Name: in vitro cell migration and invasion assays
Uploaded: 2014-06-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 55 s
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The authors thank Mike Myles, Sam Saunders, and C.W. Elton at the ECU Multimedia &amp; Technology Services for providing assistance in video production. We acknowledge the grant support from North Carolina Biotechnology Center, Golfers against Cancer, Brody Brothers Endowment Fund, American Heart Association, and ECU/Vidant Cancer Research and Education Fund (L.V.Y. and M.J.R.).

1。細胞培養創傷閉鎖アッセイ<ol><li> 0.25％トリプシン-EDTA溶液を用いて組織培養プレートから細胞を剥離。ペレットを遠心分離により15ミリリットルの円錐管中の細胞上清を吸引し、培養培地中に再懸濁細胞。 24時間で100％のコンフルエンスのために6ウェルプレート中の適切な数の細胞をプレート。 注：試験による細胞型と同様に使用されているのサイズに100％の集密度を達成するための時間および細胞の数を決定するために必要とされてもよい（例えば、1×10 6個のB16F10メラノーマ細胞をウェルに播種し創傷の発生の24時間前に6ウェルプレート）。あるいは、12ウェルまたは24ウェルプレートを使用することができる。 注意：使用可能な場合は、細胞が傷プレキャストを作る処理した組織培養プレート上で培養インサート（ibidi LLCから）中に播種することができます。文化の挿入は、ピペットチップによる損傷から組織培養プレートの表面を保護することができる。文化挿入はオミットステップを使用している場合1.2。 </li><li>無菌環境（通常はバイオセーフティフード）で組織培養プレートの上にしっかりと押して、速やかに細胞単層を通って下の縦傷を作るために200μlのピペットチップを使用しています。異なるサイズのピペットチップは、所望される創傷サイズを作製するために使用されてもよい。それは表面を傷つける可能性があるピペットチップで組織培養プレートに無理な力を加えないでください。創傷が予めキャストである場合、このステップは省略してもよい。 </li><li>注意深く培地および細胞の破片を吸引する。ゆっくりウェルの底をカバーし、追加の細胞を剥離しないように十分に壁に対して十分な培養培地を追加します。傷の発生や検査次の初期画面は、注意が必要です。適切な温度およびCO 2濃度（通常37℃、5％CO 2）に設定したインキュベータ中で組織培養プレートを置き。 </li><li>いくつかの時点で、3時間ごとなど 、incubatからプレートを取り外しまたはスナップショット撮影すると、創傷閉鎖をチェックするために倒立顕微鏡下に置きます。タイムラプス顕微鏡を使用できる場合は、いつでも温度の持続時間と、CO 2制御室のために写真を（通常は5分ごとに始まる）分のすべてのXの数を取る。細胞型に依存して、創傷閉鎖時間は変わる場合があります。 </li><li>スナップショット画像の結果を分析するために、スケールバーを使用して、他の創傷の片側の距離を測定する。散布図や棒グラフなどの 図1を使用して分析し、時間の経過とともに明らかに存在創傷閉鎖。 </li><li>タイムラプス画像を分析するために、ビデオを作るために（http://rsb.info.nih.gov/ij/で自由に利用できる）ImageJソフトウェアに写真をインポートします。このオープンはImageJを行うには、ファイル、インポート、およびイメージシーケンスをクリックします。写真を使用してファイルを見つける。ファイル内の最初の写真をクリックしてください。 、ファイルを選択して、ビデオを保存として保存し、AVIファイル。シングル移動細胞は、キャラに観察されることがある方向の動きをcterize。さらに、このような葉状仮足の形成及び後縁の後退などの形態学的特徴（ 図2及び補助ビデオ）ならびに研究することができる。 </li></ol> 2。トランスウェル細胞遊走および浸潤アッセイ<ol><li>無菌環境（典型的には、バイオセーフティーフード）中で遠心分離することにより、非酵素的細胞解離緩衝液または0.25％トリプシン-EDTA溶液を用いてペレット細胞を組織培養プレートから細胞を剥離し、ペレット化した細胞を残す既存の培地を吸引除去する。 0.1％BSA（ウシ血清アルブミン）を含有する無血清細胞培養培地中で細胞を再懸濁する。 注：トリプシン-EDTAによる細胞表面17上の種々の受容体の切断に対する細胞の遊走および浸潤に影響を与える可能性が0.25％を調査される細胞株に依存して。 注：ml当たりの細胞数、細胞のサイズに依存する。さらなる試験は、プロ播種密度を見つけるために必要とされ得る最良の結果をvides。 24ウェルトランスウェルインサートを使用するとき、典型的には1×10 6細胞/ mlのほとんどの細胞型のための良い出発点である。トランスウェルインサートサイズの範囲と添加した細胞の数はそれに応じてのために調整されるべきでもある。 </li><li>プレート100トランスウェルインサート内フィルター膜の上に細胞溶液の液とは、37℃で10分間インキュベートし、5％のCO 2の細胞が落ち着いてできるようにする。 注：使用されるトランスウェル膜の特定の細孔サイズは、試料中の細胞の個々の大きさに依存する。細胞が小さすぎる場合は、それらは、移行を容易にするために、またはそれらが大きすぎる場合、それらが孔を通って適合しない場合を必要とせずに細孔を通過することができる。いくつかのトランスウェル3ミクロンまでの範囲の細孔径を有する挿入、5ミクロン、および細胞遊走アッセイのための8ミクロンがあります。トランスウェルインサートは、例えば、コーニング社のような会社から市販されている。 注：トランスウェルMigrationアッセイは、容易に細胞浸潤アッセイを行うために改変することができる。これを行うには、トランスウェル膜の上に、細胞外マトリックス（ECM）材料を追加してから、ECMの上にセルを追加。例えば、マトリゲルを解凍し、氷上で液化し、次いでマトリゲルの30〜50μlを、トランスウェルインサートを24ウェルに添加し、薄いゲル層を形成するために15〜30分間37℃のインキュベーター中で固化した。細胞溶液を細胞外マトリックスを介して侵入するのをシミュレートするためにマトリゲルコーティングの上に付加される。 注意：トランスウェル細胞遊走およびトランスウェル細胞浸潤アッセイの間に明確な違いがあります。トランスウェル細胞移動アッセイは、化学誘引物質に向かう細胞の走化性能力を測定する。トランスウェル細胞浸潤アッセイは、しかしながら、細胞外マトリックスを介して一般に癌の転移又は胚発生中に見出されているプロセスを細胞走化性および細胞の浸潤の両方を測定する。 </li><li>ピペットを用いて、非常にcarefully 24ウェルプレート内の下部チャンバーの底部に必要な化学誘引物質を600μlを加える。トランスウェルインサートを移動させずに化学誘引物質を加え、気泡を発生しないようにします。底に化学誘引液がうまく走化性勾配を形成するために、上だけでなく、膜と接触することを確認します。インキュベーション時間は、細胞の種類および使用される化学誘引物質に依存する。 注：さらなる試験は、インキュベーション期間を決定するために必要とされてもよい。 注：接着細胞の場合、移動した細胞を膜1,8の他方の側に付着する。移動した細胞の定量化は、ステップ2.4​​（2.4〜2.8は、無菌環境で実施される必要がないステップ）2.8以下を行うことができる。非接着細胞の場合は、移動した細胞を下部チャンバーにメディアにドロップします。遊走した細胞の数は血球計数器を用いて計数または5フローサイトメーターすることができる。 </li><li>プレートからトランスウェルインサートを削除する。慎重に損傷を与えることなく、膜の上から移行していないメディアや、残りの細胞を除去するために、必要に応じて何度でも綿棒を使用してください。 </li><li> 24ウェルプレートのウェルに70％エタノールを600〜1,000μLを加える。細胞固定を可能にするために10分間70％エタノール中にトランスウェルインサートを配置する。 24ウェルプレートからトランスウェルインサートを取り外し、膜の上から残りのエタノールを除去し綿棒を使用しています。トランスウェル膜（一般的に10〜15分）を乾燥することができます。 </li><li> 24ウェルプレートのウェルに0.2％クリスタルバイオレットの600〜1,000μLを加え、染色のために、その中に膜を配置する。 5〜10分間、室温でインキュベートする。 </li><li>そっとピペットチップや綿棒で膜の上からクリスタルバイオレットを削除します。非常に慎重に、過剰な結晶ヴィオレを除去するために、必要に応じて蒸留水に何度でもメンブレンを浸し、固定した細胞を洗浄オフ避けるためにT。トランスウェルメンブレンを乾燥させる。 </li><li>ビュー倒立顕微鏡の下や化学誘引物質に向かって、膜を通って移動し、膜の下側（ 図3）に付着した細胞の平均の合計を取得するために、ビューのさまざまな分野でのセルの数をカウントします。 </li></ol>

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	<li>Castellone, R. D., Leffler, N. R., Dong, L., Yang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+tumor+cell+migration+and+metastasis+by+the+proton-sensing+GPR4+receptor.">Inhibition of tumor cell migration and metastasis by the proton-sensing GPR4 receptor.</a> Cancer Lett. 312 (2), 197-208 (2011).</li><li>Hall, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cytoskeleton+and+cancer.">The cytoskeleton and cancer.</a> Cancer Metastasis Rev. 28, (2009).</li><li>Lauffenburger, D. A., Horwitz, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+migration:+a+physically+integrated+molecular+process.">Cell migration: a physically integrated molecular process.</a> Cell. 84 (3), 359-369 (1996).</li><li>Peter, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Migration+to+apoptotic+&amp;#34;find-me&amp;#34;+signals+is+mediated+via+the+phagocyte+receptor+G2A.">Migration to apoptotic &amp;#34;find-me&amp;#34; signals is mediated via the phagocyte receptor G2A.</a> J. Biol. Chem. 283 (9), 5296-5305 (2008).</li><li>Radu, C. G., Yang, L. V., Riedinger, M., Au, M., Witte, O. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T+cell+chemotaxis+to+lysophosphatidylcholine+through+the+G2A+receptor.">T cell chemotaxis to lysophosphatidylcholine through the G2A receptor.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101 (1), 245-250 (2004).</li><li>Buul, J. D., Hordijk, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signaling+in+leukocyte+transendothelial+migration.">Signaling in leukocyte transendothelial migration.</a> Arterioscler Thromb. Vasc. Biol. (5), 824-833 (2004).</li><li>Yang, L. V., Heng, H. H., Wan, J., Southwood, C. M., Gow, A., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+promoters+and+polyadenylation+regulate+tissue-specific+expression+of+Hemogen+isoforms+during+hematopoiesis+and+spermatogenesis.">Alternative promoters and polyadenylation regulate tissue-specific expression of Hemogen isoforms during hematopoiesis and spermatogenesis.</a> 228 (4), 606-616 (2003).</li><li>Yang, L. V., Radu, C. G., Wang, L., Riedinger, M., Witte, O. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gi-independent+macrophage+chemotaxis+to+lysophosphatidylcholine+via+the+immunoregulatory+GPCR+G2A.">Gi-independent macrophage chemotaxis to lysophosphatidylcholine via the immunoregulatory GPCR G2A.</a> Blood. 105 (3), 1127-1134 (2005).</li><li>Yoshida, M., Yoshida, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sperm+chemotaxis+and+regulation+of+flagellar+movement+by+Ca2+.">Sperm chemotaxis and regulation of flagellar movement by Ca2+.</a> Mol. Hum. Reprod. 17 (8), 457-465 (2011).</li><li>Albini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+and+endothelial+cell+invasion+of+basement+membranes.+The+matrigel+chemoinvasion+assay+as+a+tool+for+dissecting+molecular+mechanisms.">Tumor and endothelial cell invasion of basement membranes. The matrigel chemoinvasion assay as a tool for dissecting molecular mechanisms.</a> Pathol. Oncol. Res. 4 (3), 230-241 (1998).</li><li>Fidler, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+determinants+of+metastasis.">Critical determinants of metastasis.</a> Semin. Cancer Biol. 12 (2), 89-96 (2002).</li><li>Steeg, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+metastasis:+mechanistic+insights+and+clinical+challenges.">Tumor metastasis: mechanistic insights and clinical challenges.</a> Nat. Med. 12 (8), 895-904 (2006).</li><li>Roussos, E. T., Condeelis, J. S., Patsialou, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+in+cancer.">Chemotaxis in cancer.</a> Nat. Rev. Cancer. 11 (8), 573-587 (2011).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+3D+morphology+and+functions+on+genetically+engineered+mouse+melanoma+cells.">Comparative study of 3D morphology and functions on genetically engineered mouse melanoma cells.</a> Integr. Biol. (Camb. 4 (11), 1428-1436 (2012).</li><li>Junger, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purinergic+regulation+of+neutrophil+chemotaxis.">Purinergic regulation of neutrophil chemotaxis.</a> Cell. Mol. Life Sci. 65 (16), 2528-2540 (2008).</li><li>Lazennec, G., Richmond, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemokines+and+chemokine+receptors:+new+insights+into+cancer-related+inflammation.">Chemokines and chemokine receptors: new insights into cancer-related inflammation.</a> Trends Mol. Med. 16 (3), 133-144 (2010).</li><li>Huang, H. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trypsin-induced+proteome+alteration+during+cell+subculture+in+mammalian+cells.">Trypsin-induced proteome alteration during cell subculture in mammalian cells.</a> J. Biomed. Sci. 17, (2010).</li><li>Cortesio, C. L., Boateng, L. R., Piazza, T. M., Bennin, D. A., Huttenlocher, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calpain-mediated+proteolysis+of+paxillin+negatively+regulates+focal+adhesion+dynamics+and+cell+migration.">Calpain-mediated proteolysis of paxillin negatively regulates focal adhesion dynamics and cell migration.</a> J. Biol. Chem. 286 (12), 9998-10006 (2011).</li><li>Wehrle-Haller, B., Imhof, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actin+microtubules+and+focal+adhesion+dynamics+during+cell+migration.">Actin microtubules and focal adhesion dynamics during cell migration.</a> Int. J. Biochem. Cell Biol. 35 (1), 39-50 (2003).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

細胞遊走は、癌研究において研究する重要な側面であり、それはまた、免疫学的発達および創傷治癒の研究に適用することができる。細胞培養は、閉鎖アッセイを巻き取り、トランスウェル細胞遊走および浸潤アッセイは、細胞遊走挙動の詳細な情報を明らかにし、細胞遊走1,2,10,14の分子機構を研究するために使用することができる。我々の研究は、B16F10メラノーマ細胞株の移動速?...

運動性は、生きた細胞の本質的な特徴である。細胞遊走は、生命、胚発生、免疫応答、並びに癌転移および炎症1-9のような多くの病理学的プロセスの概念に関与する。そのため、細胞移動挙動を研究するための方法は生物医科学、生物学、生物工学、および関連分野における専門分野の広い範囲のために非常に有用な研究ツールである。 癌患者の死亡の主な原因は、転移の進行に関連しているように、癌研究における細胞移動の研究は、特に重要である。体全体に広がり、普及させる癌のために、癌細胞は、移行する必要がありますし、intravasate血液循環中に、細胞外マトリックス（ECM）を介して侵入し、離れた部位に付着し、最終的には遠くの巣1,10-12を形成するために浸出。様々な生物学的方法が詳細にこれらの事象を研究するために用いることができる。細胞培養創傷閉鎖ANdは、トランスウェル遊走および浸潤アッセイが広く科学界1,10に使用される。これらのテストは、特定の細胞型が自然に移行または化学誘引物質に反応し、方向的にそれに向かって移動することができますどれだけの理解を可能にすることができる必要なデータを提供することができます。いくつかの渡り鳥の表現型が記載されている。細胞は、間葉またはアメーバ様運動で、または多細胞運動によって見られるような単細胞状に移動することができる13のストリーミング遊走または細胞集団を標識した。運動性細胞において使用される移動の方法は、容易に細胞培養創傷閉鎖アッセイ法を用いて観察することができる。 細胞移動を研究するための多くの方法の中でも、細胞創傷閉鎖アッセイは、最も簡単なの一つである。この方法は、全細胞塊の遊走能を決定するために有用である。さらに一歩撮影時には、移行中に14個々の細胞の形態学的特徴を観察するために使用することができる。創傷閉鎖の分析に続いて、多くの表現型を明らかにすることができる。コントロールと比較し時間をかけて、閉じた距離を測定することは、特定の移行変更やこれまで知られていなかった障害のある渡り鳥の表現型を明らかにすることができる。さらに、単一細胞葉状仮足の形成、尾部退縮、および方向移動は、関心対象14の細胞で損なわ又は増強することができる何の手 ​​がかりを与えることができる。 トランスウェル遊走および浸潤アッセイは、それらが方向性ケモカイン、増殖因子、脂質、またはヌクレオチド4,5,8,15,16であるかどうかを、種々の化学誘引物質に応答する単一細胞の能力を分析するために使用されてもよい。それはまた、受容体1,14の過剰発現に差動回遊能力を評価することができる。これらのアッセイはまた、低分子量GTPase 2のRhoファミリーなどの細胞移動の重要な調節因子を同定および特徴付けるために使用することができる。これらの短い、以下、簡単にアクセスもてアクセスします試験、細胞移動のモードと3-Dマトリックスに浸潤する細胞の能力を決定することもできる。

<table><tbody><tr><td>Dulbecco&amp;rsquo;s modified Eagle medium (DMEM)</td><td>Gibco</td><td>11995-073</td><td></td></tr><tr><td>Fetal bovine serum (FBS)</td><td>Gemini</td><td>100106</td><td></td></tr><tr><td>Bovine serum albumin (BSA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A4503-50G</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin EDTA 0.25%</td><td>Gibco</td><td>25200-056</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco&amp;rsquo;s phosphate buffered saline (DPBS)</td><td>Gibco</td><td>14190-250</td><td></td></tr><tr><td>Crystal violet</td><td>Sigma</td><td>C0775-100G</td><td>Dissolved in water at 0.2%</td></tr><tr><td>Cell disassociation buffer</td><td>Gibco</td><td>13151-014</td><td></td></tr><tr><td>Cell culture incubator</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td>Model # 3145</td></tr><tr><td>SterilGARD biosafety hood</td><td>The Baker Company, Inc.&amp;nbsp;</td><td></td><td>Model # VBM-600</td></tr><tr><td>EVOS Fl inverted microscope</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td>Model # AMF-4302-US</td></tr><tr><td>Tissue culture plate</td><td>Becton Dickinson</td><td>353046</td><td>Catalog number varies depending on the type of culture plate</td></tr><tr><td>Corning Transwell insert</td><td>Fisher</td><td>07-200-150</td><td>Catalog number varies depending on the pore size of the membrane</td></tr></tbody></table>

in vitro cell migration and invasion assays

Migration is a key property of live cells and critical for normal development, immune response, and disease processes such as cancer metastasis and inflammation. Methods to examine cell migration are very useful and important for a wide range of biomedical research such as cancer biology, immunology, vascular biology, cell biology and developmental biology. Here we use tumor cell migration and invasion as an example and describe two related assays to illustrate the commonly used, easily accessible methods to measure these processes. The first method is the cell culture wound closure assay in which a scratch is generated on a confluent cell monolayer. The speed of wound closure and cell migration can be quantified by taking snapshot pictures with a regular inverted microscope at several time intervals. More detailed cell migratory behavior can be documented using the time-lapse microscopy system. The second method described in this paper is the transwell cell migration and invasion assay that measures the capacity of cell motility and invasiveness toward a chemo-attractant gradient. It is our goal to describe these methods in a highly accessible manner so that the procedures can be successfully performed in research laboratories even just with basic cell biology setup.

ここに提示創傷閉鎖アッセイ及びトランスウェル細胞移動アッセイをモデル系としてマウスB16F10メラノーマ細胞を用いて行った。創傷閉鎖アッセイでは、B16F10細胞を6ウェル組織培養プレートに播種し、24時間で100％のコンフルエンスまで増殖させた。約700μm幅の傷をタイムラプス顕微鏡を用いて記録したピペットチップ及び創傷閉鎖（細胞遊走）を用いて生成した。タイムラプス顕微鏡検査?...

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In vitro Cell Migration and Invasion Assays

一般的に使用される、 インビトロで細胞遊走および浸潤を調べるための高度にアクセス可能な方法が記載されている。第一の方法は、細胞運動性を測定する細胞創傷閉鎖アッセイである。第二の方法は、走化性、細胞の浸潤能を評価するトランスウェル遊走および浸潤アッセイである。

インビトロでの細胞遊走および浸潤アッセイにおける

Migration is a key property of live cells and critical for normal development, immune response, and disease processes such as cancer metastasis and ...

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In vitro Cell Migration and Invasion Assays

Unit 1

Cell Polarization and Migration

SCIENTISTS IN ACTION

137.8K ビュー.  East Carolina University. 一般的に使用される、 インビトロで細胞遊走および浸潤を調べるための高度にアクセス可能な方法が記載されている。第一の方法は、細胞運動性を測定する細胞創傷閉鎖アッセイである。第二の方法は、走化性、細胞の浸潤能を評価するトランスウェル遊走および浸潤アッセイである。 

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Assessment of Endothelial Cell Migration After Exposure to Toxic Chemicals

Exposure to chemical substances (including alkylating chemical warfare agents like sulfur and nitrogen mustards) cause a plethora of clinical symptoms including wound healing disorder. The physiological process of wound healing is highly complex. The formation of granulation tissue is a key step in this process resulting in a preliminary wound closure and providing a network of new capillary blood vessels &#8211; either through vasculogenesis (novel formation) or angiogenesis (sprouting of existing vessels). Both vasculo- and angiogenesis require functional, directed migration of endothelial cells. Thus, investigation of early endothelial cell (EEC) migration is important to understand the pathophysiology of chemical induced wound healing disorders and to potentially identify novel strategies for therapeutic intervention.
We assessed impaired wound healing after alkylating agent exposure and tested potential candidate compounds for treatment. We used a set of techniques outlined in this protocol. A modified Boyden chamber to quantitatively investigate chemokinesis of EEC is described. Moreover, the use of the wound healing assay in combination with track analysis to qualitatively assess migration is illustrated. Finally, we demonstrate the use of the fluorescent dye TMRM for the investigation of mitochondrial membrane potential to identify underlying mechanisms of disturbed cell migration. The following protocol describes basic techniques that have been adapted for the investigation of EEC.

Investigation of early endothelial cell (EEC) migration is important to understand the pathophysiology of certain illnesses and to potentially identify novel strategies for therapeutic intervention. The following protocol describes techniques to assess cell migration that have been adapted for the investigation of EEC.

有害化学物質への曝露後の内皮細胞の遊走の評価

Exposure to chemical substances (including alkylating chemical warfare agents like sulfur and nitrogen mustards) cause a plethora of clinical symptoms ...

発生生物学

Evaluation of the Cell Invasion and Migration Process: A Comparison of the Video Microscope-based Scratch Wound Assay and the Boyden Chamber Assay

The invasion and migration abilities of tumor cells are main contributors to cancer progression and recurrence. Many studies have explored the migration and invasion abilities to understand how cancer cells disseminate, with the aim of developing new treatment strategies. Analysis of the cellular and molecular basis of these abilities has led to the characterization of cell mobility and the physicochemical properties of the cytoskeleton and cellular microenvironment. For many years, the Boyden chamber assay and the scratch wound assay have been the standard techniques to study cell invasion and migration. However, these two techniques have limitations. The Boyden chamber assay is difficult and time consuming, and the scratch wound assay has low reproducibility. Development of modern technologies, especially in microscopy, has increased the reproducibility of the scratch wound assay. Using powerful analysis systems, an &#34;in-incubator&#34; video microscope can be used to provide automatic and real-time analysis of cell migration and invasion. The aim of this paper is to report and compare the two assays used to study cell invasion and migration: the Boyden chamber assay and an optimized in vitro video microscope-based scratch wound assay.

This study reports two different methods for the analysis of cell invasion and migration: the Boyden chamber assay and the in vitro video microscope-based wound-healing assay. The protocols for these two experiments are described, and their benefits and disadvantages are compared.

細胞浸潤および移行プロセスの評価: ビデオ顕微鏡ベースのスクラッチの比較創傷アッセイと boyden 教授区域の試金

The invasion and migration abilities of tumor cells are main contributors to cancer progression and recurrence. Many studies have explored the migration ...

がん研究

Moving Upwards: A Simple and Flexible In Vitro Three-dimensional Invasion Assay Protocol

Although 3D invasion assays have been developed, the challenge remains to study cells without affecting the integrity of their microenvironment. Traditional 3D assays such as the Boyden Chamber require that cells are displaced from the original culture location and moved to a new environment. Not only does this disrupt the cellular processes that are intrinsic to the microenvironment, but it often results in a loss of cells. These problems are especially challenging when dealing with cells that are either rare, or extremely sensitive to their microenvironment. Here, we describe the development of a 3D invasion assay that avoids both concerns. In this assay, cells are plated within a small well and an ECM matrix containing a chemoattractant is laid atop the cells. This requires no cell displacement, and allows the cells to invade upwards into the matrix. In this assay, cell invasion as well as cell morphology can be assessed within the collagen gel. Using this assay, we characterize the invasive capacity of rare and sensitive cells; the hybrid cells resulting from fusion between breast cancer cells MCF7 and mesenchymal/multipotent stem/stroma cells (MSCs).

Moving Upwards: A Simple and Flexible In Vitro Three-dimensional Invasion Assay Protocol

This protocol describes an inverted vertical invasion assay that could be used to quantify the migration and invasion capabilities of cells in a three-dimensional setting while preserving the cell microenvironment. This assay is suitable for rare and/or sensitive cells.

上に移動: シンプルかつ柔軟なIn Vitro三次元侵略試金のプロトコル

Although 3D invasion assays have been developed, the challenge remains to study cells without affecting the integrity of their microenvironment. ...

Live-Cell Imaging Assays to Study Glioblastoma Brain Tumor Stem Cell Migration and Invasion

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include rapid proliferation and pervasive invasion into the normal brain. Recurrence is thought to result from the presence of radio- and chemo-resistant brain tumor stem cells (BTSCs) that invade away from the initial cancerous mass and, thus, evade surgical resection. Hence, therapies that target BTSCs and their invasive abilities may improve the otherwise poor prognosis of this disease. Our group and others have successfully established and characterized BTSC cultures from GBM patient samples. These BTSC cultures demonstrate fundamental cancer stem cell properties such as clonogenic self-renewal, multi-lineage differentiation, and tumor initiation in immune-deficient mice. In order to improve on the current therapeutic approaches for GBM, a better understanding of the mechanisms of BTSC migration and invasion is necessary. In GBM, the study of migration and invasion is restricted, in part, due to the limitations of existing techniques which do not fully account for the in vitro growth characteristics of BTSCs grown as neurospheres. Here, we describe rapid and quantitative live-cell imaging assays to study both the migration and invasion properties of BTSCs. The first method described is the BTSC migration assay which measures the migration toward a chemoattractant gradient. The second method described is the BTSC invasion assay which images and quantifies a cellular invasion from neurospheres into a matrix. The assays described here are used for the quantification of BTSC migration and invasion over time and under different treatment conditions.

Here, we describe live-cell imaging techniques to quantitatively measure the migration and invasion of glioblastoma brain tumor stem cells over time and under multiple treatment conditions.

住セルイメージ投射アッセイ研究神経膠腫脳腫瘍幹細胞の遊走と浸潤に

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include ...

A Simple Migration/Invasion Workflow Using an Automated Live-cell Imager

Cancer cell mobility is crucial for the initiation of metastasis. Therefore, investigation of the cell movement and invasive capacity is of great significance. Migration assays provide basic insight of cell movement at a 2D level, whereas invasion assays are more physiologically relevant, mimicking in vivo cancer cell dislodgment from the original site and invading through the extracellular matrix. The current protocol provides a single workflow for migration and invasion assays. Together with the integrated automated microscopic camera for real-time HD images and built-in analysis module, it gives researchers a time-efficient, simple and reproducible experimental option. This protocol also includes substitutions for the consumables and alternative analysis methods for users to choose from.

The current protocol describes an integrated method investigating cancer cell migration and invasion on a single platform in real-time, providing an easily reproducible and time-efficient option to study cell mobility and morphology.

自動生細胞固体撮像素子を使用して単純な移行/侵略ワークフロー

Cancer cell mobility is crucial for the initiation of metastasis. Therefore, investigation of the cell movement and invasive capacity is of great ...

The Use of Mouse Mammary Tumor Cells in an In Vitro Invasion Assay as a Measure of Oncogenic Cell Behavior

The in vitro invasion assay uses a protein-rich matrix in a Boyden chamber to measure the ability of cultured cells to pass through the matrix and a porous membrane in a process analogous to the initial steps of cancer cell metastasis. The tested cells can be altered for the gene expression or treated with inhibitors to test for changes in the invasion potential. This experiment tests the aggressive phenotype of the mouse mammary tumor cells to discover and characterize the potential oncogenes that promote cell invasion. This technique, however, can be versatile and adapted to many different applications. The experiment itself can be done in one day and the results are acquired by light microscopy in less than a day. The results include counts of the number of invading cells for comparison and analysis. The in vitro invasion assay is a rapid, inexpensive, and clear-cut method for determining cell behavior in a culture that can be used as an initial assessment before more involved in vivo assays.

The in vitro cell invasion assay is used to measure the potential of cancer metastasis by quantifying the cellular potential for invasion and migration using cell culture inserts containing protein matrix. Cells are challenged to migrate through the protein matrix and a porous membrane, towards a chemoattractant, and then quantified by light microscopy.

腫瘍性細胞行動の尺度としてのインビトロ侵血アッセイにおけるマウス乳腺腫瘍細胞の使用

The in vitro invasion assay uses a protein-rich matrix in a Boyden chamber to measure the ability of cultured cells to pass through the matrix and a ...

遺伝学

In Vitro Assays to Evaluate the Migration, Invasion, and Proliferation of Immortalized Human First-trimester Trophoblast Cell Lines

Cell movement is a critical property of trophoblasts during placental development and early pregnancy. The significance of proper trophoblast migration and invasion is demonstrated by pregnancy disorders such as pre-eclampsia and intrauterine growth restriction, which are associated with inadequate trophoblast invasion of the maternal vasculature. Unfortunately, our understanding of the mechanisms by which the placenta develops from migrating trophoblasts is limited. In vitro analysis of cell migration via the scratch assay is a useful tool in identifying factors that regulate trophoblast migratory capacity. However, this assay alone does not define the cellular changes that can result in altered cell migration. This protocol describes three different in vitro assays that are used collectively to evaluate trophoblast cell movement: the scratch assay, the invasion assay, and the proliferation assay. The protocols described here may also be modified for use in other cell lines to quantify cell movement in response to stimuli. These methods allow investigators to identify individual factors that contribute to the cell movement and provide a thorough examination of potential mechanisms underlying apparent changes in cell migration.

Here, we present a highly accessible protocol for evaluating the cell movement in human trophoblast cells using three in vitro assays: the scratch assay, the transwell invasion assay, and the cell proliferation assay.

移行, 侵略, と不死化妊娠初期絨毛細胞の増殖を評価する生体外の試金

Cell movement is a critical property of trophoblasts during placental development and early pregnancy. The significance of proper trophoblast migration ...

A Modified In vitro Invasion Assay to Determine the Potential Role of Hormones, Cytokines and/or Growth Factors in Mediating Cancer Cell Invasion

Blood serum serves as a chemoattractant towards which cancer cells migrate and invade, facilitating their intravasation into microvessels. However, the actual molecules towards which the cells migrate remain elusive. This modified invasion assay has been developed to identify targets which drive cell migration and invasion. This technique compares the invasion index under three conditions to determine whether a specific hormone, growth factor, or cytokine plays a role in mediating the invasive potential of a cancer cell. These conditions include i) normal fetal bovine serum (FBS), ii) charcoal-stripped FBS (CS-FBS), which removes hormones, growth factors, and cytokines and iii) CS-FBS + molecule (denoted &#8220;X&#8221;). A significant change in cell invasion with CS-FBS as compared to FBS, indicates the involvement of hormones, cytokines or growth factors in mediating the change. Individual molecules can then be added back to CS-FBS to assay their ability to reverse or rescue the invasion phenotype. Furthermore, two or more factors can be combined to evaluate the additive or synergistic effects of multiple molecules in driving or inhibiting invasion. Overall, this method enables the investigator to determine whether hormones, cytokines, and/or growth factors play a role in cell invasion by serving as chemoattractants or inhibitors of invasion for a particular type of cancer cell or a specific mutant. By identifying specific chemoattractants and inhibitors, this modified invasion assay may help to elucidate signaling pathways that direct cancer cell invasion.

A Modified In vitro Invasion Assay to Determine the Potential Role of Hormones, Cytokines and/or Growth Factors in Mediating Cancer Cell Invasion

This video article describes a modified in vitro method to examine the role of hormones, cytokines and/or growth factors in driving cancer cell invasion.

変更された<em&gt;インビトロ</em媒介する癌細胞浸潤におけるホルモン、サイトカインおよび/または成長因子の潜在的な役割を決定するために&gt;浸潤アッセイ

Blood serum serves as a chemoattractant towards which cancer cells migrate and invade, facilitating their intravasation into microvessels. However, the ...

医学

Real-Time Quantitative Measurement of Tumor Cell Migration and Invasion Following Synthetic mRNA Transfection

Tumor cells are highly motile and invasive and display altered gene expression patterns. Knowledge of how changes in gene expression regulate tumor cell migration and invasion is essential for understanding the mechanisms of tumor cell infiltration into neighboring healthy tissues and metastasis. Previously, it was demonstrated that gene knockdown followed by the impedance-based real-time measurement of tumor cell migration and invasion enables the identification of the genes required for tumor cell migration and invasion. Recently, the mRNA vaccines against SARS-CoV-2 have increased interest in using synthetic mRNA for therapeutic purposes. Here, the method using synthetic mRNA was revised to study the effect of gene overexpression on tumor cell migration and invasion. This study demonstrates that elevated gene expression with synthetic mRNA transfection followed by impedance-based real-time measurement may help identify the genes that stimulate tumor cell migration and invasion. This method paper provides important details on the procedures for examining the effect of altered gene expression on tumor cell migration and invasion.

Many upregulated genes stimulate tumor cell migration and invasion, leading to poor prognosis. Determining which genes regulate tumor cell migration and invasion is critical. This protocol presents a method for investigating the effects of the increased expression of a gene on the migration and invasion of tumor cells in real time.

合成mRNAトランスフェクション後の腫瘍細胞の遊走および浸潤のリアルタイム定量測定(英語)

Tumor cells are highly motile and invasive and display altered gene expression patterns. Knowledge of how changes in gene expression regulate tumor cell ...

A Novel In Vitro Wound Healing Assay to Evaluate Cell Migration

The aim of this work is to show a novel method to evaluate the ability of some immunomodulatory molecules, such as antimicrobial peptides (AMPs), to stimulate cell migration. Importantly, cell migration is a rate-limiting event during the wound-healing process to re-establish the integrity and normal function of tissue layers after injury. The advantage of this method over the classical assay, which is based on a manually made scratch in a cell monolayer, is the usage of special silicone culture inserts providing two compartments to create a cell-free pseudo-wound field with a well-defined width (500 &#956;m). In addition, due to an automated image analysis platform, it is possible to rapidly obtain quantitative data on the speed of wound closure and cell migration. More precisely, the effect of two frog-skin AMPs on the migration of bronchial epithelial cells will be shown. Furthermore, pretreatment of these cells with specific inhibitors will provide information on the molecular mechanisms underlying such events.

A Novel In Vitro Wound Healing Assay to Evaluate Cell Migration

Here, we present a protocol to evaluate the effect of peptides on the migration of bronchial epithelial cells. This method allows for the rapid and highly reproducible obtainment of quantitative data on the speed of cell migration and wound closure.

新規In Vitro細胞移動を評価する癒しのアッセイを傷

The aim of this work is to show a novel method to evaluate the ability of some immunomodulatory molecules, such as antimicrobial peptides (AMPs), to ...