Zellmigrations- & Zellinvasionsassays
Boyden-Kammer-Assay
Zellmigrationsassays
Zellinvasionsassays
Mikrofluidik-Migrationssystem
In-Vitro-Scratch-Assay
EZM-Proteine
Referenzen
Die Metastasierung ist das kumulative Ergebnis zahlreicher Veränderungen in Tumorzellen und ihrer Mikroumgebung, die eine Zellmigration und Invasion in gesundes Wirtsgewebe ermöglichen. Da proliferierende neoplastische Zellen versuchen, dem Primärtumor zu entkommen, muss es zu lokaler Zelladhäsion und Invasion in das umliegende Gewebe kommen.1 Bevor sie das Endothel der Blutgefäße durchdringen und in den Blutkreislauf gelangen können, müssen Krebszellen durch den Abbau von EZM-Proteinkomponenten in das lokale Gewebe eindringen und schließlich die Basalmembran durchqueren.2 Wenn sie sich einmal im Kreislauf befinden, können diese Zellen an sekundären Orten metastatische Kolonien bilden.
Abbildung 1.Die Metastasierung von Tumoren ist ein mehrstufiger Prozess, der die Adhäsion von Krebszellen, die Zellmigration und die Invasion in benachbarte Gewebe und Blutgefäße umfasst.
Der Boyden-Kammer-Assay
Das am weitesten verbreitete Verfahren zur Zellmigration ist der Boyden-Kammer-Assay.3 Im klassischen Transwell-Migrationsassay wird eine hohle Kunststoffkammer eingesetzt, die an einem Ende mit einer porösen Membran verschlossen ist. Diese Kammer ist über einem größeren Well angebracht, das ein Medium und/oder chemische Lockstoffe enthalten kann. Die Zellen werden in die Kammer eingebracht und können durch die Poren auf die andere Seite der Membran migrieren. Anschließend werden die migrierten Zellen angefärbt und gezählt.
Abbildung 2.Das Boyden-Kammer-Assay-Protokoll. Die Zellen dürfen durch eine Zellmonoschicht oder eine EZM-Proteinmischung migrieren, die auf einem Zellkultureinsatz mit semipermeabler Membran ausgesät wurden, dem chemische Lockstoffe unter der Membran zugesetzt wurden. Die migrierten Zellen können dann durch Anfärben der Zellen mit DNA-Farbstoffen wie Calcein-AM oder CyQUANT GR Dyes quantifiziert werden
Zellmigrations- & Zellinvasionskits
Die QCM™ Zellmigrations- und Invasionsassays von Millipore bieten eine schnelle und effiziente quantitative Bestimmung verschiedener Faktoren, welche die Zellmigration, -adhäsion und -invasion beeinflussen. Hierzu gehören das Screening pharmakologischer Agenzien, die Bewertung von Integrinen, chemischer Lockstoffe oder anderer Adhäsionsrezeptoren, die für die Zellmigration zuständig sind. Die Kits liefern Forschenden seit über einem Jahrzehnt konsistente Ergebnisse und wurden in mehr als 4000 Publikationen veröffentlicht.
Zellmigrationsassays: Ermöglichen die komfortable und empfindliche Quantifizierung der In-vitro-Zellmigration in Richtung eines chemischen Konzentrationsgradienten (Chemotaxis) oder eines EZM-Protein-Gradienten (Haptotaxis).
Zellinvasionsassays: Ermöglichen die komfortable und empfindliche Quantifizierung der Invasion von Zellen in vitro durch ein EZM-Protein der Basalmembran oder eine Zellschicht, wie z. B. Endothelzellen.
Auswahl der geeigneten Porengröße für Zellen:
- Eine Porengröße von 3 μm ist für die Migration von Leukozyten oder Lymphozyten geeignet.
- Eine Porengröße von 5 µm ist für eine Untergruppe von Fibroblasten oder Krebszellen wie NIH-3T3 und MDA-MAB 231 geeignet. Auch für Monozyten und Makrophagen geeignet.
- Eine Porengröße von 8 μm ist für die meisten Zelltypen geeignet. Diese Porengröße unterstützt die optimale Migration für die meisten Epithel- und Fibroblastenzellen. Hinweis: Die Porengröße von 8 μm ist für Versuche zur Lymphozytenmigration nicht geeignet.
Zellmigrationsassays
Mikrofluidik-Migrationssystem
Mit dem Millicell® µ-Migration Assay Kit werden die Einschränkungen herkömmlicher Multiwell-Migrationsassays überwunden. Das innovative Design des µ-Migration Slide fördert einen stabilen, durch Diffusion erzeugten Konzentrationsgradienten, der durchgehend linear ist und mehr als 48 Stunden anhält. Der µ-Migration Slide besteht aus einem Kunststoff mit hohen optischen Eigenschaften, die denen von Glas ähneln, und wurde speziell für videomikroskopische Assays entwickelt. In bestimmten Zeitabständen können Bilder des Beobachtungsbereichs aufgenommen werden, die eine Echtzeitüberwachung und quantitative Messungen der Zellmigration ermöglichen.
Abbildung 3.Live-Zellmigration von HT1080-Zellen. Die Wirkung von Serumkonzentrationen (0 % oder 10 %) auf die Migrationsneigung von HT1080-Zellen auf kollagenbeschichteten Oberflächen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Mehrheit der Zellen in Richtung des 10 % FCS-Gradienten (schwarz) migriert ist.
In-vitro-Scratch-Assay
Der Scratch-Assay ist eine beliebte Methode zur Untersuchung der Zellmigration.4 Die Skalierung dieser Technik hat sich jedoch als schwierig erwiesen, wodurch die biochemische Analyse der molekularen Ereignisse, welche die Wundheilung vermitteln, erschwert wird. Der Cell Comb™ Scratch-Assay erfüllt die Anforderungen an ein einfaches Werkzeug, mit dem sich mehrere Kratzwunden in einem höheren Durchsatz erzeugen lassen.
Abbildung 4.Mit dem CellComb Scratch-Assay werden Monoschichten von NIH3T3-Zellen in einer Richtung (links) oder in zwei Richtungen (rechts) zerkratzt/verwundet. Mit der Zeit füllen sich die eingekratzten Bereiche mit migrierenden Zellen, die durch einfache Zellzählung quantifiziert werden. Die Lebendzellbildgebung migrierender Zellen ist ebenfalls mit dem Migrations-Scratch-Assay möglich.
EZM-Proteine
Proteine der extrazellulären Matrix (EZM) werden intrazellulär erzeugt und anschließend in das umgebende Zellmedium abgegeben. Sie regulieren aktiv eine Vielzahl von Zellfunktionen wie Zelladhäsion, Differenzierung, Proliferation, Migration, Invasion und Überleben. Ein Hauptnutzen von EZM in der In-vitro-Kultur besteht darin, die Zelladhäsion zu fördern und gleichzeitig die Zellviabilität zu erhalten und die Zellproliferation für nachgeschaltete zellbasierte Anwendungen zu maximieren.
- Kollagen
- Laminin
- Fibronectin
- Vitronectin
- Elastin
- Basalmembranextrakt
Literatur
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