活細胞成像應(yīng)用于細胞分裂過程中肌動蛋白絲的動態(tài)研究
細胞質(zhì)分裂是細胞分裂的最后階段，在此期間，一個細胞的細胞質(zhì)分裂成兩個獨立的細胞。肌動蛋白絲在支持細胞結(jié)構(gòu)和促進細胞分裂中起著至關(guān)重要的作用。細胞分離之前，肌動蛋白絲收縮細胞膜形成兩個子細胞[1]。cytochalasin B是一種廣泛應(yīng)用于細胞分裂和運動研究的化合物，對肌動蛋白絲的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)具有重要影響。它主要通過阻斷可收縮微絲的形成來阻礙細胞分裂，并且cytochalasin B在不同濃度下對細胞行為的影響不同。高濃度的cytochalasin B誘導(dǎo)細胞形態(tài)的轉(zhuǎn)變，包括肌動蛋白素的收縮，成纖維細胞的聚集[2]。然而，低濃度的細胞松弛素B抑制了細胞遷移和膜褶皺，但沒有引起任何明顯的形態(tài)學(xué)改變[3]。此外，先前的研究表明，cytochalasin B可導(dǎo)致細胞分裂不完全，從而形成多核細胞[4]。
Celloger® Pro是一款活細胞成像設(shè)備，可以根據(jù)用戶設(shè)定的時間參數(shù)對指定的位置進行成像記錄。 同時可通過使用分析軟件定量分析圖像的細胞融合度（%）與熒光強度。因此在本項研究中使用Celloger® Pro作為成像設(shè)備來研究cytochalasin B對肌動蛋白絲的作用。
圖1 Celloger® Pro設(shè)備圖
活細胞成像應(yīng)用實例：
將穩(wěn)定表達td-Tomato標記肌動蛋白的HeLa細胞以每孔2.5x104個細胞的密度接種于24孔板中。孵育過夜后，用濃度為1.25 μM(低濃度)和10 μM(高濃度)的cytochalasin B處理細胞。使用10倍鏡頭的Celloger® Pro每隔1小時進行成像，持續(xù)48小時。最后，除高濃度組外，其余各組細胞核均用1µM SYTO9 (Invitrogen, S34854)染色。
結(jié)果：
在對照組中，細胞從兩個細胞分裂為四個子細胞，進行正常的細胞分裂。相反，用低濃度（1.25μM）的cytochalasin B處理的細胞不能完成細胞膜分離，導(dǎo)致單個細胞內(nèi)形成多個細胞核。然而，高濃度（10μM）cytochalasin B處理的細胞表現(xiàn)出肌動蛋白絲結(jié)構(gòu)的嚴重破壞，導(dǎo)致不可逆的細胞圓縮(圖1)。定量分析發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，低濃度cytochalasin B處理組的多核細胞比例更高(圖2)。
圖2 不同濃度細胞松弛素B處理下肌動蛋白動態(tài)變化
圖3 低濃度cytochalasin B處理誘導(dǎo)多核細胞
對照組(n=564)和cytochalasin B低濃度處理組(n=493)隨機取9個點，分別計數(shù)總細胞數(shù)和兩個或兩個以上細胞核的細胞數(shù)。以多核細胞/總細胞數(shù)計算多核細胞的比例。* * * P < 0.001。
結(jié)論：
細胞內(nèi)的肌動蛋白絲不僅在維持細胞結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用，而且在細胞的復(fù)制和分裂過程中也起著至關(guān)重要的作用。實時成像對于監(jiān)測各種細胞運動和對諸如cytochalasin B等藥物的反應(yīng)至關(guān)重要。特別是，當(dāng)對細胞處理不同濃度的藥物時，由于濃度不同，細胞的反應(yīng)可能不同，而大量獲得每種濃度的圖像是費時費力的。Celloger® Pro的多定位功能、用戶友好型的配套軟件，以及三倍率鏡頭的可選性，為高質(zhì)量實驗數(shù)據(jù)的捕獲提供了一種新型的成像方法。
參考文獻：
[1] Pier Paolo D’ Avino., et al. “Cytokinesis in Animal Cells” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology (2015): 7: a015834
[2] J. W. SANGER., “The Use of Cytochalasin B to Distinguish Myoblasts from Fibroblasts in Cultures of Developing Chick Striated Muscle” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume 71 no. 9 September (1974): 3621-3625.
[3] YAHARA, ICHIRO., et al. “Correlation between Effects of 24 different cytochalasins on cellular structures and cellular events and those on actin in vitro” The journal of cell biology Volume 92 January (1982): 69-78.
[4] Awtar Krishan., “Fine structure of cytochalasin-induced multinucleated cells” Journal of ultrastructure research Volume 36 July (1971): 191-204.
Celloger® Pro是一款活細胞成像設(shè)備，可以根據(jù)用戶設(shè)定的時間參數(shù)對指定的位置進行成像記錄。 同時可通過使用分析軟件定量分析圖像的細胞融合度（%）與熒光強度。因此在本項研究中使用Celloger® Pro作為成像設(shè)備來研究cytochalasin B對肌動蛋白絲的作用。
圖1 Celloger® Pro設(shè)備圖
活細胞成像應(yīng)用實例：
將穩(wěn)定表達td-Tomato標記肌動蛋白的HeLa細胞以每孔2.5x104個細胞的密度接種于24孔板中。孵育過夜后，用濃度為1.25 μM(低濃度)和10 μM(高濃度)的cytochalasin B處理細胞。使用10倍鏡頭的Celloger® Pro每隔1小時進行成像，持續(xù)48小時。最后，除高濃度組外，其余各組細胞核均用1µM SYTO9 (Invitrogen, S34854)染色。
結(jié)果：
在對照組中，細胞從兩個細胞分裂為四個子細胞，進行正常的細胞分裂。相反，用低濃度（1.25μM）的cytochalasin B處理的細胞不能完成細胞膜分離，導(dǎo)致單個細胞內(nèi)形成多個細胞核。然而，高濃度（10μM）cytochalasin B處理的細胞表現(xiàn)出肌動蛋白絲結(jié)構(gòu)的嚴重破壞，導(dǎo)致不可逆的細胞圓縮(圖1)。定量分析發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，低濃度cytochalasin B處理組的多核細胞比例更高(圖2)。
圖2 不同濃度細胞松弛素B處理下肌動蛋白動態(tài)變化
圖3 低濃度cytochalasin B處理誘導(dǎo)多核細胞
對照組(n=564)和cytochalasin B低濃度處理組(n=493)隨機取9個點，分別計數(shù)總細胞數(shù)和兩個或兩個以上細胞核的細胞數(shù)。以多核細胞/總細胞數(shù)計算多核細胞的比例。* * * P < 0.001。
結(jié)論：
細胞內(nèi)的肌動蛋白絲不僅在維持細胞結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用，而且在細胞的復(fù)制和分裂過程中也起著至關(guān)重要的作用。實時成像對于監(jiān)測各種細胞運動和對諸如cytochalasin B等藥物的反應(yīng)至關(guān)重要。特別是，當(dāng)對細胞處理不同濃度的藥物時，由于濃度不同，細胞的反應(yīng)可能不同，而大量獲得每種濃度的圖像是費時費力的。Celloger® Pro的多定位功能、用戶友好型的配套軟件，以及三倍率鏡頭的可選性，為高質(zhì)量實驗數(shù)據(jù)的捕獲提供了一種新型的成像方法。
參考文獻：
[1] Pier Paolo D’ Avino., et al. “Cytokinesis in Animal Cells” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology (2015): 7: a015834
[2] J. W. SANGER., “The Use of Cytochalasin B to Distinguish Myoblasts from Fibroblasts in Cultures of Developing Chick Striated Muscle” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume 71 no. 9 September (1974): 3621-3625.
[3] YAHARA, ICHIRO., et al. “Correlation between Effects of 24 different cytochalasins on cellular structures and cellular events and those on actin in vitro” The journal of cell biology Volume 92 January (1982): 69-78.
[4] Awtar Krishan., “Fine structure of cytochalasin-induced multinucleated cells” Journal of ultrastructure research Volume 36 July (1971): 191-204.
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