关于可视细胞趋化实验开始实验前要知道的问题

趋化性被描述为细胞向趋化剂的定向迁移。这个过程与趋化作用不同，趋化作用是无向的细胞迁移。当细胞经历趋化作用时，它们会因某种物质而改变其迁移特性（例如，迁移速度的增加或降低），但不会优选地沿该物质的方向迁移。

趋化性是由特定物质（趋化剂）诱导的。该物质可以是趋化因子、趋化因子受体、生长因子或生长因子受体。重要且已充分描述的化学引诱剂是例如趋化因子受体CXCR4及其配体CXCL12、EGFR和EGF，以及CCR7和CCL21。

趋化网络在健康和疾病中发挥着重要作用。一方面，趋化性在许多生理过程中至关重要，例如在炎症细胞的招募或器官发育过程中。另一方面，趋化过程可以促进癌症进展，例如在转移过程中，趋化性的恶意重编程导致细胞侵袭和扩散。

开始实验前要确认的问题
为了正确设置趋化性测定，首先确认以下问题至关重要：

您打算研究哪种细胞类型？
了解您感兴趣的细胞类型（包括培养基要求和迁移速度）对于后续的检测计划至关重要。

所分析的细胞类型的迁移速度/速度是多少？
虽然某些细胞的迁移速度较低（例如肿瘤细胞或成纤维细胞），但其他细胞类型（例如白细胞）迁移速度非常快。细胞迁移速度将决定实验的持续时间和图像之间所需的间隔。此外，梯度稳定性必须足够高以适合实验的总持续时间。µ -Slide Chemotaxis适用于慢速和快速迁移细胞的趋化测定。

µ -Slide Chemotaxis

最佳培养基是什么？
大多数细胞类型在含有胎牛血清 (FCS) 的培养基中培养。FCS 含有许多可以影响细胞迁移的因素（例如酶、激素和生长因子），因此可能会改变趋化性测定的结果。例如，趋化剂对细胞迁移的影响可以被 FCS 诱导的影响所掩盖。在开始测定之前逐渐降低培养基中的 FCS 浓度是克服这个问题的一种方法。此外，还开发了不含 FCS 的特殊无血清培养基。在开始测定之前，必须测试每种感兴趣细胞类型的最佳培养基成分。

感兴趣的细胞类型的最佳接种密度是多少？
接种密度取决于许多细胞因素，例如增殖速率、行为、形状、上皮或间充质状态以及对细胞与细胞接触的依赖性。此外，在确定最佳细胞接种密度时必须考虑实验持续时间。为了有足够的可追踪细胞，开始实验时密度不能太低。在实验结束时，单细胞应该是清晰可定义和可追踪的。考虑到这些因素，在开始趋化性测定之前，应分别确定每种细胞类型的最佳接种密度。

应该进行多少次实验？
通常，三到五次重复实验足以从趋化组和相应的对照组创建重要数据。每个实验应包含 20-40 个单细胞的跟踪数据，这可以使用低放大倍率显微镜物镜（例如 5 倍或 10 倍）来实现。

我应该进行 2D 或 3D 趋化性测定吗？
大多数细胞自然嵌入 3D 矩阵中。在趋化性测定过程中在 2D 环境中培养它们可能会改变它们的行为和迁移能力。为了克服这个问题，可以将细胞嵌入模仿其自然环境的 3D 基质中，例如胶原蛋白、基质胶或其他水凝胶。µ -Slide Chemotaxis非常适合 2D 和 3D 实验。

3D 趋化性测定的优点：
大多数细胞类型更像体内环境- 高度明确的环境（例如纤维或基质）
可以使用悬浮细胞进行趋化性测定

3D 趋化性测定的局限性:
凝胶处理困难；实验过程中需要控制更多参数
细胞可能附着在 2D 表面，从而创造 2.5D 条件
细胞可能在 3D 跟踪过程中失焦

在以下应用笔记中查找有关 2D 和 3D 趋化性测定的更多信息：

可视的细胞趋化实验，自动化图像分析解决方案

细胞3D趋化中进行免疫荧光染色的应用方案

细胞趋化实验如何自动跟踪细胞运动轨迹

实验中必须包括哪些对照？
为了正确分析趋化性实验，至关重要的是包括不含任何趋化剂的阴性对照 (-/-)，以及整个室中含有趋化剂的阳性对照 (+/+)。

使用µ-Slide Chemotaxis时，需要最少的控制测量，因为除梯度之外的所有条件都是对称的。这允许对彼此独立的趋化性和趋化作用进行分析。在该实例中，趋化剂诱导癌细胞的趋化性和趋化作用。

趋化性测定的实验设置（顶部）和数据图（底部），包括实验组 (+/-)、阳性 (+/+) 和阴性 (-/-) 对照组