Name: analysis of cell migration within a three-dimensional collagen matrix
Uploaded: 2014-10-05T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix at JoVE.com

This work was supported by the Fritz-Bender-Foundation, Munich, Germany

1. إعداد دوائر الهجرة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد هلام شمع البارافين / النفط (1: 1) قد ذاب المزيج والحرارة حتى يصبح الخليط. باستخدام فرشاة الطلاء ورسم 2-3 طبقات من هلام شمع البارافين / النفط (1: 1) خلط في منتصف شريحة زجاجية وفقا لأرقام 1B-1D. ...

القدرة على الهجرة هي السمة المميزة للخلايا السرطانية 4. دون القدرة على الانفصال عن الورم الرئيسي وللهجرة من خلال المحيطة الخلايا السرطانية الأنسجة الضامة لن تكون قادرة على البذور الآفات الثانوية، والتي هي السبب الرئيسي للوفاة في مرضى السرطان تقريبا. بسبب هذه ?...

<html> مثل انصهار الخلية (لمحة عامة نرى 1،2) الهجرة الخلية هي ظاهرة بيولوجية أخرى التي تشارك في عدد كبير من العمليات الفسيولوجية بما في ذلك التطور الجنيني، التئام الجروح والاستجابات المناعية (للمراجعة رؤية 3). ومع ذلك، فإن القدرة على الهجرة هي أيضا شرط أساسي لخلايا الورم إلى metastasize (للمراجعة نرى 3،4). الهجرة الخلية هي عملية معقدة، غير مفهومة تماما العملية التي يتم من إخراج التفاعل بين عدة مسارات نقل الإشارة التي بدأها مختلف يجند (على سبيل المثال، السيتوكينات، كيموكينات، عوامل النمو والهرمونات ومكونات المصفوفة خارج الخلية) مستقبلات (مثل مستقبلات التيروزين كيناز، مستقبلات chemokine، integrins) التفاعلات 5 مما تسبب في نهاية المطاف إعادة تنظيم الهيكل الخلوي الأكتين مع ما يصاحب ذلك اجتثاث وإعادة التجميع المجمعات التصاق التنسيق وإنتغرين بوساطة إشارات 6. وقد تم تطوير ق = &quot;jove_content&quot;&gt; تحليل الهجرة الخلية عدة في المختبر والمجراة المقايسات الهجرة خلية في العقود الماضية، بما في ذلك فحص غرفة بويدن / transwell 7، الصفر فحص / فحص 8-10 التئام الجروح، ثلاثي الأبعاد ( 3D) الكولاجين مصفوفة فحص الهجرة 11 وكذلك حيوي داخلي التصوير / المجهري (للمراجعة نرى 12). كل من هذه المقايسات الهجرة الخلية لديه إيجابيات وسلبيات، على سبيل المثال، بشأن التكاليف والحاجة لمعدات والمناولة أو موثوقية البيانات التي تم الحصول عليها. كل من غرفة بويدن / transwell الفحص وفحص الصفر / التئام الجروح الفحص سهلة ومنخفضة التكلفة وفحوصات متطورة لقياس الهجرة الخلية في المختبر 7-10. في غرفة بويدن / والمصنف transwell خلايا فحص على رأس لإدراج تحتوي على مسام (حوالي 8 ميكرون في القطر) - ما يسمى المقصورة العلوية 7. اختياري، يمكن أن تكون مغلفة مع إدراج متر خارج الخليةمكونات ATRIX، على سبيل المثال، فبرونيكتين، والكولاجين وغيرها، لتحاكي بيئة أكثر الفسيولوجية. وبالمثل، يمكن زراعة الخلايا البطانية فوق إدراج، وبالتالي محاكاة حاجز الخلايا البطانية 13. تلك الخلايا التي مرت من خلال المسام خلال فترة زمنية محددة في أقل مقصورة إيواء وسائل الإعلام والمكملات الغذائية، مثل عوامل النمو وكيموكينات، وتستخدم باعتبارها من قراءة لقياس الهجرة الخلية (أو التسرب). في مقايسة خدش / هي المصنفة التئام الجروح فحص خلايا في لوحات، ونمت لconfluency 10. في اعتماد لوحات تجريبية يمكن وضع ما قبل المغلفة مع مكونات المصفوفة خارج الخلية، مثل فبرونيكتين. بعد إنشاء نقطة الصفر / الجرح عن طريق كشط الخلايا وحيدة الخلية أحادي الطبقة من كل جانب من الصفر / الجرح يمكن أن تهاجر إلى الفجوة، وبالتالي ملء / 10 فإنه شفاء. يتم تحديد المسافة بين الجانبين من الصفر / الجروحفي الاعتماد من الوقت ويستخدم كأساس التدريجي قراءة لنشاط الهجرة من الخلايا 10. ومع ذلك، للتمييز بين تكاثر الخلايا (التي يمكن أن يؤدي أيضا إلى ملء / الشفاء من الصفر / الجرح) وهجرة الخلايا فمن المستحسن أن الجمع بين الفحص مع مرور الزمن المجهري الفيديو وحيدة الخلية تتبع 10. ومع ذلك، فإن كلا من غرفة بويدن / transwell فحص والصفر فحص / فحص التئام الجروح، والكمال بدلا بشأن بيئة الخلوية الفسيولوجية مثل. في غرفة بويدن / فحص خلايا transwell يجب أن تهاجر من خلال المسام البلاستيك، في حين أنه في نقطة الصفر هي المصنفة فحص / فحص خلايا التئام الجروح على مغلفة مسبقا لوحة من البلاستيك ثنائية الأبعاد. وبالمثل، فمن المسلم به جيدا أن سلوك الهجرة يختلف بشكل ملحوظ بين بيئة ثنائية الأبعاد 3D و3. على سبيل المثال، التصاقات ثلاثي الأبعاد مصفوفة من الخلايا الليفية تختلف من الالتصاقات البؤرية وييفي تتميز على اثنينركائز الابعاد في محتواها من α5β1 وintegrins αvβ3، paxillin، مكونات هيكل الخلية الأخرى، والتيروزين الفسفرة من الالتصاق البؤري كيناز 14. وبالمثل، كما عرض جزءا لا يتجزأ من الخلايا في بيئة 3D سلوك الهجرة غيرت 15. وبالتالي لتحليل الهجرة الخلية بشكل أكثر دقة ينصح فحص الهجرة السماح لقياس هجرة الخلايا واحد ضمن بيئة الفسيولوجية أو تشبه الفسيولوجية-3D. حيوي داخلي التصوير / المجهري هو الذهب القياسية لقياس الهجرة الخلية في سياق الفسيولوجية 3D. هذا لا ينتمي فقط إلى خارج الخلية التفاعلات خلية مصفوفة، ولكن أيضا إلى التفاعلات بين أنواع مختلفة من الخلايا، مثل الخلايا السرطانية والخلايا البطانية تسرب خلال 16 أو الاتجار اللمفاويات ضمن العقدة الليمفاوية 17، والتي، حتى الآن، هو ممكن نظرا ل تحسين تقنيات مضان المجهري، مثل 2 الفوتونمتحد البؤر المجهر الليزر، واستخدام الأصباغ الفلورية الحيوية وسلالات الفئران المعدلة وراثيا معربا عن البروتينات الفلورية المشتقات 12،16،17. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الجمع حيوي داخلي التصوير / المجهري مع خلية تتبع اليدوي والآلي 18. ومع ذلك، بسبب الحاجة ل2 الفوتون الليزر متحد البؤر المجهر وكذلك الحيوانات (والنماذج الحيوانية المعدلة وراثيا المناسبة) حيوي داخلي التصوير / المجهري هو أسلوب بدلا كثيفة التكلفة. للتغلب على القيود المفروضة على بويدن غرفة / transwell الفحص وفحص الصفر / التئام الجروح فحص وتحليل الهجرة من أنواع مختلفة من الخلايا في بيئة 3D تم تطوير 3D الكولاجين مصفوفة فحص الهجرة 11،19. وبالتالي، يتم تضمين الخلايا المهاجرة ضمن شبكة ألياف الكولاجين 3D، والذي يشبه إلى المزيد من المجراة الوضع. سوية، بسبب ضيق الوقت الفاصل بين المجهري الفيديو خلية حقيقية الهجرة يقاس السماح للdetermiأمة من العديد من المعلمات الهجرة وكذلك التعديلات في استجابة لعوامل الموالية للالمهاجرة أو مثبطات. يمكن تحليل مختلف أنواع الخلايا باستخدام هذه التقنية، بما في ذلك الخلايا الليمفاوية وكريات الدم البيضاء 11،20، الجذعية المكونة للدم / الخلايا الاصلية 21-24، والخلايا السرطانية 5،25-29. بالإضافة إلى خلايا مفردة أو مجموعات الخلية أيضا يمكن أن تكون جزءا لا يتجزأ الكروية داخل يصاحب ذلك الكولاجين مصفوفة مع تحليل للهجرة الخلايا واحد من الكتلة الخلوية / كروي في الكولاجين شعرية 30،31. يعرض هذا البروتوكول لمحة عامة عن تقنية بسيطة، ولكنها قوية لتحليل السلوك المهاجرة من أنواع مختلفة من الخلايا في بيئة 3D - طريقة في المختبر العائد في النتائج التي هي قريبة من الوضع في الجسم الحي.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="722">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:192px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Leica DM IL inverted microscope</td>
			<td style="width:192px;">Leica, Wetzlar, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">Microscope stage heater</td>
			<td style="width:192px;">Distelkamp Electronic, Kaiserslautern, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">JVC C1431 video camera</td>
			<td style="width:192px;">JVC, Bad Vilbel, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">Axis 241Q video server</td>
			<td style="width:192px;">Axis communication GmbH, Ismaning, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Mac G5 Computer</td>
			<td style="width:192px;">Apple Macintosh</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">iMac</td>
			<td style="width:192px;">Apple Macintosh</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">FileMaker Pro</td>
			<td style="width:192px;">FileMaker GmbH, Unterschlei&#223;heim, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">Multi-camera video surveillance software(Security Spy)</td>
			<td style="width:192px;">Bensoftware, London, UK</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Runtime Revolution Media 2.9.0</td>
			<td style="width:192px;">RunRev Ltd., Edinburgh, UK</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">Paraffin</td>
			<td style="width:192px;">Applichem GmbH, Darmstadt, Germany</td>
			<td style="width:119px;">A4264</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Petrolatum jelly</td>
			<td style="width:192px;">local drug store</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">Purecol (liquid collagen)</td>
			<td style="width:192px;">Nutacon BV, Leimuiden, The Netherlands</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>contains 2.9-3.3 mg/ml bovine collagen (95% collagen type I, 5% collagen type IV)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">10x MEM</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">M0275</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">7.5% Sodium Bicarbonate solution</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">S8761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">EGF</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">E9644</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">U73122</td>
			<td style="width:192px;">Merck Millipore, Darmstadt, Germany</td>
			<td align="right" style="width:119px;">662035</td>
			<td>dissolve first in CHCL3; reconstitute in DMSO just prior to use</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of cell migration within a three-dimensional collagen matrix

القدرة على الهجرة هي السمة المميزة لمختلف أنواع الخلايا ويلعب دورا حاسما في العديد من العمليات الفسيولوجية، بما في ذلك التطور الجنيني، التئام الجروح، والاستجابات المناعية. ومع ذلك، الهجرة الخلية هي أيضا آلية رئيسية في سرطان تمكين هذه الخلايا السرطانية تنفصل عن الورم الرئيسي لبدء الانتشار النقيلي. خلال السنوات الماضية وقد وضعت مختلف المقايسات الهجرة الخلية لتحليل السلوك المهاجرة من أنواع مختلفة من الخلايا. لأن السلوك الحركي الخلايا تختلف بشكل ملحوظ بين ثنائي الأبعاد (2D) وثلاثية الأبعاد (3D) بيئة يمكن افتراض أن تحليل هجرة الخلايا التي هي جزء لا يتجزأ ضمن بيئة 3D سيحقق في الهجرة الخلية أكثر أهمية البيانات. ميزة لل3D الكولاجين مصفوفة فحص الهجرة وصفها هي أن الخلايا هي جزء لا يتجزأ ضمن شبكة 3D الفسيولوجية للألياف الكولاجين التي تمثل عنصرا رئيسيا في المصفوفة خارج الخلية. نظرا ليتم قياس الوقت الفاصل بين المجهري الفيديو خلية حقيقية الهجرة السماح تحديد العديد من المعلمات الهجرة وكذلك التعديلات في استجابة لعوامل الموالية للالمهاجرة أو مثبطات. يمكن تحليل مختلف أنواع الخلايا باستخدام هذه التقنية، بما في ذلك الخلايا الليمفاوية / الكريات البيضاء، والخلايا الجذعية، والخلايا السرطانية. وبالمثل، يمكن أن تكون جزءا لا يتجزأ أيضا مجموعات الخلايا أو الأجسام الشبه الكروية داخل يصاحب ذلك الكولاجين مصفوفة مع تحليل للهجرة الخلايا واحد من الكتلة الخلوية / كروي في شعرية الكولاجين. نستنتج أن 3D الكولاجين مصفوفة فحص الهجرة هي طريقة تنوعا لتحليل هجرة الخلايا في بيئة 3D الفسيولوجية مثل.

و3D-الكولاجين فحص الهجرة مصفوفة تستخدم جنبا إلى جنب مع الوقت الفاصل الفيديو المجهري وتتبع الخلية بمساعدة الكمبيوتر يسمح لتحديد مختلف المعايير الهجرة الخلية بما في ذلك المعلمة القائمة على السكان (على سبيل المثال، يعني النشاط الحركي) والمعلمات القائم على خلية وا?...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix at JoVE.com

Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix

تحليل الهجرة خلية داخل الكولاجين مصفوفة ثلاثية الأبعاد

الهجرة الخلية هي ظاهرة البيولوجية التي تشارك في عدد كبير من الفسيولوجية، مثل التئام الجروح والاستجابات المناعية، والعمليات الفيزيولوجية المرضية، مثل السرطان. فحص الهجرة مصفوفة 3D الكولاجين هو أداة مرنة لتحليل خصائص المهاجرة من أنواع مختلفة من الخلايا داخل في مثل الفسيولوجية للبيئة 3D.

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

مستو وثلاثي الابعاد من أحبار الطباعة موصل

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Live-cell Imaging of Migrating Cells Expressing Fluorescently-tagged Proteins in a Three-dimensional Matrix

تعيش خلية من خلايا التصوير تعرب عن ترحيل البروتينات Fluorescently الموسومة في مصفوفة ثلاثية الأبعاد

Traditionally, cell migration has been studied on two-dimensional, stiff plastic surfaces. However, during important biological processes such as wound ...

Three-dimensional Cell Culture Model for Measuring the Effects of Interstitial Fluid Flow on Tumor Cell Invasion

نموذج ثلاثي الأبعاد للخلية ثقافة قياس آثار تدفق السائل الخلالي على غزو الخلايا السرطانية

The growth and progression of most solid tumors depend on the initial transformation of the cancer cells and their response to stroma-associated signaling ...

Concentric Gel System to Study the Biophysical Role of Matrix Microenvironment on 3D Cell Migration

نظام جل متحدة المركز لدراسة دور الفيزيائية الحيوية من مصفوفة المكروية في 3D خلية الهجرة

The ability of cells to migrate is crucial in a wide variety of cell functions throughout life&#160;from embryonic development and wound healing&#160;to ...

Planar Gradient Diffusion System to Investigate Chemotaxis in a 3D Collagen Matrix

مستو التدرج نظام إنتشار المعنية بالتحقيق في الانجذاب الكيميائي في الكولاجين مصفوفة 3D

The importance of cell migration can be seen through the development of human life. When cells migrate, they generate forces and transfer these forces to ...

Three-dimensional Biomimetic Technology: Novel Biorubber Creates Defined Micro- and Macro-scale Architectures in Collagen Hydrogels

ثلاثي الأبعاد تكنولوجيا المحاكاة البيولوجية: رواية Biorubber يخلق معرف الصغرى، وعلى نطاق والماكرو-البنى في الكولاجين الهلاميات المائية

Tissue scaffolds play a crucial role in the tissue regeneration process. The ideal scaffold must fulfill several requirements such as having proper ...

Preparation and Analysis of In Vitro Three Dimensional Breast Carcinoma Surrogates

Preparation and Analysis of In Vitro Three Dimensional Breast Carcinoma Surrogates

إعداد وتحليل<em&gt; في المختبر</em&gt; ثلاثة الثدي الأبعاد سرطان البدائل

Three dimensional (3D) culture is a more physiologically relevant method to model cell behavior in vitro than two dimensional culture. Carcinomas, ...

Engineering Three-dimensional Epithelial Tissues Embedded within Extracellular Matrix

الأنسجة الطلائية الهندسة ثلاثي الأبعاد جزءا لا يتجزأ من داخل خارج الخلية مصفوفة

The architecture of branched organs such as the lungs, kidneys, and mammary glands arises through the developmental process of branching morphogenesis, ...