transwell实验整理版.docx
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1、第一节 概念这里想明确两个概念,一个是Transwell,另一个是肿瘤细胞侵袭模型。1Transwelltrans-这个词根有转移、转运、穿过等意思,well有小室的意思,可以从字面上理解,这是一类有通透性的杯状的装置,根据Corning公司的Transwell说明书中的介绍,可以认为这是一种膜滤器(Membrane filters),也可认为是一种有通透性的支架(permeable supports)。更准确地说,Transwell应该是一种实验技术,这项技术的主要材料是Transwell小室(Transwell chamber,Transwell insert),其外形为一个可放置在孔板里
2、的小杯子,不同厂家对Transwell会有不同的命名,而不同型号也可有不同形状,不同大小,根据实验需要,可有不同选择。Fig1但无论是何种外形,其关键部分都是一致的,那就是杯子底层的一张有通透性的膜,而杯子其余部分的材料与普通的孔板是一样。这层膜带有微孔,孔径大小有0.112.0m,根据不同需要可用不同材料,一般常用的是聚碳酸酯膜(polycarbonate membrane)。下图是一个Transwell装置的纵切面Fig2将Transwell小室放入培养板中,小室内称上室,培养板内称下室,上室内盛装上层培养液,下室内盛装下层培养液,上下层培养液以聚碳酸酯膜相隔。我们将细胞种在上室内,由于聚
3、碳酸酯膜有通透性,下层培养液中的成分可以影响到上室内的细胞,从而可以研究下层培养液中的成分对细胞生长、运动等的影响。Fig3应用不同孔径和经过不同处理的聚碳酸酯膜,就可以进行共培养、细胞趋化、细胞迁移、细胞侵袭等多种方面的研究。下面参考guxuefeng战友和cosmosci战友的帖子具体来谈谈孔径的选择,当然不同细胞其体积不同,具体选择时要考虑到细胞大小。这里主要谈几种大家常用的实验:(1).共培养体系:小于3.0um孔径条件下,细胞不会迁徙通过,因此,若研究不涉及细胞运动能力,不需要细胞穿过聚碳酸酯膜,则应选择3.0m以下孔径。常用0.4、3.0m。我们实验室用的是0.4m。Fig4将细胞
4、A种于上室,细胞B种于下室,可以研究细胞B分泌或代谢产生的物质对细胞A的影响。(2).趋化性实验可用5.0、8.0、12.0m膜,上室细胞可穿过聚碳酸酯膜进入下室,计数进入下室的细胞量可反映下室成分对上室细胞的趋化能力。细胞B对细胞A的趋化作用:将细胞A种于上室,细胞B种于下室,可以研究细胞B分泌或代谢产生的物质对细胞A的趋化作用。趋化因子对细胞的趋化作用:将细胞种于上室,下室加入某种趋化因子,可研究该趋化因子对细胞的趋化作用。(3).肿瘤细胞迁移实验常用8.0、12.0m膜,上室种肿瘤细胞,下室加入FBS或某些特定的趋化因子,肿瘤细胞会向营养成分高的下室跑,计数进入下室的细胞量可反映肿瘤细胞
5、的迁移能力。(4).肿瘤细胞侵袭实验常用8.0、12.0m膜,原理与肿瘤细胞迁移实验类似。Fig5上室种肿瘤细胞,下室加入FBS或某些特定的趋化因子,肿瘤细胞会向营养成分高的下室跑,但与肿瘤细胞迁移实验不同的是,聚碳酸酯膜上室侧铺上一层基质胶,用以模仿体内细胞外基质,细胞欲进入下室,先要分泌基质金属蛋白酶(MMPs)将基质胶降解,方可通过聚碳酸酯膜。计数进入下室的细胞量可反映肿瘤细胞的侵袭能力。第二节 Transwell侵袭实验我的课题涉及Transwell侵袭实验和Transwell迁移实验,其他方面的Transwell应用我不太清楚,因此这里主要谈谈Transwell侵袭实验。1实验用品:
6、Fig6 Transwell小室:多种厂家可提供,论坛里常用的是Costar、Corning、BD生产的小室,我们实验室用的是Chemicon公司的ECM550系列,另有Boyden chamber、Millipore公司的millicell和雕弓满月射天狼战友介绍的Thincert。这些厂家提供的小室,有的已铺好基质胶,买来就可以用,很方便,但也比较贵,我们实验室用的Chemicon公司的ECM550系列是已经铺好胶的,质量很好,但是非常贵,24孔板配套的小室,每个价格约130元,不推荐给大家。BD也有已包被好的,价格不清楚。Coster和Corning公司生产的小室,是论坛里比较常用的,好
7、像是要自己铺胶,但据说每个小室成本只有40左右,应该比较适合中国国情。下面是一些战友提供的价格,具体建议大家联系代理商咨询。linanping1979战友提供的价格:coster的24孔板的transwell的价格是456元RMB,8m,用于肿瘤的侵袭实验。iceyxy战友提供的价格:Millipore的8m的50个1760RMB,0.4m的2000多,是一次性的。梅林战友提供的BD价格: 240RMB一块(6.5um,24孔,12instert),好像是没胶的。liguofan说国产的boyden30块一个。jjyy提供的价格是:corning cat No.3422. 6.5mm tran
8、swell with 8.0um prore polycarbonate membrane insert, Qty 48,950人民币不到。平均每个20元不到。Transwell小室按照公司的要求,都是一次性使用的。不过其实洗洗泡泡还是可以重复用的。我用的Chemicon公司的ECM554,用完后擦去基质胶,再用胰酶和75%酒精泡,可以把膜洗得很干净,用前用紫外里外都照30min。sword01战友提供的处理方法:用棉签轻轻擦去胶和反面细胞,清水冲洗,超声清洗,低挡,30min,清水35min,蒸馏水35min,室温凉干,用前紫外线小室正面3h,反面6h,微波,低火10min2。因为我买的是铺
9、好胶的,所以没买Matrigel,二次利用的小室只用来做不需要铺胶的迁移实验。以前的Chemicon ECM550系列,膜很结实,擦不坏,可以反复用很多次,但现在的膜已经改用一种很薄很脆的材料,一般只能重复用一次,真黑啊!很多战友说Costar和Corning也是可以重复用的,大家可以试试。victoh战友对Millipore公司的millicell有比较详细的讲解,链接如下: 本人没见过,有兴趣的可以自己研究一下。另外,根据论坛战友提供的信息,osmonic公司有专用的膜出售,鼎国生物代理。Transwell小室用过后,可把原来的膜切下,贴上osmonic公司的膜,这样又可以用了,不过我没用
10、过,有兴趣的可以试试。maojianwen战友的使用方法: trasnwell小室做一次后,将原来的膜去掉,重新泡酸,泡酒精,使用前照紫外,然后用女士用指甲油(注意用无色较稀的)将osmonic公司的膜贴上,剪掉多余的边缘。再照紫外。 上层培养液:上层培养液采用无血清培养基,为维持渗透压,需加入0.05%-0.2% BSA。 细胞:值得注意的是,有侵袭能力的细胞才可用于Transwell侵袭实验。建议实验前先用酶谱法检测MMPs的表达,特别是MMP-2的表达。如果不清楚细胞MMPs的表达情况,就盲目进行Transwell侵袭实验,可能会造成不必要的浪费,一次Transwell侵袭实验花钱少则数
11、百,多则数千,并不是笔小数目,还是小心为妙。另外,为了让实验结果更明显,可先撤血清让细胞饥饿1224h,再进行实验。 基质胶:常用的是人工重构基底膜材料Matrigel,主要成分为层黏连蛋白和型胶原,生产厂家有BD、美国Collaborative Rsearch公司等。CaoY战友的帖这么说的:Matrigel是BD公司生产的,是一种细胞外基质,4度时是液体,在37度会逐渐凝固成胶状,不可逆。同样的东西在sigma叫ECM。zhangyong1036战友提供的价格:BD公司的matrigel 1500左右。如果购买的小室是已经铺好基质胶的,那么Matrigel就不需要购买了。 下层培养液:下层
12、常用含5%10% FBS的培养基,具体浓度根据细胞侵袭力而定,侵袭力弱的细胞可适当提高FBS浓度。下层也可用趋化因子,有战友将纤维粘连蛋白加入下层培养液作为趋化因子,但个人认为,FBS仍是最合适的。 细胞培养板:常用于Transwell侵袭实验的细胞培养板有6孔板、12孔板、24孔板等,以24孔最常用。细胞培养板没什么特殊要求,普通的细胞培养板就可以。但要注意,细胞培养板应当与购买的Transwell小室相配套。 此外,膜的下室面可涂上纤维粘连蛋白(fibronectin,FN,Sigma有售),这样做的目的是使穿过膜的细胞更好地附着在膜上,也可用胶原(collagen)或明胶(gelatin
13、)。很多战友认为这不是必须的,而且我也是不涂的,细胞照样贴壁很好。如果贴壁不好的话可以试试看。linanping1979战友认为,如果培养时间很长(24h),细胞还是会掉到下室里面去,所以有条件的话,最好还是在膜下层涂上FN。另外,值得一提的是,膜下层涂上FN还有一定的趋化作用。zhangyong1036战友提供的价格: sigma的fibronectin,价格在1500左右。2步骤21 Transwell小室制备211 无基质胶Transwell小室制备 包被基底膜:用50mg/LMatrigel 1:8稀释液包被Transwell小室底部膜的上室面,4风干。如果需要在下室面铺FN的话,可将
14、200ul枪头的尖端剪掉,吸取FN均匀涂抹在小室的下面。用胶原(collagen)的话,一般配成0.5mg/ml,直接用枪吸了涂在膜上。 水化基底膜:吸出培养板中残余液体,每孔加入50ul含10g/LBSA的无血清培养液,37,30min。另有tianjin_glioma战友提供的方法:在上室的聚碳酸酯膜上加入稀释后的Matrigel (3.9ug/ul) 60-80l (注意体积不可太大,以刚把聚碳酸酯膜浸湿为最好),置37 30min使Matrigel聚合成凝胶。212 有基质胶的Transwell小室制备Chemicon公司的ECM550系列说明书要求,将小室放入培养板中,在上室加入30
15、0l预温的无血清培养基,室温下静置1530min,使基质胶再水化。再吸去剩余培养液。22 制备细胞悬液 制备细胞悬液前可先让细胞撤血清饥饿1224h,进一步去除血清的影响。但这一步并不是必须的。 消化细胞,终止消化后离心弃去培养液,用PBS洗12遍,用含BSA的无血清培养基重悬。调整细胞密度至110105,个人认为不要超过5105。具体实验时采用密度要自己摸索,因为不同细胞,其侵袭能力是不同的。个人经验,细胞量过多,穿过膜的细胞会过多过快,如果最后用计数法统计结果的话将难以计数;而过少的话,可能还没到检测的时间点,所有的细胞都已穿过,因此最少也要保证在收样的时候,上室内还要有一定量的细胞存在。
16、个人认为,对照组和处理尽量不要分开计数,因为细胞数目的差异会严重影响实验结果。如果需要对细胞预处理而不得不分开计数,那么计数一定要多重复几次,力求准确,尽量保证对照组和处理组细胞密度一致。23 接种细胞 取细胞悬液100200l加入Transwell小室,不同公司的、不同大小的Transwell小室对细胞悬液量有不同要求,请参考说明书。24孔板小室一般200l。 24孔板下室一般加入500l含FBS或趋化因子的培养基,不同的培养板加的量有不同要求,具体请参考说明书。这里要特别注意的是,下层培养液和小室间常会有气泡产生,一旦产生气泡,下层培养液的趋化作用就减弱甚至消失了,在种板的时候要特别留心,
17、一旦出现气泡,要将小室提起,去除气泡,再将小室放进培养板。 培养细胞:常规培养1248h(主要依癌细胞侵袭能力而定)。时间点的选择除了要考虑到细胞细胞侵袭力外,处理因素对细胞数目的影响也不可忽视。以我的课题为例,我使用的药物不仅会抑制肿瘤细胞侵袭力,还对细胞增殖有明显抑制。我选择的药物浓度是用MTT筛选出的72h的IC50。用这个浓度处理细胞,24h内对细胞增殖并无明显抑制,但24h后,抑制作用就开始出现了。所以,用这个浓度来做Transwell,处理时间也必须限定在24h内,否则一旦药物抑制了细胞增殖或者诱导出凋亡,使处理组细胞数目少于对照组,那么就难以肯定穿过膜的细胞比对照组少,究竟是由于
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