细胞迁移对于胚胎发育、伤口愈合和免疫反应至关重要。侵袭则是在迁移基础上增加了对细胞外基质(ECM)的主动降解。这些检测在癌症研究、血管生成研究和药物筛选中至关重要。
划痕实验
划痕实验是最简单且成本最低的迁移检测方法。用移液器吸头在汇合单层上划出无细胞区,测量细胞迁移进入间隙的速率随时间的变化。
操作步骤:
- 在 12 孔或 24 孔板中将细胞培养至 100% 汇合。
- 血清饥饿过夜以抑制增殖。
- 用 200 µL 移液器吸头或专门的划痕工具在单层上划痕。
- 用 PBS 洗涤以去除脱落的细胞。
- 加入含 0.5–2% 血清的培养基(以最小化增殖)。
- 使用相差显微镜定期(0、6、12、24 小时)对划痕区域成像。
- 使用 ImageJ 或自动分析工具测量伤口面积。
数据以伤口闭合百分比或闭合率表示。该方法简单,但受手动划痕的变异性和伤口边缘增殖的混杂效应所限。
Transwell 检测
Transwell 检测使用由多孔膜(大多数细胞类型通常为 8 µm 孔径,小细胞如淋巴细胞为 3 µm)分隔的双室系统。细胞放置在上室,趋化因子(如 10% FBS、特定趋化因子)放置在下室。穿过孔的细胞被固定、染色并计数。
对于侵袭检测,膜的上侧涂有一薄层 Matrigel(一种基底膜提取物)。细胞在穿过孔之前必须先降解 ECM 屏障,这比单纯迁移更接近生理性侵袭。
定量选项:
- 手动计数膜下侧的染色细胞(每孔 5–10 个视野)。
- 溶解染料并测量吸光度(OD 560–590 nm)。
- 用 Calcein AM 预标记细胞并测量迁移细胞的荧光。
实时细胞分析
xCELLigence 等无标记仪器使用专用板底部的微电极测量电阻抗。当细胞从上室穿过膜迁移时,它们附着在下侧的微电极表面,增加阻抗信号。这提供了连续的实时迁移数据,无需染色或终点固定。
关键考虑因素
- 血清梯度:膜两侧的浓度梯度提供定向迁移。没有梯度时,测量的是随机(化学动力学)运动。
- 基质涂层:对于侵袭检测,膜孔径、基质成分(Matrigel、I 型胶原、纤连蛋白)和涂层厚度都会影响结果。
- 细胞密度:细胞太少计数不佳;太多则导致聚集和堵塞孔。针对每种细胞类型优化密度。
- 时间过程:穿过 8 µm 孔的迁移通常需要 6–24 小时,具体取决于细胞类型。