趋化性被描述为细胞向趋化剂的定向迁移。这个过程与趋化作用不同，趋化作用是无向的细胞迁移。当细胞经历趋化作用时，它们会因某种物质而改变其迁移特性（例如，迁移速度的增加或降低），但不会优选地沿该物质的方向迁移。

　　

　　趋化性是由特定物质（趋化剂）诱导的。该物质可以是趋化因子、趋化因子受体、生长因子或生长因子受体。重要且已充分描述的化学引诱剂是例如趋化因子受体CXCR4及其配体CXCL12、EGFR和EGF，以及CCR7和CCL21。

　　

　　趋化网络在健康和疾病中发挥着重要作用。一方面，趋化性在许多生理过程中至关重要，例如在炎症细胞的招募或器官发育过程中。另一方面，趋化过程可以促进癌症进展，例如在转移过程中，趋化性的恶意重编程导致细胞侵袭和扩散。

　　

　　开始实验前需要确认的问题

　　

　　为了正确设置趋化性测定，首先确认以下至关重要的问题：

　　

　　您打算研究哪种细胞类型？

　　

　　了解您感兴趣的细胞类型--包括培养基要求和迁移速度--对于后续的检测计划至关重要。

　　

　　所分析的细胞类型的迁移速度是多少？

　　

　　虽然有些细胞迁移速度较慢(如肿瘤细胞或成纤维细胞)，但其他类型的细胞(如白细胞)迁移速度非常快。细胞迁移速度将决定实验的持续时间和图像之间所需的间隔。此外，梯度稳定性必须足够高，以适应实验的总持续时间。ibidi µ -Slide Chemotaxis适用于慢速和快速迁移细胞的趋化性分析。

　　

　　

　　ibidi µ -Slide Chemotaxis 2D and 3D细胞趋化载玻片

　　

　　最佳培养基是什么？

　　

　　大多数细胞类型在含有胎牛血清(FCS)的培养基中培养。FCS含有许多可以影响细胞迁移的因素（例如酶、激素和生长因子），因此可能会改变趋化性测定的结果。例如，趋化剂对细胞迁移的影响可以被FCS诱导的影响所掩盖。在开始测定之前逐渐降低培养基中的FCS浓度是克服这个问题的一种方法。此外，还开发了不含FCS的特殊无血清培养基。在开始测定之前，必须测试每种感兴趣细胞类型的最佳培养基成分。

　　

　　感兴趣的细胞类型的最佳接种密度是多少？

　　

　　接种密度取决于许多细胞因素，例如增殖速率、行为、形状、上皮或间充质状态以及对细胞与细胞接触的依赖性。此外，在确定最佳细胞接种密度时必须考虑实验持续时间。为了有足够的可追踪细胞，开始实验时密度不能太低。在实验结束时，单细胞应该是清晰可定义和可追踪的。考虑到这些因素，在开始趋化性测定之前，应分别确定每种细胞类型的最佳接种密度。

　　

　　应该进行多少次实验？

　　

　　通常，三到五次重复实验足以从趋化组和相应的对照组创建重要数据。每个实验应包含20-40个单细胞的跟踪数据，这可以使用低放大倍率显微镜物镜（例如5倍或10倍）来实现。

　　

　　我应该进行2D或3D趋化性分析吗？

　　

　　大多数细胞自然嵌入3D矩阵中。在趋化性测定过程中在2D环境中培养它们可能会改变它们的行为和迁移能力。为了克服这个问题，可以将细胞嵌入模仿其自然环境的3D基质中，例如胶原蛋白、基质胶或其他水凝胶。ibidi µ -Slide Chemotaxis非常适合2D和3D实验。

　　

　　3D趋化性测定的优点：

　　

　　大多数细胞类型更类似于体内的环境-高度明确的环境（例如纤维或基质）

　　

　　可以使用悬浮细胞进行趋化性测定

　　

　　3D趋化性测定的局限性:

　　

　　凝胶处理困难；实验过程中需要控制更多参数

　　

　　细胞可能附着在2D表面，从而创造2.5D条件

　　

　　细胞可能在3D跟踪过程中失焦

 

　　实验中必须包括哪些对照？

　　

　　为了正确分析趋化性实验，至关重要的是包括不含任何趋化剂的阴性对照 (-/-)，以及整个室中含有趋化剂的阳性对照 (+/+)。

　　

　　使用 ibidi µ-Slide Chemotaxis 时，由于梯度以外的所有条件都是对称的，因此需要最少的控制测量。这允许相互独立地分析趋化性和趋化运动。在该实例中，趋化剂诱导癌细胞的趋化性和趋化运动。
 

包括实验组(+/-)、阳性(+/+)和阴性(-/-)对照组的趋化分析的实验设置(上图)和数据图(下图)。