细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于诺考达唑应答的方法技术

细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于诺考达唑应答的方法，涉及细胞牵引力显微镜。所述细胞牵引力显微镜是一种无标记和非侵入性方式的检测平台，设有弹性PDMS基底，在弹性PDMS基底界面处嵌入荧光标记颗粒，并用该弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附，细胞在贴附过程中将引起弹性PDMS基底弹性变形，所述弹性变形的信息被随机分布在凝胶基底表面的荧光标记颗粒位移所记录，以此获得基底弹性变形场，进而反演求解相应的细胞牵引力场。所述细胞牵引力显微镜可在抗癌药物药效及药理检测中应用。

Detection of Hela cell response to lobutrazol by cell traction microscopy

Cell traction force microscopy was used to detect the response of HeLa cells to lovoprazole. The cell traction microscope is an unmarked and non invasive detection platform with elastic PDMS substrate, embedded fluorescent labeled particles at the elastic PDMS substrate interface, and the elastic PDMS substrate is used as the cell culture substrate to simulate normal cells attached, and the cells will cause the elastic PDMS base elasticity in the attachment process. The deformation, the information of the elastic deformation is recorded randomly on the surface of the gel base on the surface of the gel, thus obtaining the elastic deformation field of the base, and then retrieving the corresponding cell traction field. The cell traction microscope can be applied in the pharmacodynamic and pharmacological detection of anticancer drugs.

【技术实现步骤摘要】
细胞牵引力显微镜检测Hela细胞对于诺考达唑应答的方法
本专利技术涉及细胞牵引力显微镜，尤其是涉及细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于诺考达唑应答的方法。
技术介绍
化疗，即利用化学药物阻止癌细胞的增殖、浸润、转移并引起肿瘤细胞死亡的一种治疗方式，是目前治疗恶性肿瘤的重要策略之一。其药理学研究重点在观测肿瘤细胞对于化学药物的摄取，及其引起的细胞内DNA损伤、细胞周期阻滞、药物靶点结合、癌基因或肿瘤相关调节蛋白表达量改变等相关的细胞内信号转导及死亡机制。虽然肿瘤细胞对于化学药物的细胞应答为抗癌药物设计的合理性以及新的治疗策略开发提供许多有价值的线索，但是通常该过程的研究需要花费高昂的成本，并且需要较长的开发周期用于探明该细胞及生理过程，使得研究人员迫切需要开发出一种能够以无标记和非侵入性方式实时、无损、快速检测肿瘤细胞对于化学药物应答。细胞形态和牵引力是细胞的重要物理性质，它涉及许多复杂的生物信号转导通路，同时对于细胞的增殖、分化、收缩、迁移和凋亡等都起着重要的调控作用，而且也直接与诸多严重疾病(如肿瘤)的发生发展有着密切关系。在单细胞水平上，运用细胞牵引力显微镜方法定量研究细胞活动规律及特点具有重要的生理病理学意义。近期，我们在影响因子超过20的国际权威杂志(Wu,Y.-L.；Putcha,N.；Ng,K.W.；Leong,D.；Lim,C.T.；Loo,S.C.；Chen,X.BiophysicalResponsesupontheInteractionofNanomaterialswithCellularInterfaces.AccountsofChemicalResearch,2013,46(3):782-791)发表的文章表明，细胞物理性能的变化可作为细胞对于外界化学刺激应答的一个重要指标。类似的报道也表明，例如大黄素(emodin)、细胞松弛素D(cytochalasinD)和微丝抑制剂(latrunculinB)等典型的化疗药物对于肿瘤细胞生理功能的影响也涉及到细胞牵引力的变化，其关键原因在于这些化疗药物对于与肿瘤细胞牵引力密切相关的细胞肌动蛋白丝具有显著的破坏能力,同时也提示了以该细胞牵引力为指标用于药物应答检测的可能性。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种用于无标记和非侵入性方式的检测平台细胞牵引力显微镜。本专利技术的第二目的是提供细胞牵引力显微镜在抗癌药物药效及药理检测中的应用。本专利技术的第三目的是提供所述细胞牵引力显微镜检测的构建方法。本专利技术的第四目的是提供所述细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于紫杉醇(paclitaxel)应答的方法。本专利技术的第五目的是提供细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于诺考达唑应答的方法。所述细胞牵引力显微镜是一种无标记和非侵入性方式的检测平台，设有弹性PDMS基底，在弹性PDMS基底界面处嵌入荧光标记颗粒，并用该弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附，细胞在贴附过程中将引起弹性PDMS基底弹性变形，所述弹性变形的信息被随机分布在凝胶基底表面的荧光标记颗粒位移所记录，以此获得基底弹性变形(位移)场，进而反演求解相应的细胞牵引力场。所述荧光标记颗粒可采用单层荧光微球。所述弹性PDMS基底的底部可设有盖玻片。所述细胞牵引力显微镜可在抗癌药物药效及药理检测中应用。所述细胞牵引力显微镜(细胞牵引力检测平台)可以灵敏地检测人宫颈癌HeLa细胞对于化疗药物紫杉醇(paclitaxel)的实时动力学细胞应答，并且该应答具有浓度依赖性。所述细胞牵引力显微镜检测的构建方法如下：(a)在弹性PDMS基底界面处嵌入单层荧光微球(microspheres，Invitrogen公司)，用弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附；(b)采取荧光图像记录的单层荧光微球的位置为“力加载”图像；(c)除去细胞后再次记录单层荧光微球位置作为“空”图像；(d)对比“力加载”图像和“空”图像用以确定单层荧光微球位移；(e)最后利用已得到的位移信息使用基底变形反演计算获得细胞牵引力力映射图像和数据，在(xi,yi)位置上的牵引力计算是基于其中代表格林应变张量，代表该点位置上荧光微球的位移。所述细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于紫杉醇(paclitaxel)应答的方法如下：1)准备实验材料细胞系：人宫颈癌HeLa细胞；癌细胞系用DMEM(Gibco公司)+10％胎牛血清(Hyclone公司)培养，实验还需紫杉醇及其衍生物；2)实验方法将人宫颈癌HeLa细胞培养在掺有荧光微球的弹性PDMS基底上，并观测细胞牵引力场在化疗药物紫杉醇刺激下的变化，具体测定方法如下：A.胰酶消化对数期细胞，终止后离心收集，制成细胞悬液，细胞计数调整其浓度至(1～2)×104个/ml；B.将细胞悬液制备好后，轻轻混匀，在掺有荧光微球的弹性PDMS基底上加入300μl细胞悬液,这样待测细胞的密度为3000～6000/孔；C.将接种好的细胞培养板放入培养箱中培养，过夜后加入不同浓度梯度的药物紫杉醇，每孔300μl,设3～5个复孔；D.5％CO2，37℃孵育，活细胞连续观测共聚焦显微镜下(LeicaMicrosystems公司)观察药物的作用效果；F.同时设置空白实验(细胞、相同浓度的药物溶解介质、培养液)，对照实验(细胞、相同浓度的药物溶解介质、紫杉醇类似物)。所述细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于诺考达唑应答的方法如下：1)准备实验材料细胞系：人宫颈癌HeLa细胞；癌细胞系用DMEM(Gibco公司)+10％胎牛血清(Hyclone公司)培养，实验还需诺考达唑(Sigma公司)；细胞牵引力显微镜：在弹性PDMS基底(DowCorning公司)界面处嵌入单层荧光微球(microspheres，Invitrogen公司)，用此弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附，采取荧光图像记录的荧光微球的位置为“力加载”图像，除去细胞后再次记录荧光微球位置作为“空”的图像；对比“力加载”图像和“空”图像用以确定荧光微球位移，最后利用已得到的位移信息使用基底变形反演计算获得细胞牵引力力映射图像和数据，在(xi,yi)位置上的牵引力计算是基于其中代表格林应变张量，代表该点位置上荧光微球的位移；2)实验方法将人宫颈癌HeLa细胞培养在掺有荧光微球的弹性PDMS基底上，并观测细胞牵引力场在化疗药物诺考达唑刺激下的变化，具体测定方法如下：A.胰酶消化对数期细胞，终止后离心收集，制成细胞悬液，细胞计数调整其浓度至(1～2)×104个/ml；B.将细胞悬液制备好后，轻轻混匀，在掺有荧光微球的弹性PDMS基底上加入300μl细胞悬液,这样待测细胞的密度为3000～6000/孔；C.将接种好的细胞培养板放入培养箱中培养，过夜后加入不同浓度梯度的药物诺考达唑，每孔300μl，设3～5个复孔；D.5％CO2，37℃孵育，活细胞连续观测共聚焦显微镜下(LeicaMicrosystems公司)观察药物的作用效果；E.同时设置空白实验(细胞、相同浓度的药物溶解介质、培养液)。所述HeLa细胞牵引力应答，与细胞活性MTT实验、细胞凋亡PARP切割实验、细胞周期分析实验以及目前已经商业化的细胞阻抗检测传感系统(xCELLigenceRTC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于诺考达唑应答的方法，其特征在于所述细胞牵引力显微镜设有弹性PDMS基底，在弹性PDMS基底界面处嵌入荧光标记颗粒，并用该弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附，细胞在贴附过程中将引起弹性PDMS基底弹性变形，所述弹性变形的信息被随机分布在凝胶基底表面的荧光标记颗粒位移所记录，以此获得基底弹性变形场，进而反演求解相应的细胞牵引力场，所述弹性变形场为弹性位移场；所述荧光标记颗粒采用单层荧光微球；所述弹性PDMS基底的底部设有盖玻片；所述方法的具体步骤如下：1)准备实验材料细胞系：人宫颈癌HeLa细胞；癌细胞系用杜尔贝科改良伊格尔细胞培养基+10％胎牛血清培养，实验还需诺考达唑；细胞牵引力显微镜：在弹性PDMS基底界面处嵌入单层荧光微球，用此弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附，采取荧光图像记录的荧光微球的位置为“力加载”图像，除去细胞后再次记录荧光微球位置作为“空”的图像；对比“力加载”图像和“空”图像用以确定荧光微球位移，最后利用已得到的位移信息使用基底变形反演计算获得细胞牵引力力映射图像和数据，在(xi,yi)位置上的牵引力

【技术特征摘要】
1.细胞牵引力显微镜检测HeLa细胞对于诺考达唑应答的方法，其特征在于所述细胞牵引力显微镜设有弹性PDMS基底，在弹性PDMS基底界面处嵌入荧光标记颗粒，并用该弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附，细胞在贴附过程中将引起弹性PDMS基底弹性变形，所述弹性变形的信息被随机分布在凝胶基底表面的荧光标记颗粒位移所记录，以此获得基底弹性变形场，进而反演求解相应的细胞牵引力场，所述弹性变形场为弹性位移场；所述荧光标记颗粒采用单层荧光微球；所述弹性PDMS基底的底部设有盖玻片；所述方法的具体步骤如下：1)准备实验材料细胞系：人宫颈癌HeLa细胞；癌细胞系用杜尔贝科改良伊格尔细胞培养基+10％胎牛血清培养，实验还需诺考达唑；细胞牵引力显微镜：在弹性PDMS基底界面处嵌入单层荧光微球，用此弹性PDMS基底作为细胞培养基底模拟正常细胞贴附，采取荧光图像记录的荧光微球的位置为“力加载”图像，除去细胞后再次记录荧光微球位置作为“空”的图像；对比“力加...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴云龙，陈晓东，曾锦章，张晓坤，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35