因子等)。

4)使用显微镜观察并拍摄划痕后的即时图像(0小时)。将培养皿放回培养箱。

5)定期(如6小时、12小时、24小时等)取出培养皿,观察并拍摄细胞迁移的图像。

6)使用图像分析软件(如ImageJ)测量不同时间点划痕的宽度或迁移的细胞数。计算细胞迁移率并进行统计分析。

7)汇总实验数据,绘制细胞迁移曲线图。


结果图展示

(文献:Stathmin通过促进伪足形成介导TNF-α诱导的皮肤成纤维细胞迁移)


2、Transwell迁移实验

 

以下是基本步骤

1)在24孔板中放置Transwell插入物。向每个Transwell上室添加适量无血清培养基(通常为100-200 µL),向下室添加含有化学诱导剂的培养基(通常为600-800 µL)。

2)用无菌PBS清洗培养的细胞。使用胰酶消化细胞,并加入含有无血清培养基的管中中止消化。计数细胞,并调整细胞悬液至适当浓度(例如1×105 cells/mL)。

3)向Transwell上室中添加适量的细胞悬液(通常为100-200 µL)。小心处理以避免气泡形成。

4)将Transwell板放入37°C、5% CO2培养箱中孵育24-48小时,以允许细胞迁移。

5)孵育结束后,取出Transwell插入物。

6)用无菌PBS轻轻清洗上室,去除未迁移的细胞。

7)用固定液(如甲醇或4%多聚甲醛)固定下室迁移的细胞,固定时间通常为10-15分钟。

8)用PBS清洗并染色(如0.1%结晶紫染色或DAPI染色)。

9)用棉签擦去上室膜上的未迁移细胞。使用显微镜观察下室膜上的迁移细胞,并拍摄图像。计数多个视野中的迁移细胞数,计算平均值。

10)汇总迁移细胞数量,进行统计分析,绘制细胞迁移图。


结果图展示

 

二、细胞侵袭

(文献:Mutational drivers of cancer cell migration and invasion)


细胞侵袭实验模拟体内细胞穿越基质屏障的过程,通过在Transwell插入物的膜上涂覆一层基质胶(如Matrigel)来模拟ECM。细胞在引诱剂(如趋化因子或生长因子)存在下,穿过基质胶和带孔的膜迁移到下室。这一过程涉及细胞对基质胶的降解和穿透能力,是研究癌细胞侵袭性的重要方法。


1、Transwell细胞侵袭实验 


以下是实验步骤

1)选择合适孔径(通常为8 µm)的Transwell插入物。在插入物的膜上均匀涂覆一层基质胶(如Matrigel),模拟ECM。

2)将插入物放置在24孔板中,让基质胶在37°C下固化(通常需要30分钟至1小时)。

3)用无菌PBS清洗培养的细胞。使用胰酶消化细胞,并加入含有无血清培养基的管中中止消化。计数细胞,并调整细胞悬液至适当浓度(例如1×105 cells/mL)。

4)向Transwell上室中添加适量的细胞悬液(通常为100-200 µL)。向下室添加含有化学引诱剂的培养基(通常为600-800 µL)。

5)将Transwell板放入37°C、5% CO2培养箱中孵育24-72小时,以允许细胞侵袭。

6)孵育结束后,取出Transwell插入物。用无菌PBS轻轻清洗上室,去除未侵袭的细胞。用固定液(如甲醇或4%多聚甲醛)固定下室侵袭的细胞,固定时间通常为10-15分钟。用PBS清洗并染色(如0.1%结晶紫染色或DAPI染色)。

7)用棉签擦去上室膜上的未侵袭细胞。

8)使用显微镜观察下室膜上的侵袭细胞,并拍摄图像。计数多个视野中的侵袭细胞数,计算平均值。

9)汇总侵袭细胞数量,进行统计分析,绘制细胞侵袭图。


结果图展示


【注意事项】

1)使用基质胶时,需要在铺胶前将枪头和耗材置于4度冰箱中,以避免配胶时直接凝固。同时,铺胶的厚度需要摸索,注意铺胶过程不要产生气泡,保持均匀,以避免影响实验结果。

2)在制备细胞悬液前,可以让细胞进行12-24小时的血清饥饿,以去除血清的影响。消化细胞后,用PBS洗涤1-2遍,然后用无血清培养基重悬细胞。

3)细胞悬液的量需要摸索,例如200μl加入Transwell小室,下层培养液一般加入600μl含15%FBS的培养基。注意避免在小室和下层培养液之间产生气泡,因为气泡会减弱趋化作用。

4)在重复使用小室时,应注意避免损伤小室膜,并在使用前检查是否有裂缝。

5)在小室内,细胞可能呈现非贴壁形态,而是圆形聚集成团,这属于正常现象。

6)细胞接种时应尽量均匀,建议沿着壁缓慢加入。





本文作者是“欣欣子"同学,在获得授权后,实验老司机将本文发表于公众号。

文稿:欣欣子

校对:煲仔饭

参考资料:

  • https://medicine.biorun.com/single/20

  • https://www.hainmc.edu.cn/ecmd/info/1471/10334.htm

  • https://www.icellbioscience.com/news/ScienceContent/1430

  • https://www.cqwestern.net/exper-i257.html

  • https://www.cqwestern.net/exper-i257.html

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