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细胞迁移与侵袭到底如何区分并有效利用(细胞行为大赏之迁移与侵袭)

发布时间:2022-12-14 10:37:01 阅读:11322次 来源:生物实验菌

  细胞迁移是细胞在化学信号(如:趋化因子)的驱使下沿着浓度梯度从一个区域转移到另一区域的运动。细胞侵袭与细胞迁移比较类似,但是“侵袭”需要细胞穿过胞外基质层(ECM)或基底膜基质层(BME),在这个过程中细胞先酶解去除ECM/BME的阻碍,从而在趋化因子浓度梯度驱使下完成从一处到另一处的移动。从名字来看,这两种行为既有联系又有区别——迁移是在没有阻力的情况下的细胞移动,但侵袭则需要裂解“阻力”后才能实现移动能力。简单总结就是,细胞侵袭是一种特殊的细胞迁移,侵袭细胞具有迁移能力,但并非所有的迁移细胞都具有侵袭性。

  那么细胞迁移与侵袭到底如何区分并有效利用呢?接下来跟随实验菌一起来了解下吧!↓

  一、细胞迁移

  细胞迁移(cell migration)也称为细胞爬行、细胞移动或细胞运动,是指细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的梯度后而产生的移动。细胞迁移为细胞头部伪足的延伸、新的黏附建立、细胞体尾部收缩在时空上的交替过程。细胞迁移是正常细胞的基本功能之一,是机体正常生长发育的生理过程,也是活细胞普遍存在的一种运动形式。胚胎发育、血管生成、伤口愈合、免疫反应、炎症反应、动脉粥样硬化、癌症转移等过程中都涉及细胞迁移。

图例

  图1 细胞迁移(图片来源:researchgate.net)

  细胞迁移的过程大致可以分为4步:①细胞前端伸出片状伪足;②细胞前端伪足和细胞外基质形成新的细胞黏附;③细胞体收缩;④细胞尾端和周围基质黏着解离,细胞向前运动。细胞迁移需要胞外、胞内信号分子调控细胞骨架动力装置所给予的驱动力与肌动蛋白细胞骨架介导的黏附所提供的锚定力之间的协调运作。目前,细胞迁移基本在细胞培养物中进行,主流的方法有:Boyden小室(跨膜法)、间隙封闭分析等;其中,Boyden小室可用于分析贴壁或不贴壁细胞,并可检测趋化梯度下的迁移,但这种方法不适用实时动态迁移;间隙封闭分析则可以对细胞迁移进行实时监测,甚至可有实现三维细胞的迁移分析,其缺点是不能分析不贴壁细胞和趋化梯度下的迁移。因此,可以根据实际情况进行实验方案的设定。同时,细胞划痕也可以测定细胞迁移运动与修复能力的方法,类似体外伤口愈合模型。菌菌在之前已经推送过相关内容《实用小技巧助力细胞划痕实验》,这里不再进行介绍~

  二、细胞侵袭

  细胞侵袭(cell invasion)是指细胞通过细胞外基质从一个区域迁移到另一个区域的能力。细胞侵袭是正常细胞和癌细胞对化学和机械刺激做出的正常反应。细胞侵袭通常发生在伤口修复、炎症反应、肿瘤细胞转移等过程中。目前,通过细胞侵袭来评估肿瘤细胞在正常组织中转移的能力是一种常见的方法。但需要注意,正常细胞如巨噬细胞也有相同的能力。目前,研究细胞侵袭的主流实验方法是Transwell。简单来说,利用一张有通透性的膜一般是聚碳酸酯膜将高营养的培养基与低营养的培养基分开,将细胞置于上室,为了获取更多的营养细胞会向高营养的培养基里面移动。因此,细胞需要跨膜才能迁移到高营养培养基中,最后只需要检测高营养的培养基中的细胞量就可以得出细胞的侵袭能力

  三、应用实例

  目前细胞迁移与侵袭实验在肿瘤治疗,创面愈合等方面有重要应用,结合一篇文献内容我们继续了解一下细胞迁移与侵袭的模型应用:该工作将司帕沙星(SP)作为化疗药物和光敏剂对小鼠乳腺癌细胞(4T1)进行联合治疗。利用自组装的方式合成了热敏胶束(USP)用于。通过NIR照射可以精确控制肿瘤部位SP的释放成功抑制了细胞迁移和转移。首先采用划痕试验和平板细胞克隆形成试验评价USP对4T1细胞迁移和增殖的抑制作用,USP具有最大的相对划痕面积比和更强的增殖抑制作用;之后采用Transwell法进一步评价USP在体外对4T1肿瘤细胞侵袭的影响。以上实验表明,USP能够有效抑制4T1细胞迁移、增殖和侵袭。相关工作以“Phototherapy Using a Fluoroquinolone Antibiotic Drug to Suppress Tumor Migration and Proliferation and to Enhance Apoptosis”为题发表在《ACS Nano》上。

图例

  图2 细胞的迁移、增殖和侵袭的分析


本文链接:https://www.zjby-biotech.com/news/hyzx/1879.html

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