在細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞鋪板長(zhǎng)滿后用移液器吸頭制造劃痕，形成邊緣清晰的“傷口”區(qū)域。用PBS清洗去細(xì)胞碎片，樣本置于培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。通過(guò)定期將樣本置于顯微鏡下觀察記錄劃痕區(qū)域的細(xì)胞遷移情況，借助第三方軟件量化評(píng)估劃痕閉合速率，從而反映細(xì)胞的遷移或修復(fù)能力。
 
常規(guī)的細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)存在以下不足：①操作一致性問(wèn)題：劃痕通常依靠手工操作，如使用槍頭，很難保證每次劃痕的寬度、深度和形狀完全一致，這會(huì)引入實(shí)驗(yàn)誤差，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。②缺乏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：常規(guī)的觀察方式難以提供細(xì)胞遷移全過(guò)程的連續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，不利于深入理解細(xì)胞遷移動(dòng)力學(xué)，且數(shù)據(jù)處理相對(duì)麻煩。

JuLI™ Stage活細(xì)胞成像儀對(duì)于細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)可以提供的幫助
 

1. 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：能夠在不干擾細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的情況下，對(duì)細(xì)胞劃痕后的遷移過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)的觀測(cè)，無(wú)需像傳統(tǒng)方法那樣定時(shí)將細(xì)胞從培養(yǎng)箱中取出觀察，避免了頻繁操作對(duì)細(xì)胞的影響，可獲取細(xì)胞遷移的完整動(dòng)態(tài)過(guò)程，有助于深入研究細(xì)胞遷移動(dòng)力學(xué)。

2. 提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性：JuLI™ Stage成像儀可配備劃痕分析軟件，成套的劃痕器可輕松實(shí)現(xiàn)96孔板統(tǒng)一劃線，保證劃痕的寬度、深度和形狀完全一致,，減少實(shí)驗(yàn)分析誤差。另外內(nèi)置智能分析軟件和算法，可自動(dòng)對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行處理和分析，計(jì)算細(xì)胞融合度生成劃痕愈合曲線，減少人工分析帶來(lái)的誤差，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

 

3. 減少實(shí)驗(yàn)干擾與污染：無(wú)需頻繁進(jìn)出超凈間、打開(kāi)培養(yǎng)箱，有效減少了外界環(huán)境對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的干擾和污染風(fēng)險(xiǎn)，使細(xì)胞能在更穩(wěn)定的環(huán)境中生長(zhǎng)和遷移，保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。
 

4. 遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作便捷：科研人員可以通過(guò)電腦或移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程監(jiān)控細(xì)胞的培養(yǎng)和遷移進(jìn)度，方便根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)和安排后續(xù)實(shí)驗(yàn)，提高工作效率，為科研人員提供了更多的靈活性。
 

5. 多維度分析：JuLI™ Stage成像儀具備熒光成像（GFP&RFP&DAPI）功能，除了對(duì)細(xì)胞進(jìn)行明場(chǎng)觀察外，還可以結(jié)合熒光標(biāo)記技術(shù)，對(duì)細(xì)胞內(nèi)的特定分子或信號(hào)通路進(jìn)行標(biāo)記和觀察，從而在細(xì)胞遷移過(guò)程中同時(shí)獲取細(xì)胞的生理、生化等多維度信息，進(jìn)一步深入研究細(xì)胞遷移的機(jī)制。

JuLI™ Stage活細(xì)胞成像儀在劃痕實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用案例

細(xì)胞遷移機(jī)制研究：在神經(jīng)發(fā)育研究中，利用活細(xì)胞成像儀觀察神經(jīng)細(xì)胞劃痕后的遷移情況，可深入了解神經(jīng)細(xì)胞如何在胚胎發(fā)育過(guò)程中遷移到正確位置以形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在腫瘤轉(zhuǎn)移研究方面，通過(guò)觀察腫瘤細(xì)胞的劃痕愈合過(guò)程，分析腫瘤細(xì)胞遷移的速度、方向和路徑，探究腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制，如研究某些信號(hào)通路激活后對(duì)腫瘤細(xì)胞遷移能力的影響。

案例：使用JuLI™ Stage 拍攝A673細(xì)胞，共監(jiān)測(cè)48h。拍攝完成后用儀器自帶的JuLI™ STAT分析軟件批量量化愈合面積，發(fā)現(xiàn)ARID1A 基因缺失會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞遷移能力大幅降低。
 

細(xì)胞分化與再生研究：以干細(xì)胞為研究對(duì)象，在進(jìn)行細(xì)胞劃痕后，使用活細(xì)胞成像儀跟蹤觀察干細(xì)胞向不同細(xì)胞類型分化的過(guò)程以及在組織修復(fù)中的遷移行為，為組織再生和修復(fù)機(jī)制研究提供依據(jù)。

案例：細(xì)胞幾何感知涉及細(xì)胞骨架重塑和生化信號(hào)的激活，從而控制細(xì)胞行為的多個(gè)方面。而幾何手性在調(diào)控細(xì)胞行為中的作用以及其背后的生物物理機(jī)制仍然難以捉摸，實(shí)驗(yàn)人員為探究幾何手性在調(diào)節(jié)細(xì)胞行為中的作用進(jìn)行細(xì)胞遷移實(shí)驗(yàn)，通過(guò)JuLI™ Stage活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)拍攝，實(shí)時(shí)記錄GFP轉(zhuǎn)染的hMSCs細(xì)胞從平面向手性幾何形狀移動(dòng)的一系列熒光圖像。觀察到細(xì)胞優(yōu)先向右旋幾何形狀遷移。
 

藥物篩選與評(píng)價(jià)：建立腫瘤細(xì)胞或血管內(nèi)皮細(xì)胞的劃痕模型，利用活細(xì)胞成像儀觀察不同藥物處理后細(xì)胞劃痕愈合的情況，快速篩選出具有抑制細(xì)胞遷移能力的潛在抗腫瘤藥物或促進(jìn)血管生成的藥物。通過(guò)對(duì)比不同藥物濃度下細(xì)胞遷移的速度和程度，評(píng)估藥物的有效性和安全性，為藥物研發(fā)提供重要的體外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

案例：CXCL12 在衰老腫瘤細(xì)胞中表達(dá)，研究者推測(cè)CXCL12 可能會(huì)影響腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)。通過(guò)JuLI™ Stage 延時(shí)成像，探究不同濃度的CXCL12對(duì)細(xì)胞遷移的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低濃度的CXCL12吸引了 Jurkat T 細(xì)胞，表明其具有趨化作用；而高濃度CXCL12導(dǎo)致Jurkat T細(xì)胞失去方向性，而向反方向遷移。
 

心血管疾病研究：在研究血管損傷修復(fù)時(shí)，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行劃痕，用活細(xì)胞成像儀觀察內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和增殖情況，探討動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病的發(fā)病機(jī)制，為疾病的預(yù)防和治療提供理論基礎(chǔ)。

案例：膽固醇不僅會(huì)誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)并在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的細(xì)胞中沉積，還會(huì)調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展中的細(xì)胞力學(xué)、增殖和遷移。他汀類藥物可抑制細(xì)胞膽固醇的生物合成，臨床上會(huì)開(kāi)給高膽固醇血癥或相關(guān)心血管疾病患者。為了研究氟伐他汀對(duì)血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）在不同涂層上遷移的影響，研究者使用采用JuLI™ Stage 延時(shí)成像觀察細(xì)胞遷移，在10x物鏡下每10分鐘成像一次，共記錄24小時(shí)細(xì)胞遷移情況。后續(xù)用Image J分析圖像堆棧。結(jié)果表明氟伐他汀治療導(dǎo)致 VSMC 在 FN 覆蓋的總距離顯著下降，但在 COL1 涂層基材上沒(méi)有。
 

綜上，活細(xì)胞成像儀在細(xì)胞遷移方向研究中發(fā)揮重要作用。其憑借獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，助科研人員實(shí)時(shí)捕捉細(xì)胞遷移軌跡與方向變化，解析遷移機(jī)制。未來(lái)技術(shù)革新將使其進(jìn)一步拓展研究邊界，推動(dòng)多學(xué)科融合，為生命科學(xué)及攻克疾病帶來(lái)更多突破。

參考文獻(xiàn)：
[1]Kim YR, Joo J, Lee HJ, et al. Prion-like domain mediated phase separation of ARID1A promotes oncogenic potential of Ewing's sarcoma. Nat Commun. 2024;15(1):6569. Published 2024 Aug 3. doi:10.1038/s41467-024-51050-0
[2]Dong L, Gong J, Wang Y, et al. Chiral geometry regulates stem cell fate and activity. Biomaterials. 2019;222:119456. doi:10.1016/j.biomaterials.2019.119456
[3]Choi YW, Kim YH, Oh SY, et al. Senescent Tumor Cells Build a Cytokine Shield in Colorectal Cancer. Adv Sci (Weinh). 2021;8(4):2002497. Published 2021 Jan 4. doi:10.1002/advs.202002497
[4]Sanyour HJ, Li N, Rickel AP, et al. Statin-mediated cholesterol depletion exerts coordinated effects on the alterations in rat vascular smooth muscle cell biomechanics and migration. J Physiol. 2020;598(8):1505-1522. doi:10.1113/JP279528