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.2008年12月；95(11):5374-84.
doi:10.1529/biophysj.108.133116。 Epub 2008年9月5日。

接触引导介导的三维细胞迁移受Rho/ROCK依赖性矩阵重组调控

保罗·普罗旺扎诺 1, 大卫·R·英曼, 凯文·艾利塞里, 史蒂芬·M·特里尔, 帕特里夏·J·基利
附属公司

接触引导介导的三维细胞迁移受Rho/ROCK依赖性基质重组的调节

保罗·普罗旺扎诺等。 生物物理学J. 2008年12月.

摘要

细胞产生机械力来组织细胞外基质（ECM）并驱动重要的发育和修复过程。同样，肿瘤细胞侵入三维（3D）基质，重塑ECM微环境。重要的是，我们之前报道了肿瘤周围胶原基质的明显径向重组，促进了局部侵袭。这里我们描述了细胞利用收缩性事件重组ECM的机制，以提供有助于3D迁移的接触指导。使用新的分析方法来区别组织胶原蛋白基质，我们发现垂直于肿瘤外植体边界的胶原蛋白排列促进了人类和小鼠乳腺上皮细胞的局部侵袭。相反，组织胶原蛋白基质以模拟与肿瘤非侵袭区域相关的ECM组织可抑制3D迁移/侵袭。此外，我们证明基质重组是收缩性依赖性的，并且Rho/Rho激酶途径对于胶原排列提供接触指导是必要的。然而，如果基质是预先排列好的，那么抑制Rho或Rho激酶都不会抑制3D迁移，这支持了我们的结论，即Rho介导的基质排列是入侵过程中的早期步骤，在3D迁移之前和之后都会促进3D迁移。

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图1
图1
开发3D迁移/侵袭分析。(A类)本研究中使用的3D迁移/侵入分析示意图。在分析中，两个TE或CSCG以固定距离放置，并包裹在随机组织的胶原基质中。请注意，区域1（R1）由细胞排列基质的体积组成，描述了两个TE和CSCG之间的宽度、高度和距离，定义为主轴。区域2（R2）位于外植体的“上方”和“下方”，由于生长诱导的外植体体积膨胀推动基质，基质定向分布在0°左右的区域，因此，这些区域基本上不会使基质垂直于外植体边界重新对齐，并被指定为“低对齐区域”区域3（R3）是由于基质内的力平衡而对齐的区域，作为相对于低对齐区域（R4）的控制，以分离出一个外植体对另一个的可能化学吸引作用。(B类)PyVT肿瘤外植体10天以上3D侵袭优势轴（R1区）的相差显微镜检查。注意早期的集体迁移（在B类)这一过程导致了群体侵袭和单细胞侵袭。显示的结果代表了10次分析。(C类)第14天TE-胶原凝胶边界的MPSLM，显示集体(概述)和单个单元格（标有箭头)迁移到细胞排列的胶原基质（R1），符合体内条件（10）。注意，在低排列区域（R2），少数进入胶原蛋白凝胶的细胞缺乏排列基质的引导，不会继续通过基质侵入(D类)利用外植体-胶原凝胶边界处胶原基质的SHG成像定量R1和R2区细胞介导的基质排列(n个=3-4次测定）。通过测量相对于肿瘤边界的纤维角度来量化胶原排列，并显示为测量角度的总体分布。R1和R2区域之间的纤维角度存在显著差异(第页< 0.00001).
图2
图2
接触导向介导的人类乳腺癌细胞的3D迁移/侵袭。(A类)在第14天，MDA-MB-231侵袭性乳腺癌细胞从凝胶CSCG侵入排列的（区域R1）胶原基质的MPLSM图像（用箭头突出显示的实施例）。细胞的MPE为假红色，胶原的SHG信号为假绿色。请注意，主轴是从左向右的，CSCG位于图像的左侧。通过对发射信号进行滤波，将信号分离为MPE和SHG，如方法部分所述。(B类)第14天，MDA-MB-231浸润性乳腺癌细胞从CSCG侵入未重新排列的基质（R2区）的MPLSM图像。细胞的MPE为假红色，胶原的SHG信号为假绿色。请注意，区域R2的侵入轴是从图像的顶部到底部，CSCG位于图像的顶部。(C类和D类)侵入排列区域R1的细胞的相差显微镜观察(C类)和低线形R2区域(D类).(E类和F类)R1区域矩阵对齐的量化(E类)和R2(F类)使用CSCG-胶原凝胶边界处胶原基质的二次谐波成像(n个=3–4次分析），如图1所示。(G公司)量化第14天侵入规定距离的细胞数量，作为矩阵对齐的函数。请注意，跨越0–500的距离μm包括CSCG的向外生长，而发现的细胞超过500个μm完全是由于三维偏移。请注意，迁移到对齐区域的效果显著(第页<0.009）大于迁移到低线形区域的所有距离≥500μ米(H（H）)接触导向各向异性导致的差异性3D侵入，细胞迁移到R1区域的比率（MR1级)至区域R2（MR2级)显示出与比率为1的各向同性情况不同的正非线性响应。各向异性比率的方向和形状表明，来自对齐矩阵的接触制导线索可促进3D偏移。
图3
图3
3D侵袭和基质重组在体外是不依赖于蛋白酶的。(A类)暴露于车辆的CSCGs（位于图像左侧）侵入R1区的MDA-MB-231细胞的透射光显微镜(顶部), 10μM GM6001型(中间的)，或蛋白酶抑制剂(P.I公司.）含有10的鸡尾酒μM GM6001加2μg/mL抑肽酶和100μM亮普汀(底部)第10天，代表n≥5。(B–D类)第10天通过CSCG-胶原凝胶边界处胶原基质的二次谐波成像定量R1区的基质排列(n个≥5次测定）。用载体处理细胞(B类)，GM6001(C类)或者P.I.鸡尾酒(D类). (E类)单用载体处理细胞的3D迁移/侵袭(控制)10天后侵入胶原蛋白凝胶的细胞数量达到1 mm，GM6001或P.I.鸡尾酒没有显著差异。
图4
图4
Rho是矩阵重组所必需的，它有助于3D偏移。(A类和B类)从PyVT肿瘤外植体侵入R1区的细胞的透射光显微镜（位于图像左侧）暴露于10μg/mL Rho抑制剂C3外酶(B类)或单独驾驶车辆(A类)第14天。(C–F类)组合(C类和D类)和MPE/SHG信号分离(E类和F类)当外植体在10℃时用C3处理时，R1区TE-胶原界面附近的MPLSM图像显示细胞诱导的基质重组减少μ克/毫升(D类和F类)与控制条件相比(C类和E类). (G公司和H（H）)第14天使用CSCG-胶原凝胶边界处胶原基质的二次谐波成像定量R1区的基质排列(n个=3–4次分析），当细胞在10时用Rho抑制剂C3处理μ克/毫升(H（H）)或车辆（G）。(我)对照条件下14天后，外植体中点胶原排列的SHG图像。(J型)用10μC3外酶的浓度（g/mL）。
图5
图5
收缩性介导的基质重组需要Rho和ROCK，以产生促进迁移的接触指导(A类)相位对比显微镜图像显示Rho（10）后3D侵入R1区μg/mL），岩石（2.5μM） 和肌球蛋白驱动的收缩性（10μM） 抑制。(B类)CSCG-胶原凝胶界面的MPLSM图像处于受控状态，Rho被抑制（C3；10μg/mL），ROCK抑制（H1152；2.5μM） ，肌球蛋白收缩力受到抑制（布利司他丁；10μM） 14天后，R1区基质重组减少。(C类–F类)第14天通过CSCG-胶原凝胶边界处胶原基质的二次谐波成像定量R1区的基质排列(n个=3–4次分析）(C类)，Rho抑制剂C3（10μg/mL；D类)、岩石抑制剂（2.5μM；E类)或肌球蛋白抑制剂blebbistatin（10μM；F类). 请注意，所有三种抑制剂都会导致胶原蛋白纤维排列的丢失，这可以通过抑制剂存在时纤维在0°左右的分布来证明。(G公司)用C3（10μg/mL），H1152（2.5μM） 或布利司他丁（10μM） ●●●●。
图6
图6
预对准胶原蛋白凝胶中的3D迁移与Rho/ROCK无关。(A类)本研究中使用的第二个3D迁移/侵袭分析示意图(我). 在分析中，胶原蛋白按照方法一节中的描述进行磁性排列，然后将排列好的胶原蛋白基质连接到CSCG，使胶原蛋白排列垂直(ii（ii）和iv（四）)或平行(三和v（v）)至CSCG边界。(B类)MDA-MB-231细胞的3D迁移/侵袭作为基质排列的功能，证实垂直排列胶原的接触引导显著(*第页< 0.0001;n个=6）促进3D迁移。数据表示每个字段最多250个单元格的数量μ72h后，m注入对齐的胶原蛋白凝胶中(C类)MDA-MB-231细胞的MPE(左边)和组合(正确的)MPE（电池：红色)+SHG（胶原蛋白：绿色)显示控件和Rho（C3:10μg/mL）和岩石（H1152:2.5μM） 被抑制的细胞在72小时后迁移到排列的基质中（代表6个测定）。注意，由于环境的3D特性，并非所有细胞都完全位于光学部分内。(D类)从CSCG-胶原凝胶边界处胶原基质的二次谐波成像定量预对准（垂直）基质中的基质排列(n个=3次分析），在Rho抑制Rho（C3：μg/mL）或ROCK抑制（H1152:2.5μM） ●●●●。(E类)3D迁移/侵入控制（仅车辆），Rho被抑制（C3:10μg/mL）和抑制ROCK（H1152:2.5μM） 72小时后，细胞转化为对齐的胶原基质。三组间无显著差异，表明Rho和ROCK抑制均未抑制MDA-MB-231乳腺癌细胞向预对齐胶原基质的三维迁移。数据表示每个字段最多250个单元格的数量μm注入对齐的胶原蛋白凝胶中。
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    1. Sahai，E.和C.J.Marshall。2003年。不同的肿瘤细胞侵袭模式对Rho/ROCK信号和细胞外蛋白水解有不同的要求。自然细胞生物学。5:711–719.-公共医学

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