活細(xì)胞成像應(yīng)用于細(xì)胞分裂過(guò)程中肌動(dòng)蛋白絲的動(dòng)態(tài)研究
瀏覽次數(shù):729 發(fā)布日期:2024-5-8
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細(xì)胞質(zhì)分裂是細(xì)胞分裂的最后階段,在此期間,一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)分裂成兩個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞。肌動(dòng)蛋白絲在支持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和促進(jìn)細(xì)胞分裂中起著至關(guān)重要的作用。細(xì)胞分離之前,肌動(dòng)蛋白絲收縮細(xì)胞膜形成兩個(gè)子細(xì)胞
[1]。cytochalasin B是一種廣泛應(yīng)用于細(xì)胞分裂和運(yùn)動(dòng)研究的化合物,對(duì)肌動(dòng)蛋白絲的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)具有重要影響。它主要通過(guò)阻斷可收縮微絲的形成來(lái)阻礙細(xì)胞分裂,并且cytochalasin B在不同濃度下對(duì)細(xì)胞行為的影響不同。高濃度的cytochalasin B誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)變,包括肌動(dòng)蛋白素的收縮,成纖維細(xì)胞的聚集
[2]。然而,低濃度的細(xì)胞松弛素B抑制了細(xì)胞遷移和膜褶皺,但沒(méi)有引起任何明顯的形態(tài)學(xué)改變
[3]。此外,先前的研究表明,cytochalasin B可導(dǎo)致細(xì)胞分裂不完全,從而形成多核細(xì)胞
[4]。
Celloger
® Pro是一款活細(xì)胞成像設(shè)備,可以根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間參數(shù)對(duì)指定的位置進(jìn)行成像記錄。 同時(shí)可通過(guò)使用分析軟件定量分析圖像的細(xì)胞融合度(%)與熒光強(qiáng)度。因此在本項(xiàng)研究中使用Celloger
® Pro作為成像設(shè)備來(lái)研究cytochalasin B對(duì)肌動(dòng)蛋白絲的作用。
圖1 Celloger® Pro設(shè)備圖
活細(xì)胞成像應(yīng)用實(shí)例:
將穩(wěn)定表達(dá)td-Tomato標(biāo)記肌動(dòng)蛋白的HeLa細(xì)胞以每孔2.5x10
4個(gè)細(xì)胞的密度接種于24孔板中。孵育過(guò)夜后,用濃度為1.25 μM(低濃度)和10 μM(高濃度)的cytochalasin B處理細(xì)胞。使用10倍鏡頭的Celloger
® Pro每隔1小時(shí)進(jìn)行成像,持續(xù)48小時(shí)。最后,除高濃度組外,其余各組細(xì)胞核均用1µM SYTO9 (Invitrogen, S34854)染色。
結(jié)果:
在對(duì)照組中,細(xì)胞從兩個(gè)細(xì)胞分裂為四個(gè)子細(xì)胞,進(jìn)行正常的細(xì)胞分裂。相反,用低濃度(1.25μM)的cytochalasin B處理的細(xì)胞不能完成細(xì)胞膜分離,導(dǎo)致單個(gè)細(xì)胞內(nèi)形成多個(gè)細(xì)胞核。然而,高濃度(10μM)cytochalasin B處理的細(xì)胞表現(xiàn)出肌動(dòng)蛋白絲結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞,導(dǎo)致不可逆的細(xì)胞圓縮(圖1)。定量分析發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,低濃度cytochalasin B處理組的多核細(xì)胞比例更高(圖2)。
圖2 不同濃度細(xì)胞松弛素B處理下肌動(dòng)蛋白動(dòng)態(tài)變化
圖3 低濃度cytochalasin B處理誘導(dǎo)多核細(xì)胞
對(duì)照組(n=564)和cytochalasin B低濃度處理組(n=493)隨機(jī)取9個(gè)點(diǎn),分別計(jì)數(shù)總細(xì)胞數(shù)和兩個(gè)或兩個(gè)以上細(xì)胞核的細(xì)胞數(shù)。以多核細(xì)胞/總細(xì)胞數(shù)計(jì)算多核細(xì)胞的比例。* * * P < 0.001。
結(jié)論:
細(xì)胞內(nèi)的肌動(dòng)蛋白絲不僅在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用,而且在細(xì)胞的復(fù)制和分裂過(guò)程中也起著至關(guān)重要的作用。實(shí)時(shí)成像對(duì)于監(jiān)測(cè)各種細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和對(duì)諸如cytochalasin B等藥物的反應(yīng)至關(guān)重要。特別是,當(dāng)對(duì)細(xì)胞處理不同濃度的藥物時(shí),由于濃度不同,細(xì)胞的反應(yīng)可能不同,而大量獲得每種濃度的圖像是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的。Celloger
® Pro的多定位功能、用戶友好型的配套軟件,以及三倍率鏡頭的可選性,為高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的捕獲提供了一種新型的成像方法。
參考文獻(xiàn):
[1] Pier Paolo D’ Avino., et al. “Cytokinesis in Animal Cells” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology (2015): 7: a015834
[2] J. W. SANGER., “The Use of Cytochalasin B to Distinguish Myoblasts from Fibroblasts in Cultures of Developing Chick Striated Muscle” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume 71 no. 9 September (1974): 3621-3625.
[3] YAHARA, ICHIRO., et al. “Correlation between Effects of 24 different cytochalasins on cellular structures and cellular events and those on actin in vitro” The journal of cell biology Volume 92 January (1982): 69-78.
[4] Awtar Krishan., “Fine structure of cytochalasin-induced multinucleated cells” Journal of ultrastructure research Volume 36 July (1971): 191-204.