活细胞成像应用于细胞分裂过程中肌动蛋白丝的动态研究
2024-05-08 来源:本站 点击次数:841
细胞质分裂是细胞分裂的最后阶段，在此期间，一个细胞的细胞质分裂成两个独立的细胞。肌动蛋白丝在支持细胞结构和促进细胞分裂中起着至关重要的作用。细胞分离之前，肌动蛋白丝收缩细胞膜形成两个子细胞[1]。cytochalasin B是一种广泛应用于细胞分裂和运动研究的化合物，对肌动蛋白丝的结构和动力学具有重要影响。它主要通过阻断可收缩微丝的形成来阻碍细胞分裂，并且cytochalasin B在不同浓度下对细胞行为的影响不同。高浓度的cytochalasin B诱导细胞形态的转变，包括肌动蛋白素的收缩，成纤维细胞的聚集[2]。然而，低浓度的细胞松弛素B抑制了细胞迁移和膜褶皱，但没有引起任何明显的形态学改变[3]。此外，先前的研究表明，cytochalasin B可导致细胞分裂不完全，从而形成多核细胞[4]。
Celloger® Pro是一款活细胞成像设备，可以根据用户设定的时间参数对指定的位置进行成像记录。 同时可通过使用分析软件定量分析图像的细胞融合度（%）与荧光强度。因此在本项研究中使用Celloger® Pro作为成像设备来研究cytochalasin B对肌动蛋白丝的作用。
图1 Celloger® Pro设备图
活细胞成像应用实例：
将稳定表达td-Tomato标记肌动蛋白的HeLa细胞以每孔2.5x104个细胞的密度接种于24孔板中。孵育过夜后，用浓度为1.25 μM(低浓度)和10 μM(高浓度)的cytochalasin B处理细胞。使用10倍镜头的Celloger® Pro每隔1小时进行成像，持续48小时。最后，除高浓度组外，其余各组细胞核均用1µM SYTO9 (Invitrogen, S34854)染色。
结果：
在对照组中，细胞从两个细胞分裂为四个子细胞，进行正常的细胞分裂。相反，用低浓度（1.25μM）的cytochalasin B处理的细胞不能完成细胞膜分离，导致单个细胞内形成多个细胞核。然而，高浓度（10μM）cytochalasin B处理的细胞表现出肌动蛋白丝结构的严重破坏，导致不可逆的细胞圆缩(图1)。定量分析发现，与对照组相比，低浓度cytochalasin B处理组的多核细胞比例更高(图2)。
图2 不同浓度细胞松弛素B处理下肌动蛋白动态变化
图3 低浓度cytochalasin B处理诱导多核细胞
对照组(n=564)和cytochalasin B低浓度处理组(n=493)随机取9个点，分别计数总细胞数和两个或两个以上细胞核的细胞数。以多核细胞/总细胞数计算多核细胞的比例。* * * P < 0.001。
结论：
细胞内的肌动蛋白丝不仅在维持细胞结构中发挥作用，而且在细胞的复制和分裂过程中也起着至关重要的作用。实时成像对于监测各种细胞运动和对诸如cytochalasin B等药物的反应至关重要。特别是，当对细胞处理不同浓度的药物时，由于浓度不同，细胞的反应可能不同，而大量获得每种浓度的图像是费时费力的。Celloger® Pro的多定位功能、用户友好型的配套软件，以及三倍率镜头的可选性，为高质量实验数据的捕获提供了一种新型的成像方法。
参考文献：
[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.
Celloger® Pro是一款活细胞成像设备，可以根据用户设定的时间参数对指定的位置进行成像记录。 同时可通过使用分析软件定量分析图像的细胞融合度（%）与荧光强度。因此在本项研究中使用Celloger® Pro作为成像设备来研究cytochalasin B对肌动蛋白丝的作用。
图1 Celloger® Pro设备图
活细胞成像应用实例：
将稳定表达td-Tomato标记肌动蛋白的HeLa细胞以每孔2.5x104个细胞的密度接种于24孔板中。孵育过夜后，用浓度为1.25 μM(低浓度)和10 μM(高浓度)的cytochalasin B处理细胞。使用10倍镜头的Celloger® Pro每隔1小时进行成像，持续48小时。最后，除高浓度组外，其余各组细胞核均用1µM SYTO9 (Invitrogen, S34854)染色。
结果：
在对照组中，细胞从两个细胞分裂为四个子细胞，进行正常的细胞分裂。相反，用低浓度（1.25μM）的cytochalasin B处理的细胞不能完成细胞膜分离，导致单个细胞内形成多个细胞核。然而，高浓度（10μM）cytochalasin B处理的细胞表现出肌动蛋白丝结构的严重破坏，导致不可逆的细胞圆缩(图1)。定量分析发现，与对照组相比，低浓度cytochalasin B处理组的多核细胞比例更高(图2)。
图2 不同浓度细胞松弛素B处理下肌动蛋白动态变化
图3 低浓度cytochalasin B处理诱导多核细胞
对照组(n=564)和cytochalasin B低浓度处理组(n=493)随机取9个点，分别计数总细胞数和两个或两个以上细胞核的细胞数。以多核细胞/总细胞数计算多核细胞的比例。* * * P < 0.001。
结论：
细胞内的肌动蛋白丝不仅在维持细胞结构中发挥作用，而且在细胞的复制和分裂过程中也起着至关重要的作用。实时成像对于监测各种细胞运动和对诸如cytochalasin B等药物的反应至关重要。特别是，当对细胞处理不同浓度的药物时，由于浓度不同，细胞的反应可能不同，而大量获得每种浓度的图像是费时费力的。Celloger® Pro的多定位功能、用户友好型的配套软件，以及三倍率镜头的可选性，为高质量实验数据的捕获提供了一种新型的成像方法。
参考文献：
[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.
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