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          5種趨化性實(shí)驗的不同方法

          發(fā)布時(shí)間: 2024-03-26  點(diǎn)擊次數: 247次

          趨化性是細胞響應化學(xué)信號而進(jìn)行的精心安排的運動(dòng),是生物學(xué)中的一種基本現象,具有深遠的影響。不同領(lǐng)域的研究人員利用這一過(guò)程來(lái)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駕馭其環(huán)境,從而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展和轉移。在免疫學(xué)中,趨化性引導免疫細胞到達感染部位。除了基礎研究之外,了解這種現象還可以應用于醫學(xué)和生物技術(shù)。


          在本文中我們將探討研究文章,重點(diǎn)介紹研究趨化性的不同方法。這些研究側重于實(shí)時(shí)可視化,提供對細胞反應的動(dòng)態(tài)洞察。實(shí)時(shí)測量捕獲關(guān)鍵事件和動(dòng)力學(xué),與終點(diǎn)方法相比,可以全面了解趨化運動(dòng)。這使得研究人員能夠揭示復雜的細節,從而影響我們對這一基本生物現象的理解。


          1. 納米粒子作為“分子敲除"來(lái)破壞趨化性

          在這項跨學(xué)科研究中,Zhang 等人。探索了納米顆粒(NP)通過(guò)充當“分子敲除"來(lái)破壞趨化性的潛力。該研究旨在檢驗納米顆??梢杂行节吇肿拥募僭O,從而降低其生物利用度,從而抑制趨化性。該實(shí)驗利用了良好的-建立了涉及人單核細胞系THP-1及其趨化劑單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)的模型系統。

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          該研究采用了與 MCP-1 具有不同預測相互作用的金納米顆粒 (AuNPs) 庫,模擬了趨化性測定中細胞外基質(zhì)的體內3D 環(huán)境。研究結果強調了化學(xué)引誘劑吸附對納米顆粒的深遠影響,改變它們在細胞附近的濃度并驅動(dòng)細胞行為的變化,而所有這些都不需要納米顆粒物理進(jìn)入細胞。這種創(chuàng )新方法讓人們了解納米粒子如何充當分子調節劑,為研究和操縱趨化反應的新策略開(kāi)辟了途徑。


          2. NET-DNA作為癌癥轉移中的動(dòng)態(tài)趨化因子

          Yang等人的這項研究。探索中性粒細胞胞外陷阱 (NETs) 及其在癌癥轉移中的作用。NET 是由 DNA、蛋白質(zhì)和組蛋白組成的網(wǎng)狀結構,由中性粒細胞釋放以捕獲和中和病原體。該研究揭示了乳腺癌和結腸癌患者肝轉移瘤中豐富的 NETs,挑戰了 NETs僅作為微生物陷阱的傳統觀(guān)念。相反,NET-DNA 作為 NETs的一個(gè)組成部分,作為一種動(dòng)態(tài)趨化因子出現,積極吸引癌細胞,促進(jìn)遠處轉移的形成。

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          通過(guò)使用 Transwell 和μ-Slide Chemotaxis測定進(jìn)行細致評估,該研究證明了 NET-DNA 促進(jìn) MDA-MB-231 三陰性乳腺癌細胞遷移和粘附的令人信服的能力。細胞遷移的劑量依賴(lài)性增強進(jìn)一步強調了這種效應,這種現象在用 DNase I 處理后被消除。μ-Slide Chemotaxis測定證實(shí)了這些發(fā)現,揭示了 MDA-MB-231 細胞向更高 NET 的有效遷移DNA 梯度。這些發(fā)現為理解免疫反應、NET 和癌癥進(jìn)展之間復雜的相互作用開(kāi)辟了新途徑,為轉移性疾病的治療干預提供了潛在的目標。


          3. Prokineticin-2 在 CNS 損傷中星形膠質(zhì)細胞趨化作用中的作用

          在這項神經(jīng)生物學(xué)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)現揭示了其在促進(jìn)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(CNS)損傷情況下的重要機制。當中樞神經(jīng)系統受傷或患病時(shí),星形膠質(zhì)細胞會(huì )被激活并遷移到受損部位,從而促進(jìn)再生反應?;?PK2 已知參與巨噬細胞和單核細胞等系統細胞類(lèi)型的激活和遷移,該研究探討了 PK2 是否充當星形膠質(zhì)細胞的趨化因子。

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          利用 ibidi µ-Slide Chemotaxis 和 U373 人星形細胞瘤細胞系,研究人員證明 PK2 確實(shí)可以作為趨化因子,顯著(zhù)增強星形膠質(zhì)細胞的遷移。在重組 PK2 (rPK2) 存在的情況下,觀(guān)察到向前遷移指數 (yFMI) 顯著(zhù)增加,這強調了對含有 PK2 的儲層的明確方向響應。這種遷移的定向增強伴隨著(zhù)遷移速度和方向性評分的顯著(zhù)增加,強調了 PK2 作為星形膠質(zhì)細胞趨化性刺激劑的重要作用。


          4. 血小板裂解物負載 PEG 水凝膠誘導干細胞趨化性

          在這項轉化研究中,Chahal 等人。研究載人血小板裂解物 (PL) 的聚乙二醇 (PEG) 水凝膠在體外誘導干細胞趨化性的潛力。血小板裂解物含有多種已知可介導細胞活性的蛋白質(zhì)和生長(cháng)因子,其中一些被鑒定為能夠誘導細胞遷移的化學(xué)引誘劑。該研究探索使用摻有 90 vol% PL 的 PEG 水凝膠來(lái)檢查其對人類(lèi)間充質(zhì)干細胞 (hMSC) 的遷移影響。

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          使用μ-Slide Chemotaxis進(jìn)行細胞遷移研究。跟蹤細胞軌跡和遷移參數表明,hMSC 表現出向負載 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。這項研究強調了負載 PL 的 PEG 水凝膠的生物活性潛力,展示了它們吸引干細胞的能力——這是內源性組織工程應用令人興奮的前景。


          5. RAB35在定向運動(dòng)和趨化性中的作用

          在這項關(guān)鍵研究中,Corallino 等人。揭示 RAB35 在控制最佳方向運動(dòng)和趨化性方面的作用。該研究利用基于 RNAi 的方法,將 RAB35 確定為協(xié)調這些基本細胞過(guò)程的關(guān)鍵要求。

          為了證實(shí)這一觀(guān)點(diǎn),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(cháng)因子 (PDGF) 梯度中通過(guò)精心設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,間隔 4 μm 的空間,固定在粘性滑動(dòng)趨化室自粘底面的中心區域。從細胞庫區域的入口策略性地接種細胞,并在細胞出口區域以 20 ng/ml 的濃度引入趨化劑 (PDGF)。使用倒置顯微鏡記錄動(dòng)態(tài)細胞運動(dòng)。

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          對照細胞表現出功能性 RAB35 通路,表現出對 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(zhù)損害了趨化性,同時(shí)減少了沿梯度方向突出的細胞數量。通過(guò)延時(shí)監測細胞運動(dòng),并通過(guò)趨化和遷移工具分析手動(dòng)跟蹤的細胞。這種綜合實(shí)驗方法強化了 RAB35 在響應趨化信號而控制細胞定向運動(dòng)方面的關(guān)鍵作用,為了解這些基本細胞過(guò)程背后的分子復雜性提供了寶貴的見(jiàn)解。


          結論

          這些研究文章對細胞響應化學(xué)信號的行為進(jìn)行了引人入勝的探索,涵蓋納米技術(shù)、癌癥研究、轉化研究、神經(jīng)生物學(xué)和基于 RNAi 的方法等不同領(lǐng)域??偟膩?lái)說(shuō),這些研究不僅為趨化性研究的不斷發(fā)展做出了貢獻,而且還激發(fā)了新的視角和方法,為醫學(xué)創(chuàng )新策略鋪平了道路。


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