Method Article
כאן, אנו מציגים את פרוטוקול ונגישות גבוהה להערכת תנועת התא בתאים trophoblast האנושי באמצעות שלושת מבחני במבחנה: וזמינותו מאפס, וזמינותו הפלישה transwell ואת וזמינותו התפשטות תאים.
תנועת התא הוא מאפיין קריטי של trophoblasts במהלך הריון מוקדם ופיתוח היפרדות. המשמעות של הגירה trophoblast נאות ופלישה מומחש הפרעות ההריון כגון הגבלת גדילה תוך רחמי, רעלת היריון, אשר משויכות trophoblast לקוי הפלישה להערכת אימהית. למרבה הצער, שלנו להבנת המנגנונים מאת אשר השליה מתפתח נודדות trophoblasts מוגבל. ניתוח במבחנה של נדידת תאים באמצעות וזמינותו הזמני הוא כלי שימושי בזיהוי גורמים לווסת את קיבולת נודדות trophoblast. עם זאת, זו assay לבד אינו מגדיר את השינויים הסלולר שיכול לגרום נדידת תאים שהשתנו. פרוטוקול זה מתאר שלושה מבחני במבחנה שונים המשמשים יחדיו כדי להעריך את תנועת התא trophoblast: וזמינותו מאפס, וזמינותו הפלישה ואת וזמינותו התפשטות. ניתן לשנות את הפרוטוקולים המתוארים כאן גם לשימוש במבנים אחרים תא לכמת תנועת התא בתגובה לגירויים. שיטות אלה מאפשרות חוקרים כדי לזהות גורמים בודדים לתרום תנועת התא, לספק בדיקה יסודית של מנגנונים פוטנציאליים שבבסיס לכאורה לשינויים נדידת תאים.
פיתוח היפרדות היא שלב חיוני בהקמה של ההריון, להשפיע על בריאות האמהי וגם העובר. עם זאת, הבסיס מכניסטית שבו מתרחש תהליך זה אינו מובן במלואו. נדידת תאים הוא תהליך ביולוגי חשוב אשר תורם הקמתה ואת הפונקציות של השליה במהלך ההריון. בעקבות ההשתלה הבלסטוציסט, מבדילה trophectoderm לתוך trophoblasts villous חלקית, אשר לכסות את המשטח של villi כוריוני מעורבים גז וחילופי מזין, trophoblasts extravillous (EVTs), אשר להעביר החוצה villi לפלוש אימהי רותמי, להערכת1. העברה של EVTs חיוני עבור שיפוץ ספירלה אימהי העורקים ויצירת מחזור uteroplacental כדי לתמוך גידול העובר2. הפלישה trophoblast לקויה במהלך ההריון התוצאה היא התפתחות לא תקינה היפרדות, עשוי לתרום הריון סיבוכים כגון רעלת, הריון יתר לחץ דם, גדילה המושבחים לידה לידה מוקדמת3, 4. לכן, להבין את הגורמים המשפיעים על תנועתיות trophoblast הוא חיוני לקביעת המסלולים הדרושים עבור placentation רגיל.
Trophoblast ההעברה נשלטת על ידי רשת מורכבת של מולקולות, לרבות גורמי גדילה, ציטוקינים, ההורמונים גורמי אנגיוגנזה5איתות. בגלל המגבלות של הלומדים את השליה ויוו, מבחני במבחנה ניצול מונצחים תא trophoblast האנושי קווים הייתה מכרעת לזיהוי גורמים שתורמים trophoblast תנועתיות. מבחני שריטה ופלישה נעשה שימוש נרחב להעריך באופן כמותי את התפקיד של מולקולות בודדות על trophoblast תא העברה6,7,8. עם זאת, בעוד שימושי במשולב כדי לחקור כיצד שינויים ההעברה עלולה להיגרם על ידי שינויים ב- invasiveness תא, אלה שני מבחני להסביר מנגנונים נוספים שעשויים לתרום שיעור שונה של נדידת תאים. לדוגמה, הנחות על קצב התפשטות תאים עלול לגרום תאים פחות זמין להעביר.
כאן, אנו מתארים במבחנה שיטות כמותיות להערכת trophoblast ההעברה באמצעות שריטות, התפשטות תאים מבחני חדירה לתא. ב וזמינותו מאפס, פצע אחיד נוצר בטפט התא, ההעברה של תאים כדי למלא את הפער נמדד על ידי הדמיה אוטומטית, בצילום מואץ של גודל הפצע צפיפות של תאים בתוך הפצע. תא התפשטות וזמינותו מבוסס על חישוב היחס בין תאים בכל נקודה בזמן לעומת כמות ההתחלתי ידוע של תאים. ב תא הפלישה וזמינותו, התאים הם נזרע על גבי תא הוספה התרבות תאים מצופים מטריצה חוץ-תאית (למשל Transwell), מספר תאים לפלוש דרך מטריצה חוץ-תאית, בתגובה כימותרפיה-attractant נספרים.
וזמינותו הזמני הוא כלי פשוט ויעיל יכול לשמש כדי לקבוע תנאים סביבתיים שונים איך להשפיע על נדידת תאים. מבחני התפשטות ופלישה עשוי לשמש לאחר מכן כדי לקבוע את התרומה של התפשטות תאים, invasiveness לשינויים הכוללת נדידת תאים. באופן קולקטיבי, מבחני אלה מספקים מדידות חזקים של תהליכים ביולוגיים שעשויים לתרום תא תנועתיות. שתי שורות תאים מונצחים בטרימסטר הראשון trophoblast שימשו מבחני המתואר, Swan.71 (Sw.71), תיקוני-8/SVneo9,10. עם זאת, אלה מבחני עשוי גם ממוטב לשימוש בסוגי תאים אחרים כדי לזהות מאפננים מפתח של נדידת תאים, הפלישה.
1. תא הכנה
2. לגרד Assay
3. פלישת Assay
4. הפצת Assay
הקווים תא מונצחים trophoblast בטרימסטר הראשון האנושית Sw.71, תיקוני-8/SVneo שימשו בניסויים אלה כדי לקבוע את התפקיד של glucocorticoids trophoblast תא ההעברה12. Glucocorticoids שימשו בניסויים אלה כפי שהם לאחרונה הוכחו לשנות פונקציות trophoblast, למרות טיפולים אלטרנטיביים יכול להיות בשימוש12. שתי שורות תאים שטופלו הרכב (1 x PBS) או 100 ננומטר של דקסאמתאזון glucocorticoid סינתטי (דקס) עבור כל הניסויים. צפיפות הפצע וגודל נמדדו כל שעתיים במשך 72 h באמצעות מערכת הדמיה אוטומטית, זמן לשגות. איור 1 מראה דוגמה של תמונות והתוצאות שתתקבלנה ממנו וזמינותו מאפס ב- timepoints שונים. תמונות לדוגמה מ- 0, 8 ו 18 h timepoints עבור שני הטיפולים סופקו (איור 1 א'). הפצע צפיפות ואת גודל הפצע מוצגים בגרף לאורך זמן עבור דגימות שטופלו בקרת הרכב (Veh) או 100 ננומטר דקס (איור 1B). דקס טיפול מופחת הקצב של סגירת הפצע כפי שנקבע על ידי צפיפות פצע וגם גודל הפצע, המציין כי glucocorticoids לעכב נדידת תאים בתאי trophoblast בטרימסטר הראשון.
איור 2 מציג דוגמה של דימויים של התרבות התא הקדמי בעקבות הפלישה וזמינותו. תאים טופלו במשך 24 שעות ביממה עם Veh או 100 ננומטר דקס. תאים פלשו נספרו מ משכפל עצמאית ארבעה לכל טיפול באמצעות ארבעה שדות המבט הייחודית לכל שכפול. טיפול glucocorticoid מופחת תא invasiveness, כפי שמוצג על ידי צמצום 15% מספר התאים פלש.
איור 3 מראה דוגמה של התפשטות תא וזמינותו. תאים נספרו ב 24, 48, 72 שעות לאחר הטיפול עם Veh או 100 ננומטר דקס. טיפול glucocorticoid מופחת התפשטות תאים, כמצוין על-ידי תאים פחות בכל נקודה בזמן. באופן כללי, מבחני אלה מדגימים glucocorticoid חשיפה מפחית תנועתיות התא על ידי עיכוב התפשטות תאים וגם הפלישה.
איור 1: תא Assay מאפס. (א) להחליפן בתמונות של פצעים עבור Veh ודקס-שטופלו Sw.71 תאים על 0, 8 ו 18 h מוצגים. הקווים האדומים מצביעים על גודל הפצע. הפצע (B) צפיפות וגודל הפצע נמדדו בתאים Sw.71, תיקוני-8/SVneo מטופלים עם הרכב (Veh) או 100 ננומטר דקס. התמונות צולמו כל שעתיים במשך 72 h באמצעות מיקרוסקופ אוטומטיות, זמן לשגות. הנתונים מייצגים הממוצע של ± משכפל עצמאית ארבעה ב- SEM אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: תא Assay הפלישה. הפלישה מבחני נערכו עם תאים Sw.71 ותיקוני-8/SVneo שטופלו במשך 24 שעות ביממה עם הרכב (Veh) או 100 ננומטר דקס. (א) להחליפן בתמונות מן הפלישה וזמינותו של תאים Veh, דקס-שטופלו לאחר דגירה 24 שעות ביממה. כניסה ממסגרת התמונה היא שליטה שלילי עם תאים לא הוסיף לתא העליון. תמונות שצולמו 200 x הגדלה. סולם ברים הם תאים 120 מיקרומטר. (B) Invaded נספרו ומייצגים מגרפים הממוצע המנורמל של ± משכפל עצמאית ארבעה ב- SEM אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3: תא התפשטות Assay. תאים Sw.71 ותיקוני-8/SVneo מטופלים עם הרכב (Veh) או 100 ננומטר דקס נספרו כל 24 שעות ביממה באמצעות מונה הניתן תא אוטומטית. תא ספירת מוצגים בגרף כפי משכפל זאת אומרת ± SEM לפחות 11 עצמאית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
הליך זה מתבסס על שימוש ההעברה הפלישה מבחני לכלול קצב התפשטות תאים כמו תורם פוטנציאלי להבדלים נמדד בתנועת התא trophoblast. נעשה שימוש יחד, מבחני במבחנה אלה הן שיטות פשוטה ויעילה שיכול לשמש כדי לזהות המסלולים הסלולר המסדירים trophoblast ההעברה. כפי שתואר לעיל, ניתן לטפל trophoblast תאים עם הורמונים, ציטוקינים, גורמי גדילה או מולקולות אחרות כדי לקבוע את ההשפעה שלהם על התנועה trophoblast. לחלופין, חלבונים היעד עשוי להיות מרוקנים מתאי התירי את תפקיד פונקציונלי שלהם ב- trophoblast תנועתיות. זיהוי מאפננים מפתח של הגירה trophoblast עשוי לספק הבנה טובה יותר של המנגנונים הבסיסיים כבסיס שמירת היריון הקשורות לפגמים היפרדות, כולל רעלת, פיגור גדילה תוך רחמי, לידה preterm.
ישנם מספר שלבים קריטיים של פרוטוקול זה נדרשים להשיג תוצאות מדויקות. מכיוון פנול אדום יש פעילות אסטרוגניים בריכוזים בשימוש תא תרבות המדיה13, חשוב שהמדיה חינם פנול אדום משמש עבור נקודות קצה נסיוני למניעת הפעלה בלתי רצויה של קולטן אסטרוגן בתאי. במהלך הפלישה transwell וזמינותו, חשוב להבטיח כי מטריצות הוא הומוגני, רמה, כי ספקי קר משמשים כדי למנוע הפילמור מוקדמת של המטריקס. כאשר עורכים מבחני התפשטות ופלישה של התא, חשוב למנות דוגמאות מיד כדי למנוע re-הדבקות של התאים ללוחות תרביות רקמה. צריך גם להתייחס לזה תחת שיקול כי מוות של תאים עקב טיפול ניסיוני יכול להשפיע על התוצאות של כל מבחני שלוש. לכן, צריך להעריך סמנים של מוות תאי (למשל, שחרור לקטט דהידרוגנאז, הוצאתו phosphatidylserine או השפלה DNA) בתגובה לטיפול בקו תא ניסיוני לפני חישוב ההעברה, הפלישה, ו התפשטות14. קיימות מספר מגבלות עבור אלה מבחני, לדוגמה, התהליך של יצירת פצע טפט תא גורם לתגובה פציעה תא ממה עשויים לבלבל את תהליך ההעברה של התא. יתר על כן, גירוד ידני עשוי להציג את השתנות interexperiment, למרות ניצול כלי הפצע-maker יוצר אחיד פצע רוחבי חלקית לרכך מגבלה זו. החיסרון של וזמינותו הפלישה הוא כי זה וזמינותו נקודת קצה, קינטיקה התנועה לא השיגו בקלות. למרות מגבלות אלו, לספק מבחני המתוארים כאן לשחזור נתונים כמותיים-נמוכים יחסית.
כן, ניתן לשנות את מבחני המתוארים כאן כדי למדוד את נדידת תאים סוגי תאים אחרים, אף על פי מבחני האלה לא יהיה מתאים עבור סוגי תאים שאינם מחסידי. ב וזמינותו מאפס, המרווחים הדמיה עבור זמן לשגות מיקרוסקופ עשוי להיות מותאם ללכוד מספיק הבדלים בשיעור של נדידת תאים. מערכות אוטומטיות עבור תא חי הדמיה ניתן ללכוד את גודל הפצע תמונות כמו בתדירות גבוהה כמו בכל 15 דקות מתמונות שצולמו לפחות בכל 30 דקות ניתן להשתמש ביריעות כדי ליצור סרט של ריפוי הפצע. הפלישה וזמינותו, הריכוז של מטריצה חוץ-תאית, נזרע המספר הכולל של תאים, משך הדגירה טרם מתקן וספירת תאים עשוי להיות מותאם לחשבון עבור שיעור מסוים של הפלישה סוגי תאים שונים. ב וזמינותו התפשטות תאים, מספר התאים נזרע על גבי הלוחות ואת נקודות זמן לספירת תאים עשוי להיות מותאם לחשבון עבור תעריפים שונים של צמיחת תאים. באופן כללי, מבחני אלה הם כלים גמישים ונגישים מאוד ניתן להשתמש במגוון רחב של סוגי תאים לזיהוי המנגנונים נדידת תאים.
המחברים אין לחשוף.
המחברים מודים ד ר גיל מור על מתן התאים Sw.71. מחקר זה נתמך על ידי פרס אלברט מלומד מק'קרן כדי ייגמר בתיקו
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.4% Trypan blue stain | Thermo Fisher Scientific | 15250-061 | |
0.5% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 15400-054 | |
1.0 M HEPES | AmericanBio | AB06021-00100 | |
10 mM MEM non-essential amino acids | Life Technologies | 11140-050 | |
100 mM sodium pyruvate | Life Technologies | 11360-070 | |
24-well plate transwell inserts | Corning | 3422 | Contain polycarbonate filters with an 8 μm pore size |
Charcoal dextran-stripped FBS | Gemini Bio-Products | 100-119 | |
Countess II Automated Cell Counter | Thermo Fisher Scientific | AMQAX1000 | |
Crystal Violet | Sigma Aldrich | C0775 | |
Cytoseal 60 | Thermo Fisher Scientific | 8310-4 | |
Dexamethasone (Dex; 1, 4-pregnadien-9α-fluoro-16α-methyl-11β, 17, 21-triol-3, 20-dione; ≥98% TLC) | Steraloids | P0500-000 | |
DMEM/Ham’s F12 | Life Technologies | 11330-032 | |
Fetal Bovine Serum | Sigma Aldrich | F2442 | |
IncuCyte 24-well ImageLock Plates | Essen BioScience | 4365 | If using the IncuCyte Zoom imaging system, seed cells onto IncuCyte ImageLock Plates. These plates have fiducial markers on the bottom of the plate that are used as a reference for repeat imaging in a constant field of view. |
IncuCyte software | Essen BioScience | 2010A Rev2 | |
IncuCyte ZOOM system | Essen BioScience | N/A | Scratch assay images were captured and analyzed using the preset “Scratch Wound” parameters on the IncuCyte ZOOM system. Other time-lapse microscopes may also be used. |
Matrigel Membrane Matrix | Becton Dickinson | 356231 | Growth factor reduced, phenol-red free |
Micro Slides | VWR International, LLC | 48311-7003 | |
Microscope cover glass | Fisher Scientific | 12-545-E | |
Olympus IX71 inverted microscope | Olympus | IX71 | |
Penicillin (10,000 units/mL)/streptomycin (10,000 µg/mL) | Life Technologies | 151-40-122 | |
Phenol-red free DMEM/Ham's F12 | Life Technologies | 11039-021 | |
Semi-automatic wound maker tool | Essen BioScience | N/A |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved