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細胞學堂 | 細胞劃痕實驗:揭示細胞遷移的秘密,!

來源:武漢普諾賽生命科技有限公司   2025年02月21日 13:12  


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細胞劃痕實驗是一種簡單且經(jīng)濟的體外細胞實驗方法,,主要用于評估細胞在二維空間中的水平遷移能力,。它的基本原理是:在細胞單層上人為制造一道“劃痕”,然后觀察細胞如何遷移以“修復”這一劃痕,,從而判斷細胞的遷移能力,。這一過程不僅與胚胎發(fā)育過程中器官的形成,、機體傷口的愈合過程、免疫應答過程等生理過程緊密相關(guān),,而且在癌癥研究中尤為關(guān)鍵,,因為癌細胞的遷移是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟,這也是實體瘤患者死亡的主要原因之一[1],。因此,,研究細胞的遷移行為、評估細胞的遷移能力意義重大,。


本期細胞學堂將詳細分析細胞劃痕實驗的優(yōu)勢和局限性,,并深入探討其基本步驟及注意事項,幫助您順利開展實驗,。


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  細胞劃痕實驗的優(yōu)勢與局限性


優(yōu)勢




1

能模擬體內(nèi)細胞遷移過程,;

2

保留了細胞外基質(zhì)和胞間連接;

3

可與活細胞成像結(jié)合,,實時監(jiān)測細胞遷移過程,;

4

操作簡單、成本低,,適合大多數(shù)實驗室開展,。

局限性





1

相較其他幾種常用檢測細胞遷移的實驗,細胞劃痕實驗中細胞長成單層細胞和劃痕愈合需要較長時間,;

2

細胞劃痕實驗常用培養(yǎng)皿,、6孔板或12孔板培養(yǎng)細胞,這導致細胞和培養(yǎng)基的使用量較大,,對于需要使用難以獲取的原代細胞或昂貴化學試劑的實驗不適用,;

3

在細胞劃痕實驗中無法模擬化學梯度,無法替代Boyden小室法等其他具有趨化性檢測能力的實驗方法,。


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  實驗步驟





(1)細胞培養(yǎng)

將細胞培養(yǎng)成一層緊密相連的單層細胞(匯合度90%-100%),確保細胞之間沒有明顯空隙,。

(2) 制造“劃痕”

使用移液槍吸頭尖-端在已經(jīng)培養(yǎng)好的細胞單層上沿直線方向輕輕刮劃,,形成人工“傷口”,隨后用培養(yǎng)基或PBS清洗掉脫落的細胞,,確保劃痕邊緣平整,。

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Tips

為了保證在不同時間點進行圖像采集時能獲得相同的視野,需事先在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)板的底部用極細的記號筆畫線(如圖1)或使用剃須刀片輕輕蝕刻培養(yǎng)容器底部作為參考點的標記,。

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圖1. 六孔板畫線示意圖

(3)孵育與觀察

將培養(yǎng)器皿放入二氧化碳培養(yǎng)箱中孵育一段時間(通常為8-48 h,,遷移越快的細胞孵育時間越短),孵育完成后,,在顯微鏡下拍攝劃痕區(qū)域的照片,。

(4)數(shù)據(jù)分析

通過比較初始劃痕和孵育后劃痕的閉合情況,,計算細胞的遷移率。遷移率=(初始距離-最終距離)/初始距離或(初始面積-最終面積)/初始面積,。

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圖2. 細胞劃痕實驗顯示,,暴露于10?μmol/L尼古丁顯著促進癌細胞的遷移[2]






注意事項


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細胞密度控制

細胞密度不宜過低或過高。密度過低細胞難以形成單層膜,,導致細胞間隙過大,,細胞可能會向其他間隙遷移而不向劃痕區(qū)域遷移;密度過大則會導致細胞在劃痕時成塊,、成片被劃落,,得不到筆直、平滑的劃痕區(qū)域,。

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劃痕初始寬度一致

確保每個實驗組和對照組的劃痕寬度一致,,避免寬度差異引起的實驗誤差。

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孵育時間

根據(jù)細胞類型和遷移速度,,合理設定孵育時間,,確保其在最佳條件下完成劃痕閉合。

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邊緣細胞堆積處理

建議在PBS環(huán)境下進行劃痕,,并洗滌,,可消除劃痕邊緣細胞堆積的現(xiàn)象[3]

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拍攝位置一致

必須在同一位置進行拍攝,,保證遷移前后照片的可比性,。

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增殖抑制處理

實驗前使用絲-裂霉-素或低血清培養(yǎng)基處理,避免細胞增殖影響遷移結(jié)果,。

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數(shù)據(jù)分析

每個實驗應設置至少三個復孔,,建議每個復孔記錄多個視野,確保數(shù)據(jù)的嚴謹性和代表性,。




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以上是關(guān)于細胞劃痕實驗的優(yōu)勢和局限性,、基本步驟及注意事項介紹,,更多細胞培養(yǎng)干貨,請持續(xù)關(guān)注細胞學堂專欄~


參考文獻

[1] 

Paul CD, Mistriotis P, Konstantopoulos K. Cancer cell motility: lessons from migration in confined spaces [J]. Nature Reviews Cancer. 2017; 17(2):131-140.

[2]

Feng C, Mao W, Yuan C, et al. Nicotine-induced CHRNA5 activation modulates CES1 expression, impacting head and neck squamous cell carcinoma recurrence and metastasis via MEK/ERK pathway [J].Cell Death & Disease. 2024 Oct 29; 15(10):785.

[3]

Vang Mouritzen M, Jenssen H. Optimized Scratch Assay for In Vitro Testing of Cell Migration with an Automated Optical Camera [J]. Journal of Visualized Experiments Jove. 2018; (138):57691.


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