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趨化性實驗|最新研究揭秘5種趨化性分析方法

date:2024-03-15 13:00:13

   本篇我們將探討在不同研究領(lǐng)域使用ibidi μ-Slide Chemotaxis進行的5項最新研究。

  

  在本篇文章中,我們將探索跨越不同領(lǐng)域的5種不同的檢測趨化性的實驗方法:

  * 納米技術(shù)

  * 癌癥研究

  * 轉(zhuǎn)化研究

  * 神經(jīng)生物學

  * 基于RNAi的方法

  

  通過使用我們ibidi的μ-Slide Chemotaxis載玻片進行實時可視化,這些研究將為您提供對細胞反應的動態(tài)洞察,并為您定制自己的趨化性分析提供一個強大的框架。從而激發(fā)新的視角,推動醫(yī)學領(lǐng)域的創(chuàng)新戰(zhàn)略。

  

  概述

  

  趨化性是細胞對化學信號的反應,是生物學中的一個基本現(xiàn)象,具有深遠的意義。不同領(lǐng)域的研究人員利用這一過程來探索細胞行為、免疫反應和發(fā)育機制。在癌癥研究中,趨化性揭示了細胞如何導航其環(huán)境,從而促進腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移。在免疫學中,趨化性將免疫細胞引導到感染部位。除了基礎(chǔ)研究之外,了解這一現(xiàn)象在醫(yī)學和生物技術(shù)中也有應用。

  

  在本文中,我們將探討研究論文,重點介紹研究趨化性的不同方法。這些研究的重點是實時可視化,提供對細胞反應的動態(tài)見解。實時測量捕獲關(guān)鍵事件和動力學,與終點方法相比,從而提供對趨化運動的全面了解。這使研究人員能夠揭示影響我們理解這一基本生物現(xiàn)象的復雜細節(jié)。

  

  ibidi細胞趨化實驗 查看操作視頻

  

  1. 納米粒子作為“分子敲除”破壞趨化性[參考文獻1]

  

  在這項跨學科研究中,Zhang等人探索了納米顆粒(NPs)通過“分子敲除”破壞趨化性的潛力。該研究旨在驗證NPs可以有效吸附趨化劑分子,從而降低其生物利用度,從而抑制趨化性的假設(shè)。該實驗利用了一個成熟的涉及人類單核細胞系THP-1及其化學引誘劑單核細胞化學引誘蛋白-1(MCP-1)的模型系統(tǒng)。

  

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  利用與MCP-1具有不同預測相互作用的金納米顆粒(AuNPs)庫,該研究在趨化性分析中模擬了細胞外基質(zhì)的體內(nèi)3D環(huán)境。研究結(jié)果強調(diào)了化學引誘劑吸附對納米顆粒的深遠影響,改變了它們在細胞附近的濃度并驅(qū)動了細胞行為的變化,而所有這些都不需要納米顆粒物理進入細胞。這種創(chuàng)新的方法提供了對NPs如何作為分子調(diào)節(jié)劑的理解,為研究和操縱趨化反應的新策略開辟了途徑。

  

  2. NET-DNA作為癌癥轉(zhuǎn)移的動態(tài)趨化因子[參考文獻2]

  

  Yang等人的這項研究探討了中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)(neutropl Extracellular Traps, NETs)及其在癌癥轉(zhuǎn)移中的作用。net是由DNA、蛋白質(zhì)和組蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由中性粒細胞釋放,用于捕獲和中和病原體。該研究揭示了乳腺癌和結(jié)腸癌患者肝轉(zhuǎn)移灶中NETs的豐富程度,挑戰(zhàn)了NETs僅作為微生物陷阱的傳統(tǒng)觀念。相反,NET-DNA作為NETs的一個組成部分,作為一種動態(tài)趨化因子出現(xiàn),積極吸引癌細胞促進遠處轉(zhuǎn)移的形成。

  

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  通過使用Transwell和μ-Slide Chemotaxis測定進行細致評估,該研究證實了NET-DNA促進 MDA-MB-231三陰性乳腺癌細胞遷移和粘附的顯著能力。細胞遷移的劑量依賴性增強進一步強調(diào)了這種效應,這種現(xiàn)象在用DNase I處理后被消除。μ-Slide Chemotaxis測定證實了這些發(fā)現(xiàn),揭示了MDA-MB-231細胞向更高的NET-DNA梯度的有效遷移。這些發(fā)現(xiàn)為理解免疫反應、NET和癌癥進展之間復雜的相互作用開辟了新的途徑,為轉(zhuǎn)移性疾病的治療干預提供了潛在的靶點。

  

  3. Prokineticin-2在CNS損傷星形膠質(zhì)細胞趨化中的作用[參考文獻3]

  

  在這項神經(jīng)生物學研究中,Neal等人揭示了Prokineticin-2 (PK2)(一種趨化因子樣信號蛋白)的新維度。他們的發(fā)現(xiàn)揭示了其在促進星形膠質(zhì)細胞趨化性方面的關(guān)鍵作用——這是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)損傷的一個重要機制。當中樞神經(jīng)系統(tǒng)受傷或患病時,星形膠質(zhì)細胞會被激活并遷移到受損部位,從而促進再生反應?;赑K2已知參與巨噬細胞和單核細胞等系統(tǒng)細胞類型的激活和遷移,該研究探討了PK2是作為星形膠質(zhì)細胞的趨化因子。

  

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  使用ibidi µ-Slide Chemotaxis和U373人星形細胞瘤細胞系,研究人員證實PK2確實可作為趨化因子,顯著增強星形膠質(zhì)細胞的遷移。在重組PK2 (rPK2)存在的情況下,觀察到正向遷移指數(shù)(yFMI) 明顯增加,這強調(diào)了對含有PK2的儲層的明確定向響應。這種遷移的方向性增強伴隨著遷移速度和方向性得分的顯著增加,強調(diào)了PK2作為星形細胞趨化性刺激因子的影響作用。

  

  了解更多有關(guān)µ-Slide Chemotaxis的實驗工作流程可點擊查看Experimental Workflow of a Chemotaxis Assay

  

  4. 血小板裂解物負載PEG水凝膠誘導干細胞趨化性[參考文獻4]

  

  在這項轉(zhuǎn)化研究中,Chahal等人研究了載人血小板裂解物(PL)的聚乙二醇(PEG)水凝膠在體外誘導干細胞趨化的潛力。血小板裂解物含有多種已知介導細胞活性的蛋白質(zhì)和生長因子,其中一些被鑒定為能夠誘導細胞遷移的化學引誘劑。該研究探索了使用摻入90 vol% PL的PEG水凝膠來檢測其對人類間充質(zhì)干細胞(hMSCs)的遷移影響。

  

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  使用μ-Slide Chemotaxis進行細胞遷移研究。跟蹤細胞軌跡和遷移參數(shù)顯示,hMSC表現(xiàn)出向負載 PL 的水凝膠的定向遷移,與對照組相比,顯示出更高的速度和直接性。這項研究強調(diào)了負載PL的PEG水凝膠的生物活性潛力,展示了其吸引干細胞的能力——這是內(nèi)源性組織工程應用的一個令人興奮的前景。

  

  5. RAB35在定向運動和趨化性中的作用[參考文獻5]

  

  在這項關(guān)鍵研究中,Corallino等人揭示了RAB35在控制最佳方向運動和趨化性方面不可或缺的作用。利用基于RNAi的方法,該研究將RAB35確立為協(xié)調(diào)這些基本細胞過程的關(guān)鍵要求。

  

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Sticky-Slide Chemotaxis(貨號:80328)

  

  為證實這一觀點,該研究深入研究了對照和RAB35沉默的小鼠胚胎成纖維細胞(MEF)在血小板衍生生長因子(PDGF)梯度中通過精心設(shè)計的柱陣列的遷移行為。該微柱陣列由光固化雜化聚合物組成,并以4μm的間距隔開,粘附在sticky-Slide Chemotaxis 細胞趨化可粘載玻片的自粘底面的中心區(qū)域。從細胞儲液池入口區(qū)域策略性地接種細胞,并在細胞出口區(qū)域以20ng/ml的濃度引入趨化劑(PDGF)。用倒置顯微鏡觀察記錄細胞的動態(tài)運動。

  

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  對照細胞組表現(xiàn)出功能性RAB35通路,顯示出對PDGF梯度的定向趨化性。這些細胞延伸出持久的遷移突起,主要與梯度方向一致排列。形成鮮明對比的是,RAB35的缺失顯著損害了趨化性,同時減少了沿梯度方向突出的細胞數(shù)量。通過延時監(jiān)測細胞運動,并通過趨化和遷移工具分析手動跟蹤的細胞。這種綜合實驗方法強化了RAB35在響應趨化信號而控制細胞定向運動方面的關(guān)鍵作用,為了解這些基本細胞過程背后的分子復雜性提供了寶貴的見解。

  

  結(jié)論

  

  這些研究對細胞響應化學信號的行為進行了引人入勝的探索,跨越不同的領(lǐng)域,比如; 納米技術(shù)、癌癥研究、轉(zhuǎn)化研究、神經(jīng)生物學和基于RNAi的方法。總的來說,這些研究不僅促進了趨化性研究的發(fā)展,而且激發(fā)了新的視角和方法,推動了醫(yī)學領(lǐng)域的創(chuàng)新戰(zhàn)略。

  

  有關(guān)如何進行趨化性測定和分析結(jié)果的更多詳細,可點擊#細胞趨化進行查看相關(guān)文章或聯(lián)系我們詳詢!

  

  參考文獻:

 

  1.Zhang, X., P. Falagan-Lotsch, and C.J. Murphy, Nanoparticles Interfere with Chemotaxis: An Example of Nanoparticles as Molecular "Knockouts" at the Cellular Level. ACS Nano, 2021. 15(5): p. 8813-8825.

  

  2.Yang, L., et al., DNA of neutrophil extracellular traps promotes cancer metastasis via CCDC25. Nature, 2020. 583(7814): p. 133-138.

  

  3.Neal, M., et al., Prokineticin-2 promotes chemotaxis and alternative A2 reactivity of astrocytes. Glia, 2018. 66(10): p. 2137-2157.

  

  4.Chahal, A.S., et al., Human Platelet Lysate-Loaded Poly(ethylene glycol) Hydrogels Induce Stem Cell Chemotaxis In Vitro. Biomacromolecules, 2021. 22(8): p. 3486-3496.

  

  5.Corallino, S., et al., A RAB35-p85/PI3K axis controls oscillatory apical protrusions required for efficient chemotactic migration. Nat Commun, 2018. 9(1): p. 1475.

  

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