细胞趋化
趋化作用(Chemotaxis)是指细胞沿着化学物质浓度梯度移动的现象,该过程在生物学和医学领域中具有重要意义,尤其在免疫反应、胚胎发育、损伤修复和癌症转移等生理和病理过程中发挥着关键作用 。
1. 化学信号:趋化作用依赖于化学物质的浓度梯度,这些化学物质被称为趋化因子(Chemotactic Factors)。趋化因子可以是细菌、病毒、受损组织或炎症细胞释放的物质,它们通过不同的机制诱导细胞在体内的迁移和定向增殖,从而影响生理和病理过程。
2. 细胞受体:目标细胞表面有特定的受体,能够识别和结合趋化因子。受体结合后会引发细胞内部信号传导,促使细胞移动。
趋化作用的生物学功能:
1. 免疫系统:趋化作用引导白细胞(如中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞)到达感染或炎症部位,以消灭病原体和清除受损细胞。
2. 发育和修复:在胚胎发育过程中,趋化作用帮助细胞迁移到正确的位置。伤口愈合时,趋化作用引导修复细胞到达损伤部位。
3. 癌症:某些癌细胞利用趋化作用逃离原发肿瘤并侵入其他组织,导致转移。
趋化作用的研究方法:
趋化性实验是评估细胞趋化能力的实验工具。研究人员通过定性或定量的方法确定细胞对分析物趋化亲和力,以确定细胞的趋化能力。常用的研究方法如下:
1. Boyden chamber(Boyden小室法)
也称为Transwell迁移实验,是准确测定趋化行为的常用工具。细胞加入上腔,而含有测试物质的液体被注入下腔。为了模拟体内条件,可在过滤器上覆盖细胞外基质分子(胶原蛋白、弹性蛋白等)。Multiwell室具有多个孔室(例如 NeuroProbe),可以在相同条件下测定多个平行样本个样本,从而提高了测量效率。
3. Capillary techniques(微管技术)
一些微管技术也提供类似腔室的布置,但是,细胞和测试物质之间没有过滤器。使用 4-8-12 通道移液器,通过多孔类型的探针获得定量结果。移液器的准确性和并行运行样本数量的增加是该测试的一大优势。
细胞计数:从下室(长孵育时间)或过滤器(短孵育时间)计数阳性反应细胞。检测细胞时,使用一般染色技术(例如台盼蓝)或特殊探针(例如使用 MTT 检测法检测 mt-脱氢酶)。标记细胞(例如荧光染料)也可使用,在某些检测中,细胞在迁移过滤器时会被标记。
有什么工具可以助力细胞趋化研究呢?
在上述实验与技术中,对细胞计数和细胞状态的观察有更高的要求,那么有什么工具可以更好助力趋化实验的研究呢?
奎克泰生物的ADAM™系列荧光细胞计数仪和JuLI™系列实时活细胞成像分析系统可以更快、更准确地完成细胞计数与细胞趋化过程的观察。细胞计数在趋化作用的研究中有着关键意义,传统的人工细胞计数和自动细胞计数仪都存在一定的缺陷,例如操作繁琐、计数不准,耗时耗力,使用的台盼蓝染色方法也存在误差,计数不够精准。ADAM™系列荧光细胞计数仪通过荧光染色完成细胞计数,并可自动分析细胞成团率百分比,以保证准确可靠的实验结果。
图3. ADAM™系列荧光细胞计数仪
此外,JuLI™ Stage活细胞成像分析系统具有全自动X-Y-Z轴、三色荧光、自动/手动对焦、Z-Stack、图像拼接等功能,实现细胞趋化过程中的实时监测和无损成像,通过明场/荧光细胞图像,基于图像分析软件,鉴定细胞形态变化。
来自韩国加川医科大学解剖学系的研究团队在《Experimental & Molecular Medicine》期刊发表题为“Proangiogenic functions of an RGD-SLAY-containing osteopontin icosamer peptide in HUVECs and in the postischemic brain”的文章,研究人员在HUVECs细胞上制造划痕,用不同药物处理细胞,使用JuLI™ Stage进行拍摄,最终呈现第0 h和第12 h的拍摄结果。