研究细胞迁移更简单、更便宜的方法

细胞突起是细胞迁移的一个关键组成部分。到目前为止，科学家们一直都是依靠复杂而昂贵的显微镜，来研究细胞突起的动力学。最近，有研究人员根据一种成功的、以阻抗为基础的、用于研究细胞增殖和粘附的技术，开发出一种新的方法，让我们可以更进一步的研究细胞突出动力学。相关研究结果发表在最近的《Scientific Reports》。

　　

生物通报道：细胞迁移在许多生理过程中发挥着至关重要的作用，有助于癌细胞的侵袭和散播。细胞会采用一些迁移策略来应对不同的环境刺激，例如基质刚度、细胞外基质的分子组成或可溶分子（如生长因子或细胞因子）浓度的时空变化。通常情况下，细胞迁移包括细胞突起（cell protrusions）的产生，即胞体外质膜的延伸，细胞突起是细胞迁移的一个关键组成部分。已有研究表明，不同类型的细胞突起有助于特定环境、细胞类型和微环境中的细胞迁移和入侵。延伸阅读：Hepatology：揭示肝癌细胞迁移的新机制。

然而，到目前为止，科学家们一直都是依靠复杂而昂贵的显微镜，来研究细胞突起（cell protrusion）的动力学。最近，有研究人员根据一种成功的、以阻抗为基础的、用于研究细胞增殖和粘附的技术，开发出一种新的方法，让我们可以更进一步的研究细胞突出动力学。相关研究结果发表在最近的《Scientific Reports》。

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多细胞生物的发育，依赖于细胞的迁移，其中的一个关键步骤是细胞突出，或胞体的伸长。本文第一作者、意大利托里诺大学的Paolo Gagliardi指出，细胞形成突起的这种能力，可让它们探索周围的环境，以粘附到细胞外的分子，最后，把整个细胞拉到目标位置。突起的形成与细胞进入我们组织中复杂三维环境的能力密切相关。已确定的不同突出类型，可以告诉我们很多关于“体内细胞采用的迁移类型”的信息。

从历史上看，研究细胞突起的动态，一直都是使用显微镜，这需要复杂而昂贵的设备。但Gagliardi和他的同事们想知道，是否有可能使用阻抗为基础的技术，来观察细胞突出和收缩，他们通常将这种技术用于研究细胞的增殖、粘附。该研究小组将细胞种在覆盖有电极的生长板上，并借助测量通过培养基的电流阻抗变化，来映射细胞形状的变化。

他说：“这样的测量取决于细胞数量和细胞扩散，所以似乎可以想象，这种技术也可以测量突起的动态。我们在几个实验中采用了这种方法，使用不同类型的细胞和生长因子，并验证了这一假说。”

Gagliardi称，令他们感到惊讶的是，这种方法也一样的出色；它比显微镜更快速和强大。此外，不同于传统的显微镜技术，这种技术可用于高通量研究。

Gagliardi解释说：“细胞是高度动态的实体，能够通过伸出或缩回细胞体的延伸，非常快速地改变它们的形状和角度。这种方法可以基于阻抗测量，让我们简单、间接地观察细胞突起的动态。这些突起的研究，可以帮助我们揭示细胞如何能够移动，然后我们可以利用这一知识，来削弱肿瘤细胞在整个人体散布的危险能力。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Real-time monitoring of cell protrusion dynamics by impedance responses
Abstract: Cellular protrusions are highly dynamic structures involved in fundamental processes, including cell migration and invasion. For a cell to migrate, its leading edge must form protrusions, and then adhere or retract. The spatial and temporal coordination of protrusions and retraction is yet to be fully understood. The study of protrusion dynamics mainly relies on live-microscopy often coupled to fluorescent labeling. Here we report the use of an alternative, label-free, quantitative and rapid assay to analyze protrusion dynamics in a cell population based on the real-time recording of cell activity by means of electronic sensors. Cells are seeded on a plate covered with electrodes and their shape changes map into measured impedance variations. Upon growth factor stimulation the impedance increases due to protrusive activity and decreases following retraction. Compared to microscopy-based methods, impedance measurements are suitable to high-throughput studies on different cell lines, growth factors and chemical compounds. We present data indicating that this assay lends itself to dissect the biochemical signaling pathways controlling adhesive protrusions. Indeed, we show that the protrusion phase is sustained by actin polymerization, directly driven by growth factor stimulation. Contraction instead mainly relies on myosin action, pointing at a pivotal role of myosin in lamellipodia retraction.