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 הכנת לשכות הגירה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן ג&#39;לי פרפין / נפט (1: 1) לערבב וחום עד לקבלת התערובת נמס. שימוש במכחולים ולצייר 2-3 שכבות של ריבת פרפין / הנפט (1: 1) מערבב באמצע שקופית הזכוכית בהתאם לדמויות 1B-1D. הערה: אנו משתמשים בשקופיות ...

היכולת להעביר היא סימן היכר של תאים סרטניים 4. ללא היכולת להתנתק מהגידול הראשוני ולנדוד דרך תאי גידול רקמות חיבור שמסביב לא תוכל זרע נגעים משניים, המהווים את הגורם העיקרי למותם של כמעט כל חולי הסרטן. בגלל הקשר הזה מחקרים רבים מתמקדים בנדידת תאי הסרטן. המטרה של מח...

<html> כמו איחוי תאים (לסקירה לראות 1,2) נדידת תאים היא תופעה ביולוגית אחרת, כי הוא מעורב בשפע של תהליכים פיסיולוגיים כוללים התפתחות עוברית, לריפוי פצעים ותגובה חיסונית (לסקירה ראה 3). עם זאת, היכולת להעביר גם תנאי מוקדם לתאים סרטניים לשלוח גרורות (לסקירה ראה 3,4). נדידת תאים היא מורכבת, עדיין לא הבין באופן מלא תהליך שמנוהל על ידי יחסי הגומלין של מספר מסלולי העברת אותות ביוזמת יגנד השונים (למשל, ציטוקינים, כמוקינים, גורמי גדילה, הורמונים, רכיבי מטריצה ​​תאיים) קולטן (למשל, טירוזין קינאז רצפטור, קולטנים chemokine, integrins) אינטראקציות 5 סופו של דבר גורמים לארגון מחדש של שלד התא במקביל אקטין עם דה והרכבה מחדש של מתחמי הידבקות מוקד וintegrin בתיווך איתות 6. = &quot;Jove_content&quot; של&gt; כדי לנתח תא הגירה כמה במבחנה ובמבחני נדידת תאי vivo פותחו בעשורים האחרונים, ובכלל זה assay התא / transwell בוידן 7, assay / פצע שריטה ריפוי assay 8-10, תלת ממדים ( 3D) assay מטריצת הקולגן הגירת 11 כמו גם הדמיה / מיקרוסקופיה intravital (לסקירה ראה 12). לכל אחד ממבחני נדידת תאים אלה יתרונות וחסרונות, לדוגמא, עלויות הנוגעות וצורך של ציוד, טיפול או לאמינות של הנתונים שהתקבלו. שתי קאמרי / assay transwell בוידן וassay השריטה / assay ריפוי הפצע הם, בעלות נמוכה קלה ומבחנים מפותחים למדוד נדידת תאים במבחנה 7-10. בתא בוידן / transwell תאי assay הם זורעים על גבי נקבוביות להכניס מכילים (כ 8 מיקרומטר קוטר) - העליון התא שנקרא 7. אופציונאלי, להוסיף יכול להיות מצופה עם מ תאירכיבי Atrix, למשל, פיברונקטין, קולגן, וכו &#39;, כדי לחקות את הסביבה פיזיולוגית יותר. כמו כן, תאי האנדותל ניתן יהיו לגדל על גבי העלון, ובכך מחקה את מחסום תא האנדותל 13. תאים אלה שעברו את הנקבוביות במרווח זמן שהוגדר לתא התחתון מחסה תקשורת ותוספים, כגון גורמי גדילה וכמוקינים, משמשים כקריאה החוצה לכמת נדידת תאים (או extravasation). בassay השריטה / פצע תאי assay ריפוי הם זורעים בצלחות וגדלים לconfluency 10. בתלות של צלחות הגדרה הניסיוניות ניתן מראש מצופה עם רכיבי מטריצה ​​תאיים, כגון פיברונקטין. לאחר יצירת שריטה / פצע על ידי גירוד התאים בודדים monolayer תא מכל צד של השריטה / פצע יכול לנדוד לתוך הפער, ובכך ממלא / ריפוי זה 10. המרחק בין שני הצדדים של השריטה / פצעים נקבעבתלות של זמן ומשמש כקריאה החוצה לפעילות הנדידה של התאים 10. עם זאת, להבחין בין התפשטות תאים (שגם עלולה לגרום למילוי / ריפוי של השריטה / פצע) ונדידת תאים מומלץ לשלב את assay עם מיקרוסקופיה זמן לשגות וידאו ותא בודד מעקב 10. עם זאת, שניהם קאמרי בוידן / assay transwell וassay / פצע שריטה ריפוי assay, הוא די מושלמים הנוגע לסביבה סלולרית פיזיולוגית דמוית. בתא בוידן / תאי assay transwell צריכים להעביר דרך נקבובית פלסטיק, ואילו בשריטת assay / ריפוי פצע תאי assay הם זורעים על צלחת פלסטיק מצופה מראש דו ממדים. כמו כן, הוא מוכר היטב שהתנהגות הנדידה שונה במידה ניכרת בין סביבה דו ממדית ו3D 3. למשל, הידבקויות תלת ממדי מטריצה ​​של fibroblasts שונים מהידבקויות מוקד ופיברילציה מאופיינות בשנימצעי -dimensional בתוכנם של α5β1 וintegrins αvβ3, paxillin, רכיבי cytoskeletal אחרים, וזרחון טירוזין קינאז של הידבקות מוקד 14. כמו כן, תאים המוטבעים בתוך סביבת 3D מוצגים גם התנהגות נדידה שינה 15. כך לנתח נדידת תאים בצורה מדויקת יותר assay הגירה מומלץ מאפשר למדוד את ההגירה של תאים בודדים בתוך סביבה פיזיולוגית או דמוית פיזיולוגית 3D. ההדמיה / מיקרוסקופיה Intravital היא הזהב סטנדרטי למדידת נדידת תאים בהקשר פיסיולוגי 3D. זה רק שאינו שייך לאינטראקציות מטריצת תאים תאיים, אלא גם ליחסי הגומלין בין סוגי תאים שונים, כגון תאים סרטניים ותאי האנדותל במהלך extravasation 16 או סחר הלימפוציטים בתוך הבלוטה לימפה 17, אשר, למועד, הוא אפשרי בשל טכניקות מיקרוסקופ פלואורסצנטי משופרות, כגון 2-פוטוןמיקרוסקופיה confocal סריקת לייזר, השימוש בצבעים חיוניים ניאון וזני עכבר מהונדסים מבטא נגזרי חלבוני ניאון 12,16,17. בנוסף, הדמיה / מיקרוסקופיה intravital יכולה להיות משולבת עם תא ידני ואוטומטי מעקב 18. עם זאת, בשל הצורך של מיקרוסקופ סריקת לייזר confocal 2 פוטונים, כמו גם בעלי החיים (ומודלים של בעלי חיים מהונדסים מתאימים) הדמיה / מיקרוסקופיה intravital היא טכניקה ולא עלות אינטנסיבית. כדי להתגבר על המגבלות של החדר / assay transwell בוידן וassay ריפוי assay / פצע שריטה ולנתח את ההגירה של סוגי תאים שונים בתוך סביבת 3D assay הגירת מטריצת קולגן 3D פותח 11,19. ובכך, תאים נודדים מוטבעים בתוך רשת קולגן סיבי 3D, אשר מזכיר יותר לin vivo מצב. בצמדים, בשל נדידת תאים אמיתיים מיקרוסקופיה זמן לשגות וידאו נמדד מאפשר determiאומה של מספר פרמטרים הגירה, כמו גם שינוייהם בתגובה לגורמים או מעכבים בעד נודדים. סוגי תאים שונים יכולים להיות מנותחים באמצעות טכניקה זו, ובכלל זה לימפוציטים ולויקוציטים 11,20, גזע hematopoietic / תאי אב 21-24, ותאי גידול 5,25-29. בנוסף לתאים בודדים גם תא אשכולות או spheroids יכול להיות מוטבע בתוך נלווה מטריצת הקולגן עם ניתוח של ההגירה של תאים בודדים מאשכול התא / אליפטית לקולגן סריג 30,31. פרוטוקול זה מציג סקירה על טכניקה פשוטה, אך רבת עוצמה כדי לנתח את התנהגות נדידת תאים מסוגים שונים של בסביבת 3D - שיטה במבחנה מניב בתוצאות שאינן קרובים למצב in vivo.

<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

היכולת להעביר היא סימן היכר של תאים מסוגים שונים וממלא תפקיד מכריע במספר תהליכים פיסיולוגיים, הכוללים התפתחות עוברית, ריפוי פצעים, ואת תגובה חיסונית. עם זאת, נדידת תאים היא גם מנגנון מפתח בסרטן מאפשר לתאי הסרטן אלה להתנתק מהגידול הראשוני להתחיל גרורתי מתפשט. בתוך השנים האחרונות מבחני נדידת תאים שונים פותחו כדי לנתח את התנהגות נדידת תאים מסוגים שונים של. בגלל התנהגות locomotory של תאים שונים במידה ניכרת בין שני ממדים (2D) וזה הסביבה תלת ממדי (3D) ניתן להניח כי הניתוח של ההגירה של תאים המוטבעים בתוך סביבת 3D יניב בנדידת תאים משמעותית יותר נתונים. היתרון של assay ההגירה תאר 3D מטריקס קולגן הוא שתאים מוטבעים בתוך רשת 3D פיזיולוגית של סיבי קולגן המייצגים את המרכיב העיקרי של מטריקס. בשלנדידת תאים אמיתיים מיקרוסקופיה זמן לשגות וידאו נמדדת מאפשרת הקביעה של מספר פרמטרים הגירה, כמו גם שינוייהם בתגובה לגורמים או מעכבים בעד נודדים. סוגי תאים שונים יכולים להיות מנותחים באמצעות טכניקה זו, ובכלל זה לימפוציטים / לויקוציטים, תאי גזע, ותאים סרטניים. כמו כן, גם צבירי תאים או spheroids יכולים להיות מוטבע בתוך נלווה מטריצת הקולגן עם ניתוח של ההגירה של תאים בודדים מאשכול התא / אליפטית לסריג קולגן. אנו מסיקים כי assay הגירת מטריצת קולגן 3D הוא שיטה תכליתית כדי לנתח את ההגירה של תאים בתוך סביבת 3D פיזיולוגית דמוית.

Assay הגירת מטריצת 3D-קולגן המשמש בשילוב עם הזמן לשגות וידאו מיקרוסקופיה ומעקב תא בעזרת מחשב מאפשר לקביעת פרמטרים שונים נדידת תאים כוללים גם פרמטר המבוסס על האוכלוסייה (למשל, אומר שפעילות locomotory) ופרמטרים המבוסס על תא בודדים (לדוגמא, זמן של פעיל תנועה, מהירות, מר...

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

ניתוח של נדידת תאים בתוך קולגן מטריקס תלת ממדי

נדידת תאים היא תופעה ביולוגית כי הוא מעורב בשפע של פיסיולוגי, כגון ריפוי פצעים ותגובה חיסונית, ותהליכי pathophysiological, כמו סרטן. Assay הגירת מטריצת 3D-קולגן הוא כלי תכליתי כדי לנתח את מאפייני נדידת תאים מסוגים שונים של מסגרת בסביבה דמוית פיזיולוגית 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

הדפסה מישוריים תלת ממדי של דיו מוליך

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

Live-תא הדמיה של תאים מעבר הבעת חלבונים fluorescently-מתויג מטריקס תלת מימדי

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

תלת מימדי תרבית תאים מודל למדידת השפעת זרימת הנוזל ביניים על הפלישה תאים סרטניים

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

מערכת ג&#39;ל קונצנטריים כדי ללמוד את תפקיד Biophysical של מטריקס מייקרו-סביבה על נדידת תאי 3D

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

מישורי צבע מערכת דיפוזיה לחקירת Chemotaxis בקולגן מטריקס 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

תלת ממדי טכנולוגיה Biomimetic: רומן Biorubber יוצר מוגדרת מיקרו מאקרו בקנה מידה ארכיטקטורות ב הידרוג קולגן

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

הכנה וניתוח של<em&gt; במבחנה</em&gt; שלושה שד ממדי המחליפים קרצינומה

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

הנדסה תלת מימדי רקמות אפיתל Embedded בתוך מטריקס

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