概述
細胞遷移是一個多步驟過程，是許多生物學(xué)和病理學(xué)過程的基礎(chǔ)，例如胚胎發(fā)育、組織重組、血管新生、免疫細胞遷移、慢性炎癥、創(chuàng)傷愈合和腫瘤轉(zhuǎn)移。
細胞遷移由某種刺激啟動，該刺激將激活一系列信號通路，導(dǎo)致細胞極化和肌動蛋白絲和微管的快速重組。細胞通過其前導(dǎo)邊界細胞膜的突出不斷前進，然后通過整合素粘附于基底進行動態(tài)基底粘附，后隨邊緣的細胞膜收縮，完成循環(huán)，之后快速循環(huán)往復(fù)。這一過程的累積推動了細胞遷移。
細胞侵襲是癌癥的標(biāo)志特征之一。它與細胞遷移相關(guān)，在腫瘤轉(zhuǎn)移中具有重要作用。腫瘤轉(zhuǎn)移是癌癥患者死亡的主要原因。腫瘤細胞形成轉(zhuǎn)移瘤的能力主要由細胞改變和重新組織形態(tài)，以及降解細胞外基質(zhì) (ECM) 的能力決定。了解腫瘤細胞侵襲的機制，可以限制腫瘤進展，從而降低許多癌癥患者的死亡率。
細胞遷移和侵襲實驗
Incucyte? 劃痕細胞遷移及侵襲試驗簡介
綜合性解決方案，支持在劃痕實驗中實時進行細胞形態(tài)的可視化和評估（無標(biāo)記和熒光標(biāo)記），一次可分析多達 6 個 96 孔板 - 所有操作均在培養(yǎng)箱中完成。
借助 Incucyte? 劃痕分析，您可以：
- 評估處理對整個遷移時程的影響。
- 評估轉(zhuǎn)移潛力，確定處理對侵襲表型的影響。
- 在同一孔板中研究細胞遷移和侵襲的生物學(xué)差異。
在 Incucyte? 劃痕細胞遷移及侵襲實驗中觀察驗證處理和條件。您可以觀察到 HT-1080 形態(tài)差異和遷移細胞與侵襲性細胞之間劃痕愈合速率的差異，也可以觀察到遷移速率高于侵襲速率。所有 3 種細胞類型均在涂覆有膠原蛋白的孔中遷移。高侵襲性 HT-1080 和 MDA-MB-231 細胞侵襲 3D 膠原蛋白凝膠（1、2 和 3 mg/mL）。相比之下，非侵襲性 MCF-7 細胞在實驗條件下不侵襲 3D 膠原蛋白凝膠。
比較現(xiàn)有方法和 Incucyte? 劃痕細胞遷移和侵襲分析方法
現(xiàn)有的劃痕實驗 | Incucyte? 劃痕遷移及侵襲實驗 | |
在沒有趨化性梯度的條件下遷移 | ? | ? |
細胞用量少（< 5000 個/孔） | ||
適用于非貼壁細胞 | ||
跨表面遷移 | ? | ? |
侵襲 - 通過 3D 凝膠基質(zhì) | ? | ? |
集成式定量分析 | ? | |
集成式細胞觀察 | ? | |
精確性、可重現(xiàn)性 | ? | |
96 孔或更高通量 | ? | |
動態(tài)讀數(shù) | ? | ? |
無標(biāo)記 | ? | ? |
工作流程：輕松設(shè)置，自動化處理 | ? |
關(guān)鍵優(yōu)勢
- 細胞遷移和侵襲可視，利用劃痕方法實時評估形態(tài)變化
- 使用 Incucyte? 劃痕器，分析靈活、可定量，且易于重現(xiàn)
- 在同一孔板中監(jiān)測和定量細胞穿過底物（遷移）或通過 3D 凝膠基質(zhì)（侵襲）的運動，每次可分析多達 6 個 96 孔板
- 已通過多種貼壁原代細胞、永生化細胞和腫瘤細胞的驗證
細胞遷移和侵襲可視，實時評估形態(tài)變化
- 實時成像和定量通過 3D 生物基質(zhì)凝膠（例如 Matrigel?）的細胞侵襲活動
- 研究人員可以使用相位圖評估每個時間點的細胞形態(tài)
- 左圖中清晰顯示了初始劃痕和每個時間點漸增的劃痕愈合情況
圖 1. 采用劃痕方法定量分析細胞的遷移和侵襲。綠色區(qū)域代表隨著 HT-1080 細胞向劃痕區(qū)域的遷移，劃痕的 mask 隨時間的變化（t=0 h、t=2 h）。在形成劃痕之后立即建立的初始劃痕 mask 用藍色表示。在 t=6 h 觀察到劃痕完全愈合。
無標(biāo)記細胞的可重復(fù)定量測定……
圖 2a. 在 Corning? 96 孔板中比較 HT-1080 細胞的單層劃痕。注意使用 10 μL 移液器吸頭的人工劃痕在孔間寬度一致性和孔內(nèi)劃痕位置上的差異（上圖）。劃痕器可在全部 96 個孔中一鍵實現(xiàn)均一的劃痕（下圖），可節(jié)省大量的時間。
在一次分析中直接比較 2D 遷移和 3D 侵襲
- 比較細胞遷移及侵襲的透視圖，并通過可視化圖像和延時視頻分析細胞形態(tài)的變化
- 可使用成對分析確定藥劑的特異性和潛在藥物靶點的可用性
視頻：在混合培養(yǎng)中研究細胞遷移和侵襲行為。除相位差分析之外，現(xiàn)在還可以將雙色熒光劃痕成像，以幫助用戶研究細胞遷移和侵襲中的細胞間相互作用。注意劃痕區(qū)域出現(xiàn) HT-1080 細胞侵襲，而沒有 MCF-7 細胞侵襲。
圖 2b. Blebbistatin 和 GM6001 對 HT-1080 細胞在 I 型膠原蛋白 (Collagen I) 和 Matrigel? 基質(zhì)中侵襲表型影響的藥理學(xué)比較。數(shù)據(jù)表明，blebbistatin 可抑制細胞向 I 型膠原蛋白和 Matrigel? 基質(zhì)的侵襲（左圖），GM6001 可抑制細胞向 I 型膠原蛋白基質(zhì)的侵襲，但不抑制細胞向 Matrigel? 基質(zhì)的侵襲（右圖）。
圖 2d. 劃痕細胞侵襲快速指南。
適用于多種細胞類型
Incucyte? 劃痕分析已經(jīng)過 20 種不同的原代和永生化細胞類型驗證，其中包括 HUVEC 和腫瘤細胞系。
常見問題解答
劃痕檢測常見問題解答
劃痕遷移及侵襲實驗最好是能夠形成松散的單層貼壁細胞。細胞培養(yǎng)底物強附著性細胞，或細胞之間形成強力粘附的細胞可能會造成劃痕不充分（劃痕長和寬方向上的細胞和細胞殘余物無法完全去除）、劃痕不均一（長度、寬度和劃痕路徑不一致），或者細胞單層在劃痕過程中從基底脫離。我們建議在選擇用于劃痕遷移或侵襲實驗的細胞類型或細胞系之前，通過預(yù)實驗確認(rèn)所選細胞對所選基底的粘附性質(zhì)。
關(guān)于如何在 24 和 96 孔板中形成可重現(xiàn)劃痕的詳細信息，請參閱 WoundMaker?。
劃痕愈合或修復(fù)是常用的細胞遷移分析實驗，可測定單層細胞中細胞遷移封閉缺口（劃痕）的速度和效率。劃痕修復(fù)所需的時長與細胞及其在底物上的遷移能力和劃痕的寬度直接相關(guān)。根據(jù)不同因素，劃痕檢測可能需要 4 至 24 小時或更長時間。由于檢測需要頻繁的監(jiān)測以評估進程，因此需小時采集各個孔的修復(fù)過程圖像 - 自動化活細胞分析系統(tǒng)支持設(shè)置劃痕分析，確定成像間隔，可實現(xiàn)自動定時成像。
劃痕遷移實驗是基于劃痕在單層細胞上的形成和劃痕“愈合”時間的評估。劃痕兩側(cè)的細胞遷移到空白空間后，即表明劃痕愈合。該實驗是一種直接測定細胞沿著固體 2D 基底表面遷移的方法。細胞侵襲實驗基于劃痕方法，但還要在劃痕上方涂覆額外的凝膠基質(zhì)，劃痕的愈合是由細胞侵襲進入并穿過半固體基質(zhì)實現(xiàn)的。細胞侵襲實驗常用的基質(zhì)包括 I 型膠原蛋白 I 和 Matrigel?。添加 3D 凝膠基質(zhì)需要細胞具有滲透和導(dǎo)向的能力（而不是簡單的遷移），此種能力并非所有細胞類型都具有，而在癌細胞系中卻很常見。體外侵襲實驗，例如 Matrigel? 侵襲實驗，可在孔板中近似地模擬腫瘤細胞侵襲的生物學(xué)特征。
通常使用針或細胞刮刀制造劃痕，但這些工具可能會造成不一致或不充分的劃痕。劃痕差異會導(dǎo)致難以進行有意義的分析，因為單個孔板中的劃痕長度和深度可能有很大差異。
WoundMaker? 劃痕器專門設(shè)計用于產(chǎn)生一致的結(jié)果，且不會破壞孔底的塑料表面或 ECM 涂層，或使其變形。WoundMaker 劃痕器配有軟性 PTFE 尖頭，可產(chǎn)生具有一致寬度的劃痕，且不會破壞細胞的路徑。有劃痕或凹凸不平的塑料或 ECM 可能會影響遷移細胞通過劃痕的能力，造成遷移時間增長，甚至遷移停止。為獲得最佳的數(shù)據(jù)質(zhì)量和可重現(xiàn)性，WoundMaker? 劃痕器是在單層細胞中安全產(chǎn)生劃痕的理想選擇。
有關(guān)提高劃痕實驗可靠性的更多詳細信息，請參閱本頁面底部的細胞遷移實驗方案。
標(biāo)準(zhǔn)劃痕和體外侵襲實驗通常在組織培養(yǎng)柜中設(shè)置，然后移動到環(huán)境可控的培養(yǎng)箱中，并定期移至常氧條件和室溫下進行顯微鏡檢查。盡管大部分研究人員意識到從培養(yǎng)條件下取出的時間應(yīng)盡可能短，但實際時間可能為 5 至 15 分鐘甚至更長。環(huán)境和溫度條件的變化可能會迅速影響細胞的生長和行為 [1-3]，特別是在小體積培養(yǎng)的情況下（如 96 孔板培養(yǎng)）；體積較小的液體會比較大的體積更快平衡到室溫。孔板在培養(yǎng)箱和顯微鏡之間反復(fù)移動時，可能難以確保在一系列成像之間正確配準(zhǔn)圖像?；蛘撸稍趲лd物臺環(huán)境防護罩的顯微鏡上進行實驗。如果出現(xiàn)泄露的情況，則可能會破壞環(huán)境穩(wěn)定性，對細胞健康狀態(tài)和運動產(chǎn)生不利影響。將整個成像設(shè)備移入培養(yǎng)箱時，如 Incucyte??系統(tǒng)，可以對在正常生長、遷移和侵襲條件下活躍的細胞進行成像。這意味著更有更大的可能性獲得形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和生理化學(xué)角度的準(zhǔn)確和有意義的數(shù)據(jù)。在整個分析過程中將細胞保持在最佳條件下，細胞可以自由活動，不受干擾，從而生成更清晰、更有意義的數(shù)據(jù)。
- Vergara, M., Becerra, S., Berrios, J., Osses, N., Reyes, J., Rodriguez, M., et al. Differential Effect of Culture Temperature and Specific Growth Rate on CHO Cell Behavior in Chemostat Culture. PLoS One. 9(4):e93865 (2014)
- Rezaei, M., Zarkesh-Esfahani, S.H., and Gharagozloo, M. The effect of different media composition and temperatures on the production of recombinant human growth hormone by CHO cells. Res. Pharm. Sci. 8(3):211-7 (2013)
- Mason, M., Sweeny, B., Cain, K., Stephens, P., and Sharfstein, S.T. Reduced Culture Temperature Differntially Affects Expression and Biophysical Properties of Monoclonal Antibody Variants. Antibodies. 3:253-71 (2014)
初看起來，在整個細胞遷移分析過程中追蹤單個細胞似乎是個艱巨的任務(wù)，但這個過程可以不必是一場在培養(yǎng)箱和顯微鏡之間奔波一整天的“磨難”。培養(yǎng)箱內(nèi)的活細胞分析平臺，例如 Incucyte? 活細胞分析系統(tǒng)，可將細胞維持在可控的溫度和環(huán)境條件下，追蹤細胞計數(shù)、細胞形態(tài)和細胞遷移情況。活細胞分析使確認(rèn)劃痕的相對創(chuàng)口密度成為可能，這是劃痕愈合中細胞遷移或細胞增殖唯一的直接衡量標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)于工作流程和手動操作時間的更多詳細信息，請參閱本頁面底部的分析方案（用于劃痕遷移和劃痕侵襲分析）。
訂購信息
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產(chǎn)品 | 數(shù)量 | 產(chǎn)品目錄號 |
|---|---|---|
| Incucyte? 劃痕分析軟件模塊 | 單個 | 9600-0012 |
| Incucyte? 細胞遷移組合包 | 單個 | BA-04858 |
| Incucyte? 細胞侵襲分析配件 | 單個 | 4444 |
| Incucyte? Imagelock 96 孔板（10包） | 單個 | BA-04856 |
Incucyte? Imagelock 96 孔板（50包） | 單個 | BA-04857 |
