A sejtvándorlás és invázió vizsgálata a Millicell® sejttenyésztő betétek használatával
- Migrációs és inváziós tesztek áttekintése
- Mire van szükségem a sejtmigrációs/invaziós tesztek elvégzéséhez?
- A megfelelő pórusméret kiválasztása a sejtvándorlás/inváziós vizsgálatomhoz
- Migrációs és inváziós próbák optimalizálása
- Migrációs és inváziós próbák mintavételi protokollja
- Migrációs és inváziós próbaminták adatai
- Migrációs és inváziós próbával kapcsolatos tippek és trükkök /a>
- Terméktáblázat
- Referenciák
Migrációs és inváziós tesztek áttekintése
A sejtmigráció a sejtek irányított mozgása kémiai (pl. kemoattraktáns) vagy mechanikai ingerre adott válaszként. Ez a sejtek fontos tulajdonsága, amely kritikus a sejtfejlődés és a normális folyamatok, például a sebgyógyulás szempontjából. Ugyanakkor olyan betegségekben is szerepet játszik, mint a gyulladás vagy a tumorsejtek migrációja és inváziója.¹ A sejtbiológiában régóta használják a migrációs és inváziós vizsgálatokat a tumoros áttétek tanulmányozására, a legelterjedtebb vizsgálatok a Boyden-próbarendszeren alapulnak. Ezt a rendszert először 1962-ben Dr. Boyden használta, ahol bemutatta a Millipore® porózus membrán használatát a kemotaxishoz.²
Ma a migrációs vizsgálatok Millicell® lógó sejttenyésztő betétekkel végezhetők, amelyek ezen a Boyden-féle vizsgálati rendszeren alapulnak, míg az inváziós vizsgálatokhoz a membránt ECM-géllel, például Matrigellel® kell bevonni, majd a sejteket ráültetni. Ez a bevonat akadályként hat a sejtek számára, hogy az invázió során áthatoljanak rajta. Különböző pórusméretű betétek állnak rendelkezésre, a felhasználandó sejtek méretétől függően.
A Boyden-kamrás rendszer egy üreges műanyag kamrát használ, amelynek egyik végét egy porózus membránnal zárják le. Ez a kamra ezután egy nagyobb üreg fölé van függesztve, amely médiumot és/vagy kemoattraktánsokat tartalmazhat. A sejteket szérummentes közegben mossuk, hogy biztosítsuk az összes szérum eltávolítását, mielőtt a membrán apikális (felső) oldalára helyezzük a betétekben. A megfelelő kemoattraktánst tartalmazó médiumot (pl, Szarvasmarha magzati szérumot, különböző citokineket stb.) adunk a betétek alatti lyukakba (valamint egy negatív kontrollt, ahol a médiumban nincs kemoattraktáns), és a sejteket 37 °C-os CO₂ inkubátorban hagyjuk a kívánt ideig.
Az inkubációt követően a nem migrált sejteket óvatosan eltávolítjuk a membrán apikális oldaláról, és a membrán bazolaterális oldalán lévő migrált sejteket sejtfestés és képalkotás segítségével számszerűsíthetjük.
1. ábra.Inváziós vizsgálat elve. A sejteket a membrán apikális oldalán lévő ECM-bevonatú betétekbe ültetjük, miközben a megfelelő kemoattraktánst tartalmazó médiumot adunk a sejttenyésztő lemezhez. A lemezeket a szükséges ideig (pl. 24 órán át) hagyjuk állni, hogy a sejtek a membrán bazolaterális oldalára inváziót indíthassanak. A nem behatolt sejteket vattapamaccsal távolítjuk el, a behatolt sejteket pedig rögzítjük és megfestjük a képalkotás és a számlálás előtt. Migrációs vizsgálatokhoz egyszerűen hagyjuk el az ECM bevonatolás lépését.
Mire van szükségem egy migrációs/invazív vizsgálat lefuttatásához?
- Millicell® sejttenyésztési betétek (lásd a betétválasztékot alább)
- Extracelluláris mátrix (e.g. Corning® Matrigel® Bázismembrán mátrix)
- Szövettenyésztő lemezek
- Cellavonalak
- Szövettenyésztő közegek
- Csírvonzószer (pl.g., Szarvasmarha magzati szérum)
- Fixáló oldat (pl. 70%-os etanol vagy 4%-os paraformaldehid)
- Szteril csipeszek
- Pamut tamponok
- Tartalmazó oldat (pl., Crystal Violet vagy DAPI)
- Szteril víz
A megfelelő pórusméret kiválasztása a sejtvándorlási/inváziós vizsgálathoz
A betét pórusmérete a vizsgálatban használni kívánt sejtek típusától függ. Fontos, hogy a kisebb sejttípusok esetében ne használjunk túl nagy pórusméretet, de a pórusok nem lehetnek olyan kicsik, hogy a migráló sejtek még a kemoattraktáns jelenlétében sem férnek át. Az 1. táblázat a szakirodalom alapján a migráló és invazív sejttípusok kiválasztásához ajánlott membránpórusméreteket mutatja be.
A Millicell® függő sejttenyésztő betétek számos, a migrációs és inváziós vizsgálatokkal kompatibilis opcióval rendelkeznek (lásd a 2. táblázatot). Minden betét egyenként buborékcsomagolásban van, és illeszkedik a standard szövettenyésztő lemezekhez.
Migrációs és inváziós tesztek optimalizálása
- Kiválasztás beillesztése: Lásd a "Millicell® sejtkultúra betét kiválasztása migrációs és inváziós vizsgálatokhoz" című részt a fenti szakaszban.
- Szervezetek beültetési sűrűsége: Fontos, hogy az adott sejtvonalhoz optimalizáljuk a vetési sűrűséget. Túl magas koncentráció esetén a sejteket nehéz lesz megszámolni, vagy túltelíthetik a membrán pórusait. A túl kevés hozzáadott sejt következetlen számláláshoz és eredményekhez vezethet.
- Chemoattraktáns koncentráció: Az Ön által választott kemoattraktáns optimalizálása fontos lépés, különösen akkor, ha nincsenek korábban publikált adatok az Ön által használt sejtvonal és a kemoattraktáns közötti kölcsönhatásról. Ebben az esetben jó lehet, ha a vizsgálatot a kemoattraktáns több különböző sorozatos hígításával futtatjuk. A különböző sejttípusok válasza a használt kemoattraktáns függvényében változhat. Egy jól tanulmányozott kemoattraktáns, például az FBS esetében a 10%-os szérumkoncentráció jó kiindulási pont, miközben optimalizáljuk a beültetési sűrűséget.
- Időzítés: Fontos, hogy optimalizálja az inkubációs időt a migrációs vizsgálatokhoz, mivel a legmegfelelőbb inkubációs idő a sejttípustól és a használt kemoattraktánstól függ (általában 16-24 óra a jó kiindulási pont, de egyes sejtvonalaknak hosszabb időre van szükségük).
- Cellafestés és -számlálás: A migrált sejtek leképezésekor és megszámlálásakor többféle festési módszer is alkalmazható. Ezek közé tartozik a kristályviola (teljes sejtfestés) és a DAPI-festés (a sejtmagok festése). A rögzítés és festés után a sejtek inverz mikroszkóp segítségével vizualizálhatók és számszerűsíthetők.
- Médiumtérfogat: A Millicell® lógó sejttenyésztő betétek kompatibilisek a legtöbb szövettenyésztő lemezzel. Mivel a kútméretek márkánként némileg eltérhetnek, a legjobb gyakorlat, ha optimalizáljuk, hogy mennyi médiumra van szükség a kútban, hogy az elérje ugyanazt a szintet, mint maga a betétben lévő médium. A 24 lyukú formátumok esetében a jó kiindulási pontok a következők: 100 µl a betétben 600 µl a kútban, vagy 200 µl a betétben és 900 µl a kútban.
Migrációs és inváziós vizsgálat mintaprotokollja - A beültetési sűrűség optimalizálása
Materialok:
- Magas migrációs/inváziós képességű sejtvonal, pl.:
- Magas migrációs/inváziós sejtvonal, pl.:
- Magas migrációs/inváziós sejtvonal, HT 1080 sejtek
- Magas migrációs képességű sejtvonal, pl. NIH 3T3 sejtek
- alacsony migrációs képességű sejtvonal, Pl, MCF-7 sejtek
- Millicell® sejttenyésztő betétek, 8 μM PET, 24 lyuk
- Corning® Costar® 24 lyukú lemezek
- Greiner 75 cm²-es szövettenyésztő lombikok
- Tripszin-EDTA oldat
- EDTA 0.02%-os oldat D-PBS-ben
- Corning® Matrigel.sup>® Növekedési faktor csökkentett (GFR) bazális membránmátrix
- Bevonó puffer
- 0.01M Tris (pH 8,0)
- 0.7% NaCl
- HT 1080 & MCF-7 apikális táptalaj / kontroll táptalaj (szérum nélkül)
o EMEM
o 50 egység penicillin / 50 µg/mL streptomicin
o 2 mM L-glutamin
o Nem esszenciális aminosavak
- HT 1080 & MCF-7 táptalaj /< alapozó tesztközeg (10% FBS)
o EMEM
o 50 egység Penicillin / 50 µg/mL Streptomycin
o 2 mM L-glutamin
o Nem esszenciális aminosavak
o 10% FBS
- NIH 3T3 b> kultúramédium (10% borjúszérum)
o DMEM
o 50 egység penicillin / 50 µg/mL Streptomycin
o 2 mM L-glutamin
o 10% borjúszérum
- NIH 3T3 b> apikális táptalaj/kontroll táptalaj (szérum nélkül)
o DMEM
o 50 egység penicillin / 50 µg/mL streptomicin
o 2 mM L-glutamin
- NIH 3T3 b> alapközeg (10% FBS)
o DMEM
o 50 egység penicillin / 50 µg/ml streptomicin
o 2 mM L-glutamin
o 10% FBS
Bevonási protokoll az inváziós vizsgálatokhoz
- Aliquotálja és tárolja a Matrigelt® -20°C-on. Az aliquotot jégen vagy 4°C-on olvassa fel.
- Készítse el a bevonóoldatot a Matrigel hűtött bevonópufferrel történő hígításával 200 µg/ml végső koncentrációra. Óvatosan keverje össze, és további felhasználásig tárolja jégen.
- Tipp: Hűtse le a pipettahegyeket és/vagy más anyagokat, amelyek e lépés során érintkeznek a Matrigel®-val.
- Steril csipesszel helyezze a kívánt számú Millicell® függőbetétet 24 lyukú szövettenyésztő lemezekbe.
- Óvatosan pipettázzon 100 ml bevonóoldatot a betétek apikális oldalának közepére, és rázás nélkül inkubálja a zárt lemezt 37°C-on 2-3 órán keresztül. Ha ez megtörtént, ügyeljen arra, hogy a következő lépéseket gyorsan kövesse, hogy elkerülje a gél kiszáradását.
1. nap: Sejtkultúra-betétek beültetése sejtekkel
- A sejteket leválasztottuk a sejttenyésztő lombikokból, és a tripszin semlegesítésére szérumot tartalmazó táptalajban reszuszpendáltuk.
- A sejteket kétszer mostuk szérummentes közegben, hogy biztosítsuk az összes szérum eltávolítását.
- A sejtszuszpenziót megszámoltuk és sorozatosan hígítottuk a szükséges koncentrációig szérummentes közegben.
- A sejttenyésztő betéteket steril csipesszel kivettük a csomagolásukból és a tenyésztőlemezek mélyedéseibe helyeztük. Ezt addig ismételtük, amíg a kívánt számú lyuk nem tartalmazta a betéteket. Az inváziós vizsgálatokhoz használjunk ECM-bevonatú sejtkultúra-betéteket a fent leírtak szerint.
- A sejteket a betét belsejére, a membrán apikális oldalára vetettük (100 µl minden egyes sejtszuszpenzióból).
- 600 µl vizsgálati tápfolyadékot adtunk minden egyes betét bazolaterális oldalára a kutakba. Ez a közeg a lemez egyik felében 10% FBS-t tartalmazott kemoattraktánsként a vizsgálati mintákhoz, míg a lemez másik felében szérummentes közeget használtunk kontrollként. Ültetési sűrűségenként három ismétlést használtunk azoknál, amelyekben FBS volt a médiában, illetve azoknál, amelyekben nem volt FBS. Egy sejtek nélküli betétet üres kontrollként használtunk. A beültetett lemezeket 37°C-on, 5% CO₂-on 24 órán keresztül nedvesített inkubátorba helyeztük.
2. nap: A vándorolt sejtek értékelése
- A 24 lyukú lemez mélyedéseiből eltávolítottuk a médiát.
- Egy médiában megnedvesített vattapamacs segítségével óvatosan eltávolítottuk a megmaradt sejteket, amelyek nem vándoroltak a membrán apikális oldaláról a betétben. Ezt úgy végeztük, hogy a megnedvesített vattapamacsot óvatosan többször körbeforgattuk a betét körül az óramutató járásával megegyező és ellentétes irányban. Nagyon fontos, hogy itt vigyázzunk, nehogy megsérüljön a membrán.
- A sejteket 4%-os paraformaldehidben fixáltuk 10 percig, majd kétszer PBS-szel mostuk.
- A sejteket 0,1%-os Triton X-100-ban permeabilizáltuk 10 percig, mielőtt kétszer PBS-szel mostuk volna.
- A sejteket ezután 1 µM DAPI oldattal festettük 15 percig, majd egyszer mostuk PBS-szel.
- 900 µl molekuláris minőségű vizet adtunk a 24 lyukú lemez mélyedéseibe, és 200 µl-t a 24 lyukú lemezen belül a betét apikális oldalára.
- A betéteket közvetlenül a 24 lyukú lemezből a DAPI-szűrőn 10x objektívvel képeztük le. Fontos, hogy a képbeállítások konzisztensek legyenek a minták között.
- A képeket felvettük, és a migrált sejteket minden egyes betétnél négy látómezőben megszámoltuk.
- A 0,5%-os kristályviolettel történő tartás is megtörtént. A 24 lyukú lemez mélyedéseibe 900 µl PBS-t, a 24 lyukú lemezen belül pedig 200 µl molekuláris minőségű vizet adtunk a betét apikális oldalához a képalkotás előtt.
A minták elmenthetők és szükség esetén újrafesthetők. A betéteket 4 °C-on, molekuláris minőségű vízben lehet tárolni.
2. ábra.Példa 24 lyukú lemez elrendezésére a sejtmigrációs vizsgálatok (vagy invaziós vizsgálatok, ha Matrigel® bevonatú betéteket használunk) vetési sűrűségének optimalizálására.
Minták migrációs és inváziós vizsgálatok adatai
A migrációs és inváziós vizsgálatokat az előző szakaszban leírtak szerint végeztük. A kristályviola festést ezen 24 órás migrációs próbákat követően végeztük el három sejtvonalon (HT 1080, NIH 3T3 és MCF-7) 10%-os FBS-szel és anélkül. Ez lehetővé tette, hogy a migrált sejteket egyértelműen leképezzük, megmutatva a migráció mértékét az egyes sejtvonalak esetében az egyes feltételek mellett (a képek a 3. ábrán láthatók). A HT 1080 sejtek képesek az invázióra és a migrációra, az NIH 3T3 sejtek csak az ebben a kísérletben vázolt feltételek mellett képesek a migrációra, míg az MCF-7 sejtek képtelenek a pórusokon keresztül a kemoattraktáns felé vándorolni.
3. ábra.A vándorló sejtek (A - HT1080, B - NIH 3T3, C - MCF-7) kristályibolya festése a membrán bazolaterális oldalán 24 óra elteltével, 10% FBS és Matrigel® (200 µg/ml) mellett és anélkül, különböző vetési sűrűségek mellett. A reprezentatív képek egy látómezőből, egy beültetési ismétlésből készültek minden egyes vetési sűrűségnél. A HT 1080 és NIH 3T3 sejtvonalak képesek a pórusokon keresztül a kemoattraktáns felé vándorolni, míg az MCF-7 sejtek nem. Csak a HT 1080 sejtvonal képes átjutni a Matrigel® bevonatú membránon.
A kristályviola festés mellett a sejteket DAPI-val is megfestettük, hogy fluoreszcens mikroszkóp segítségével képet készíthessünk és megszámolhassuk őket (lásd a 4. ábrát). A képalkotást 10x objektívvel és DAPI-szűrővel végeztük. A képek elkészítése után a migrált/invazív sejteket minden egyes betétnél négy látómezőben meg lehetett számolni. A DAPI egy nukleáris festék, amely lehetővé teszi a vándorló/invazív sejtek könnyebb megszámlálását, különösen akkor, ha nagyszámú sejt van jelen a nagyobb beültetési sűrűségben.
4. ábra.A vándorló sejtek (A - HT1080, B - NIH 3T3, C - MCF-7) DAPI festése a membrán bazolaterális oldalán 24 óra elteltével, 10% FBS és Matrigel® (200 µg/ml) mellett és anélkül, különböző vetési sűrűségek mellett. A reprezentatív képek egy látómezőből, egy beültetési ismétlésből készültek minden egyes vetési sűrűségnél. A HT 1080 és NIH 3T3 sejtvonalak képesek a pórusokon keresztül a kemoattraktáns felé vándorolni, míg az MCF-7 sejtek nem. Csak a HT 1080 sejtvonal képes átjutni a Matrigel® bevonatú membránon.
A kísérlet célja az volt, hogy optimalizáljuk a vetődési sűrűséget a migrációs és inváziós vizsgálatokhoz, 10% FBS-t használva kemoattraktánsként három különböző sejtvonal esetében, 24 órás inkubációt követően. Az egyes betétekben migráló vagy invazív sejtek számát a sejtek számának átlagolásával számoltuk ki négy látómezőben, DAPI festést és képalkotást követően. Az eredmények grafikus ábrázolása az 5. ábrán látható. Ezek az eredmények lehetővé tették számunkra annak meghatározását, hogy az optimális beültetési sűrűség ebben a kísérletben 25 000 sejt volt betétenként mind a migrációs, mind az inváziós vizsgálatokhoz. A sejtek száma jól elkülönült a kemoattraktánst (+FBS) és a negatív kontrollt (-FBS) tartalmazó betétek között, a betétenkénti 25 000 sejtes beültetési sűrűség mutatta a legjobb jel-zaj arányt a két migráló sejtvonal esetében (5:1 és 6:1 a HT 1080 és az NIH 3T3 esetében). A megfelelő kontrollokat minden sejtvonal esetében megvizsgáltuk, hogy összehasonlítsuk az FBS-szel és az FBS nélküli feltételeket (az adatok nem láthatóak). A megfelelő vetési sűrűség a felhasználó által vizsgálandó konkrét körülményektől függ (pl. a migráció ideje, a használt sejtvonal, az alkalmazott kemoattraktáns stb.)
5. ábra.A membránok bazolaterális oldalán 24 óra elteltével, 10% FBS és Matrigel® (200 µg/ml) mellett és anélkül, különböző beültetési sűrűségeknél a vándorló sejtek számszerűsítése (a négy látómezőből, három betétismétlésből megszámolt sejtek átlaga). A HT 1080 és NIH 3T3 sejtvonalak képesek a pórusokon keresztül a kemoattraktáns felé vándorolni, míg az MCF-7 sejtek nem. Csak a HT 1080 sejtvonal képes átjutni a Matrigel® bevonatú membránon.
Tippek és trükkök a migrációs és inváziós vizsgálatokhoz
- Negatív kontrollként fontos, hogy kemoattraktáns nélküli médiában lévő sejtkultúra-betéteket vegyünk fel, valamint hogy azonosítsuk a háttérmigrációt. Ezenkívül nem migráló sejtvonalak (pl. MCF-7) is használhatók kiegészítő kontrollként.
- A sejtszuszpenziók készítésekor ügyeljen a sejtek csomóinak szétbontására (óvatosan, kézzel, kisebb furatú pipettával pipettázzon), hogy elkerülje a sejtek aggregációját a betét közepén vagy szélein. Mindig melegített tápfolyadékot használjon, hogy a sejtek ne aggregálódjanak.
- Gondoskodjon arról, hogy a sejttenyésztő betéteket megfelelően helyezze el a szövettenyésztő lemez mélyedéseiben. Több különböző típusú lemez létezik, amelyek függesztett betétekkel használhatók, ezért fontos, hogy a betétek megfelelően üljenek, hogy lehetővé tegyék az egyenletes vándorlást/inváziót. Győződjön meg róla, hogy a lemez fedele megfelelően záródni tud, hogy megakadályozza a párolgást az inkubáció során (tiszta, kesztyűs kézzel, csipesszel is a helyére mozgathatja a sejttenyésztő betéteket az áthelyezés után, ha azok elmozdulnak a helyükről).
- A sejteket mindenképpen szuszpendálja szérummentes médiumban, és néhányszor óvatosan pipettázza őket, mielőtt beülteti őket a kutakba, hogy elkerülje a szennyeződéseket és csökkentse a sejtek csomósodását.
- Elkerülhetetlen a különböző paraméterek, mint például az invázió időtartama, a vetési sűrűség és a Matrigel® koncentráció optimalizálása a kísérlet és a kiválasztott sejttípus függvényében a jobb pontosság és eredmények érdekében.
- A többszöri fagyasztási/felolvasztási ciklusok elkerülése érdekében kezdetben a Matrigel® palackban kell tartani. Szükség esetén olvasztja fel az egyes injekciós üvegeket.
- Amennyire csak lehetséges, kerülje a légbuborékokat a Matrigel® minden egyes betétbe történő pipettázásakor.
- Győződjön meg arról, hogy a Matrigel® bevonat egyenletesen eloszlik és megszilárdul a sejtek beültetése előtt. Használjon csipeszt a betét kiemeléséhez és vizuálisan ellenőrizze.
- Legyen nagyon óvatos, amikor eltávolítja a nem vándorló/invazív sejteket a membrán apikális oldaláról. A túl nagy nyomás a membrán leválásához vezethet, vagy elmozdíthatja a vándorolt/invazív sejtek egy részét (6. ábra).
- A sejttenyésztési betéteket csipesszel vegye fel, majd a betétet tegye át egy tiszta, kesztyűs kézbe, hogy segítse a fogást a betét lemosásakor. Ügyeljen arra, hogy eközben ne érintse meg magát a tényleges membránt.
- A különböző fixálószerek használhatók, például 70%-os etanol vagy 7%-os paraformaldehid. Ha alkoholt használ a sejtek rögzítéséhez, kristályibolya festéssel kombinálva, ügyeljen arra, hogy néhány napos időablakon belül képet készítsen és megszámolja a sejteket, mivel a sejtstruktúrák elmosódhatnak, és nehezebb lehet megszámolni őket, ha túl sokáig hagyja őket.
- A festés után a Millicell® betéteket megfelelően kell tárolni, hogy elkerülje a kiszáradást és az elmosódott képeket.
6. ábra.A Millicell® betétek kristályibolya festése. A. A Millicell® betét eltávolításakor túl nagy nyomás nehezedett a Millicell® betétre, ami a membránt behorpasztotta, és a betét a képalkotáskor nem volt egy fókuszsíkban. B. A Millicell® betétek kristályviola festése etanol mint fixálószer használatával. Ha etanolt használunk fixálószerként, a mintákat a lehető leghamarabb le kell képezni, hogy elkerüljük a sejtmorfológia etanol általi torzulását.
1 - 20
21 - 40
41 - 49
Az olvasás folytatásához jelentkezzen be vagy hozzon létre egy felhasználói fiókot.
Még nem rendelkezik fiókkal?