活細胞骨架染色--對比LifeAct-GFP和actin-GFP在活細胞骨架染色中的應用-分析方法-資訊-生物在線

活細胞骨架染色--對比LifeAct-GFP和actin-GFP在活細胞骨架染色中的應用

作者:上海凈信實業發展有限公司 2016-06-06T00:00 (訪問量:25063)

?Actin-肌動蛋白是細胞骨架不可或缺的一個組成部分,其在很多最基礎的細胞活動中扮演著非常重要的角色。尤其在細胞形態,遷移和研究細胞機制中,肌動蛋白都是一個非常理想的觀測蛋白。肌動蛋白是由小球狀的G-actin聚合成絲狀的F-actin動態交互變化構成的,從而參與了細胞活動中的各種細胞骨架的變化。通常研究活細胞中actin的活動用的是轉染actin-GFP融合蛋白的質粒,可以同時標記F-actin和G-actin,可以有效的反映出細胞骨架的相對活性,但是當值需要觀測F-actin的時候,使用actin-GFP會降低信噪比,難以專一捕捉F-actin的活動。更有研究顯示,使用actin-GFP會直接影響細胞遷移和細胞分裂中的肌動蛋白活性。

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2015年英國的科研人員研究了幾種可以標記F-actin染料發現LifeAct是一種觀測F-actin非常理想的染料,其能特異性結合F-actin而不會影響肌動蛋白的活性,能夠很好的顯現出肌動蛋白的結構。LifeAct是一個17個氨基酸形成短肽,由于其很小,不會被哺乳動物細胞當作外來蛋白清除,從而使一個非常理想的F-actin標記物。文中,以人間充質干細胞(hMSCs, Human mesenchymal stem cells)為載體,研究LifeAct-GFP對比actin-GFP在觀測肌動蛋白中的應用。
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Differential effects of LifeAct-GFP and actin-GFP on cell mechanics assessed using micropipette aspiration
K. Sliogeryte, S. Thorpe, Z. Wang, C. Thompson, N. Gavara and M. Knight
Journal of Biomechanics, 2015, 10.1016/j.jbiomech.2015.12.034
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(一)實驗材料
1)細胞: ? ? hMSCs ? ? ? ? ? ?(STEMCELL Technologies,UK)
2)試劑: ? ?LifeAct-TagGFP2 質粒 ? ?(ibidi, Germany)
? ? ? ? ? ? ?DMEM ? ? ? ? ? ? (Gibco)
? ? ? ? ? ? ?Actin-GFP
? ? ? ? ? ? ?Lipofetamine LTX Plus ? ? (Invitrogen)
? ? ? ? ? ? ?4%多聚甲醛溶液
? ? ? ? ? ? ?0.5%Triton X-100
? 3) 耗材:玻璃管(外徑1mm,內徑0.58mm)
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(二)實驗步驟
? 1、LifeAct-GFP和 actin-GFP轉染
?使用未分化的hMSCs細胞轉染actin-GFP質粒。
?無抗生素10%FBS低葡萄糖DMEM培養細胞30min到1h
?使用Lipofetamine LTX Plus轉染質粒,按照說明書將細胞在轉染培養基中培養6小時。
?使用未分化的hMSCs細胞和,hMSCs細胞分化的永生化軟骨細胞系感染含LifeAct-TagGFP2的腺病毒。
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2、固定細胞的肌動蛋白結構
使用Alexa Flour555-phalloidin標記F-actin
?單層細胞貼壁染色,是將已經用LifeAct-GFP和 actin-GFP轉染的細胞,用4%多聚甲醛固定10分鐘,再用0.5%Triton X-100通透5分鐘,再用Alexa Flour555-phalloidin染色20分鐘。
?懸浮細胞染色,是將已經用LifeAct-GFP和 actin-GFP轉染的細胞消化為單細胞,再在懸浮液中直接用4%多聚甲醛固定10分鐘,再用0.5%Triton X-100通透5分鐘,再用Alexa Flour555-phalloidin染色20分鐘。
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3、微管吸吮技術
?將外徑1mm,內徑0.58mm玻璃管拉為內徑7-8μm的微管
?使用注射泵維持微管內有0.76kPa的負壓
?輕輕吸取細胞,每2秒采集一張圖片
?細胞在微管負壓情況下會有不規則的突起,進入微管,能很好的觀測F-actin的活動。
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(三)實驗結果
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1、鬼筆環肽和LifeAct-GFP和 actin-GFP轉染共定位(圖一)
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圖一:鬼筆環肽和LifeAct-GFP和 actin-GFP轉染共定位:A、E)貼壁細胞中,LifeAct-GFP和 Actin-GFP 在標記F-actin時都表現很好,但是在懸浮細胞中,C、G)雖然LifeAct-GFP和 Actin-GFP和鬼筆環肽都能共定位F-actin,但是actin-GFP在整個細胞中都有染色,因為其同時染G-actin沒有凸顯出F-actin。
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2、微管吸吮技術使細胞發生形變,觀察F-actin活動(圖二)
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圖二:微管吸吮技術造成細胞形變。A)LifeAct-GFP可以很好的追蹤F-actin,會根據細胞的形變,標記到細胞突起的最外緣的骨架;B)使用Actin-GFP標記沒有特異性,不能看到細胞變形中最邊緣的骨架。
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