趨化作用（Chemotaxis）是指細胞沿著化學物質濃度梯度移動的現象，該過程在生物學和醫學領域中具有重要意義，尤其在免疫反應、胚胎發育、損傷修復和癌癥轉移等生理和病理過程中發揮著關鍵作用 。

1. 化學信號：趨化作用依賴于化學物質的濃度梯度，這些化學物質被稱為趨化因子（Chemotactic Factors）。趨化因子可以是細菌、病毒、受損組織或炎癥細胞釋放的物質，它們通過不同的機制誘導細胞在體內的遷移和定向增殖，從而影響生理和病理過程。

2. 細胞受體：目標細胞表面有特定的受體，能夠識別和結合趨化因子。受體結合后會引發細胞內部信號傳導，促使細胞移動。

3. 細胞移動：細胞通過重組其內部骨架結構（如肌動蛋白和微管）來實現移動。細胞前端向高濃度區域延伸，后端收縮，從而實現整體移動。

1. 免疫系統：趨化作用引導白細胞（如中性粒細胞、單核細胞和淋巴細胞）到達感染或炎癥部位，以消滅病原體和清除受損細胞。

2. 發育和修復：在胚胎發育過程中，趨化作用幫助細胞遷移到正確的位置。傷口愈合時，趨化作用引導修復細胞到達損傷部位。

3. 癌癥：某些癌細胞利用趨化作用逃離原發腫瘤并侵入其他組織，導致轉移。

趨化性實驗是評估細胞趨化能力的實驗工具。研究人員通過定性或定量的方法確定細胞對分析物趨化親和力，以確定細胞的趨化能力。常用的研究方法如下：

1. Boyden chamber（Boyden小室法）：也稱為Transwell遷移實驗，是準確測定趨化行為的常用工具。細胞加入上腔，而含有測試物質的液體被注入下腔。為了模擬體內條件，可在過濾器上覆蓋細胞外基質分子（膠原蛋白、彈性蛋白等）。Multiwell室具有多個孔室（例如 NeuroProbe），可以在相同條件下測定多個平行樣本個樣本，從而提高了測量效率。
 

圖1.左側為Boyden chamber，右側為Multiwellchamber

 
2. Bridge chambers（橋室實驗）

另一種情況下，兩個腔室水平并排連接（Zigmond 腔室）或作為載玻片上的同心環（Dunn 腔室）。腔室之間狹窄的連接橋上形成濃度梯度，通過光學顯微鏡，在連接橋的表面上計數遷移細胞的數量。

圖2.左側為Bridge chambers，右側為Capillary techniques

 
3. Capillary techniques（微管技術）

一些微管技術也提供類似腔室的布置，但是，細胞和測試物質之間沒有過濾器。使用 4-8-12 通道移液器，通過多孔類型的探針獲得定量結果。移液器的準確性和并行運行樣本數量的增加是該測試的一大優勢。

細胞計數：從下室（長孵育時間）或過濾器（短孵育時間）計數陽性反應細胞。檢測細胞時，使用一般染色技術（例如臺盼藍）或特殊探針（例如使用 MTT 檢測法檢測 mt-脫氫酶）。標記細胞（例如熒光染料）也可使用，在某些檢測中，細胞在遷移過濾器時會被標記。

 
有什么工具可以助力細胞趨化研究呢？

在上述實驗與技術中，對細胞計數和細胞狀態的觀察有更高的要求，那么有什么工具可以更好助力趨化實驗的研究呢？

 

奎克泰生物的ADAM™系列熒光細胞計數儀和JuLI™系列實時活細胞成像分析系統可以更快、更準確地完成細胞計數與細胞趨化過程的觀察。

 

細胞計數在趨化作用的研究中有著關鍵意義，傳統的人工細胞計數和自動細胞計數儀都存在一定的缺陷，例如操作繁瑣、計數不準，耗時耗力，使用的臺盼藍染色方法也存在誤差，計數不夠精準。ADAM™系列熒光細胞計數儀通過熒光染色完成細胞計數，并可自動分析細胞成團率百分比，以保證準確可靠的實驗結果。
 

圖3.ADAM™系列熒光細胞計數儀

 

JuLI™系列實時活細胞成像分析系統能夠放置于培養箱內，對細胞實時觀察、拍攝記錄生長周期的全過程，在保持細胞生長環境穩定的情況下，同時對細胞計數、拍照，形成視頻，提供細胞趨化過程視頻和量化結果。
 

圖4.JuLI™系列活細胞成像分析系統
 

此外，JuLI™ Stage活細胞成像分析系統具有全自動X-Y-Z軸、三色熒光、自動/手動對焦、Z-Stack、圖像拼接等功能，實現細胞趨化過程中的實時監測和無損成像，通過明場/熒光細胞圖像，基于圖像分析軟件，鑒定細胞形態變化。

 

來自韓國加川醫科大學解剖學系的研究團隊在《Experimental & Molecular Medicine》期刊發表題為“Proangiogenic functions of an RGD-SLAY-containing osteopontin icosamer peptide in HUVECs and in the postischemic brain”的文章，研究人員在HUVECs細胞上制造劃痕，用不同藥物處理細胞，使用JuLI™ Stage進行拍攝，最終呈現第0 h和第12 h的拍攝結果。
 

圖5. 細胞遷移結果示意圖