看着癌细胞接管

成像方法的新进展使科学家能够实时观察活细胞的存在、变异和分裂。一个新的文章细胞分裂解释了这种新方法是如何设计的。

从历史上看,量化DNA是了解细胞功能的一个有用工具,可以量化细胞在细胞周期中的哪个阶段。通常通过结合一个荧光团来计算DNA含量(一种荧光化合物,在光激发时能重新发光)以细胞DNA的特定比例,并以高通量方式通过流式细胞仪测量变化(计算大量细胞DNA物质的变化)。

虽然这种方法允许研究细胞种群的某些方面,但细胞种群的移动动力学(以及不同细胞种群中的变量)不允许在个体水平上检查细胞。此外,将脆弱和不稳定的细胞群暴露于影响行为的毒素中,将导致对真正的细胞内容和行为的错误理解。

以前,可视化研究是通过结合高特异性激光扫描细胞术和荧光标记物进行的。使用的许多荧光团与活细胞(例如DAPI)不兼容,因为它们不是膜渗透的化学物质,迫使研究人员通过化学方法固定细胞(从而在时间上冻结),然后才能对细胞进行标记。膜渗透荧光团最近被设计来可视化活染色体随时间的移动,但很快就变得明显,一些最常见的染料含有细胞毒素,引发DNA突变,并触发某些基因(如p53)被激活。此外,实验所需的紫外线照射最终会导致DNA分裂,导致细胞周期阻滞和凋亡。

显然,当试剂影响实验结果时,前面提到的研究细胞行为(特别是不稳定癌细胞的行为)的方法不能使用,因此需要新的方法。

美国亚利桑那大学癌症中心的戈麦斯等人最近发表了一篇方法学论文细胞分裂他们试图架起细胞可视化和未改变细胞环境之间的桥梁通过使用一种无毒的方法来测量一段时间内活细胞中的DNA含量。他们使用荧光团Hoechst 33342,一种活细胞DNA染料,可渗透细胞膜,结合DNA链的AT区域,并在稳定的环境中与活细胞兼容(它不应诱导细胞毒性效应,干扰细胞研究)。这种方法还允许使用非3d成像,使整个过程更容易和更快的科学家。

Gomes通过这些实验证明,可以通过以下步骤监测不同倍体细胞(改变为表达GFP组蛋白2B融合蛋白)中的染色体动力学:

图1:Gomes及其同事设计的活细胞DNA含量测量步骤示意图

这种新方法使科学家能够在不干扰被认为与导致癌症的突变有关的基因的情况下,可视化基因高度不稳定的细胞(如癌细胞)。

特别值得注意的是,可以观察到以下易出错的有丝分裂:

图2:实时显示多倍体细胞经历易出错的有丝分裂。在图2a中,子细胞之间存在不对称的DNA分离;在面板2b)中,后期电桥存在错误;在图2c)中,由于纺锤体错误,DNA分离不对称

这一成像方法上的突破为科学家提供了观察癌细胞生长和突变的工具,而这种方法以前是繁琐和难以证实的。这是一种有吸引力的新技术,用于探索多倍体细胞的未解决的细胞分裂和增殖动力学,不需要昂贵和复杂的3D成像,根据作者,可以与任何化学计量活细胞DNA染料使用。除了癌症研究,这种成像方式为不同学科的研究人员提供了学习和了解更多细胞行为和过程的能力。

**原始视频和从中拍摄的所有图像荧光显微镜法测定活细胞DNA含量Gomes et. al,在亚利桑那大学。

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