細(xì)胞侵襲檢測技術(shù)及Transwell實(shí)驗(yàn)全解析
來源/作者:普拉特澤-生物醫(yī)學(xué)整體課題外包平臺
細(xì)胞侵襲是腫瘤轉(zhuǎn)移、傷口修復(fù)等生理病理過程的核心環(huán)節(jié)普拉特澤生物為廣大生命科學(xué)研究人員提供細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn),可根據(jù)實(shí)方案的要求選擇不同的檢測方法,就跟大家一起繼續(xù)探究系統(tǒng)解析細(xì)胞侵襲檢測技術(shù)
并重點(diǎn)詳解Transwell實(shí)驗(yàn)的原理與操作步驟,助力科研工作者高效開展實(shí)驗(yàn)。
一、細(xì)胞侵襲檢測技術(shù)分類
1. 傳統(tǒng)體外檢測方法
▲Transwell實(shí)驗(yàn):通過聚碳酸酯膜分隔上下室,上室鋪基質(zhì)膠(如Matrigel)模擬細(xì)胞外基質(zhì)(ECM),檢測細(xì)胞降解基質(zhì)并遷移的能力。
▲Boyden小室法:類似Transwell,但采用預(yù)涂基底膜提取物(BME)的PET膜,結(jié)合熒光標(biāo)記定量分析16。
2. 高通量與實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)
●Oris?平臺:基于96孔板設(shè)計(jì),通過實(shí)時(shí)成像分析細(xì)胞侵入無細(xì)胞區(qū)域的面積,適用于大規(guī)模篩選。
●CIM-Plate結(jié)合RTCA分析儀:利用電阻抗變化實(shí)時(shí)監(jiān)測侵襲過程,無需染色,靈敏度高。
●3D細(xì)胞培養(yǎng)模型:結(jié)合水凝膠或生物打印技術(shù),模擬體內(nèi)微環(huán)境,更貼近生理?xiàng)l件。
二、Transwell實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟
1. 實(shí)驗(yàn)原理
Transwell實(shí)驗(yàn)通過聚碳酸酯膜(孔徑8-12 μm)分隔上下室,上室鋪Matrigel膠模擬基底膜。細(xì)胞需分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)降解基質(zhì)
在趨化因子(如血清或纖維粘連蛋白)驅(qū)動(dòng)下穿過膜進(jìn)入下室,通過計(jì)數(shù)下室細(xì)胞評估侵襲能力。
關(guān)鍵區(qū)別:侵襲實(shí)驗(yàn)需鋪膠,而遷移實(shí)驗(yàn)無需基質(zhì)膠。
2. 操作步驟詳解
步驟:基質(zhì)膠鋪板
●Matrigel處理:提前12小時(shí)從-20℃轉(zhuǎn)移至4℃解凍,用無血清培養(yǎng)基按1:8稀釋(需預(yù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化比例)。
●鋪膠方法:取100 μL稀釋膠液均勻涂布于Transwell膜上,37℃孵育1小時(shí)成凝膠,避免氣泡。
步驟2:細(xì)胞懸液制備
●細(xì)胞預(yù)處理:對數(shù)期細(xì)胞經(jīng)無血清培養(yǎng)基饑餓處理12-24小時(shí),減少血清干擾。
●懸液調(diào)整:離心后以無血清培養(yǎng)基重懸,調(diào)整密度至1-10×10?/mL(具體依細(xì)胞類型優(yōu)化)。
步驟3:細(xì)胞接種與培養(yǎng)
●下室加液:加入500-650 μL含5%-10% FBS的培養(yǎng)基作為趨化源28。
●上室接種:加入100-200 μL細(xì)胞懸液,避免氣泡干擾趨化梯度,培養(yǎng)12-48小時(shí)(依細(xì)胞侵襲力調(diào)整)。
步驟4:固定與染色
去除未遷移細(xì)胞:棉簽輕柔擦拭上室表面,PBS清洗后4%多聚甲醛固定20分鐘。
染色方法:0.1%結(jié)晶紫染色5-10分鐘,PBS沖洗后顯微鏡觀察。
步驟5:結(jié)果分析
直接計(jì)數(shù)法:隨機(jī)選取5個(gè)視野,計(jì)數(shù)下室細(xì)胞(適用于細(xì)胞量適中)。
間接檢測法:若細(xì)胞過多,可用醋酸脫色后測OD值(570 nm)。
三、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與常見問題
1. 關(guān)鍵注意事項(xiàng)
▲氣泡控制:接種時(shí)避免氣泡,否則趨化梯度失效。
▲基質(zhì)膠厚度:過薄導(dǎo)致假陽性,過厚延長實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
▲細(xì)胞密度:過高導(dǎo)致計(jì)數(shù)困難,過低可能漏檢。
2. 常見問題與解決策略
●細(xì)胞不侵襲:
檢查MMPs表達(dá)(如MMP-2),饑餓處理增強(qiáng)侵襲性。
確認(rèn)孔徑選擇(實(shí)體瘤常用8 μm)。
●結(jié)果重復(fù)性差:
標(biāo)準(zhǔn)化操作流程,預(yù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件。
四、技術(shù)應(yīng)用與前沿進(jìn)展
Transwell實(shí)驗(yàn)廣泛應(yīng)用于腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制研究、藥物篩選(如MMP抑制劑)及免疫細(xì)胞趨化分析。近年結(jié)合人工智能圖像分析(如ImageJ自動(dòng)化)和單細(xì)胞測序,可動(dòng)態(tài)解析侵襲相關(guān)基因表達(dá)。
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