5種趨化性實驗的不同方法

趨化性是細胞響應(yīng)化學(xué)信號而進行的精心安排的運動，是生物學(xué)中的一種基本現(xiàn)象，具有深遠的影響。不同領(lǐng)域的研究人員利用這一過程來探索細胞行為、免疫反應(yīng)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，從而促進腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移。在免疫學(xué)中，趨化性引導(dǎo)免疫細胞到達感染部位。除了基礎(chǔ)研究之外，了解這種現(xiàn)象還可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)。

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

1. 納米粒子作為“分子敲除"來破壞趨化性

在這項跨學(xué)科研究中，Zhang 等人。探索了納米顆粒（NP）通過充當(dāng)“分子敲除"來破壞趨化性的潛力。該研究旨在檢驗納米顆?？梢杂行节吇肿拥募僭O(shè)，從而降低其生物利用度，從而抑制趨化性。該實驗利用了良好的-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(tǒng)。

該研究采用了與 MCP-1 具有不同預(yù)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(nèi)3D 環(huán)境。研究結(jié)果強調(diào)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(qū)動細胞行為的變化，而所有這些都不需要納米顆粒物理進入細胞。這種創(chuàng)新方法讓人們了解納米粒子如何充當(dāng)分子調(diào)節(jié)劑，為研究和操縱趨化反應(yīng)的新策略開辟了途徑。

2. NET-DNA作為癌癥轉(zhuǎn)移中的動態(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(zhuǎn)移中的作用。NET 是由 DNA、蛋白質(zhì)和組蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，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(jié)腸癌患者肝轉(zhuǎn)移瘤中豐富的 NETs，挑戰(zhàn)了 NETs僅作為微生物陷阱的傳統(tǒng)觀念。相反，NET-DNA 作為 NETs的一個組成部分，作為一種動態(tài)趨化因子出現(xiàn)，積極吸引癌細胞，促進遠處轉(zhuǎn)移的形成。

通過使用 Transwell 和μ-Slide Chemotaxis測定進行細致評估，該研究證明了 NET-DNA 促進 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性增強進一步強調(diào)了這種效應(yīng)，這種現(xiàn)象在用 DNase I 處理后被消除。μ-Slide Chemotaxis測定證實了這些發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)為理解免疫反應(yīng)、NET 和癌癥進展之間復(fù)雜的相互作用開辟了新途徑，為轉(zhuǎn)移性疾病的治療干預(yù)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(xiàn)揭示了其在促進星形膠質(zhì)細胞趨化性方面的關(guān)鍵作用——這是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）損傷情況下的重要機制。當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受傷或患病時，星形膠質(zhì)細胞會被激活并遷移到受損部位，從而促進再生反應(yīng)?；?PK2 已知參與巨噬細胞和單核細胞等系統(tǒng)細胞類型的激活和遷移，該研究探討了 PK2 是否充當(dāng)星形膠質(zhì)細胞的趨化因子。

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

在這項轉(zhuǎn)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(dǎo)干細胞趨化性的潛力。血小板裂解物含有多種已知可介導(dǎo)細胞活性的蛋白質(zhì)和生長因子，其中一些被鑒定為能夠誘導(dǎo)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 水凝膠來檢查其對人類間充質(zhì)干細胞 (hMSC) 的遷移影響。

使用μ-Slide Chemotaxis進行細胞遷移研究。跟蹤細胞軌跡和遷移參數(shù)表明，hMSC 表現(xiàn)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(diào)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(nèi)源性組織工程應(yīng)用令人興奮的前景。

5. RAB35在定向運動和趨化性中的作用

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(diào)這些基本細胞過程的關(guān)鍵要求。

為了證實這一觀點，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) 在血小板衍生生長因子 (PDGF) 梯度中通過精心設(shè)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，固定在粘性滑動趨化室自粘底面的中心區(qū)域。從細胞庫區(qū)域的入口策略性地接種細胞，并在細胞出口區(qū)域以 20 ng/ml 的濃度引入趨化劑 (PDGF)。使用倒置顯微鏡記錄動態(tài)細胞運動。

對照細胞表現(xiàn)出功能性 RAB35 通路，表現(xiàn)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 的缺失顯著損害了趨化性，同時減少了沿梯度方向突出的細胞數(shù)量。通過延時監(jiān)測細胞運動，并通過趨化和遷移工具分析手動跟蹤的細胞。這種綜合實驗方法強化了 RAB35 在響應(yīng)趨化信號而控制細胞定向運動方面的關(guān)鍵作用，為了解這些基本細胞過程背后的分子復(fù)雜性提供了寶貴的見解。

結(jié)論

這些研究文章對細胞響應(yīng)化學(xué)信號的行為進行了引人入勝的探索，涵蓋納米技術(shù)、癌癥研究、轉(zhuǎn)化研究、神經(jīng)生物學(xué)和基于 RNAi 的方法等不同領(lǐng)域。總的來說，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(yī)學(xué)創(chuàng)新策略鋪平了道路。

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