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外部刺激物可激活细胞并诱导形成三维环状膜突起,即膜皱褶,这对多种细胞活动至关重要。
为了观察膜皱褶的形成,首先准备一个底部带有盖玻片的多孔板。盖玻片表面培养有巨噬细胞。
用刺激分子处理这些巨噬细胞,以激活细胞,促进细胞骨架的重排和膜突起的形成。用固定剂溶液覆盖细胞,使蛋白质交联,从而保存细胞结构。
用梯度酒精对固定的巨噬细胞进行处理,以实现完全脱水。使用临界点干燥仪对这些巨噬细胞进行干燥,彻底去除残留水分,以获得更佳的成像效果。
使用导电胶带将盖玻片固定到扫描电子显微镜(SEM)样品台上。对含有巨噬细胞的盖玻片进行溅射镀膜,覆盖一层薄金属,以确保成像过程中具有良好的电子导电性。
将盖玻片放入扫描电镜样品室。将电子束聚焦于盖玻片上。电子束撞击经金属包被的巨噬细胞膜,导致膜表面产生低能二次电子。
三维突起与膜的其余部分对电子的散射方式不同,从而凸显细胞表面的这些特征。探测器收集来自细胞表面不同区域的散射电子,生成具有对比度的图像。
在扫描电镜图像中,巨噬细胞呈现较暗的形态,表面有明亮的圆形突起,证实了皱褶的形成。
使用已灭菌的镊子将无菌玻璃盖玻片放入24孔板的孔中。然后,以每毫升106个细胞的密度将RAW 264.7巨噬细胞接种到盖玻片上,并在37摄氏度、5%二氧化碳的湿化培养箱中孵育过夜。
第二天,将每孔中的培养基更换为500微升新鲜的完全培养基,然后使用溶剂对照物(如DMSO)或大胞饮抑制剂(如EIPA)对巨噬细胞预处理30分钟。接着,为促进细胞膜皱褶形成,使用大胞饮刺激剂处理细胞30分钟,例如1微摩尔的PMA溶液或100纳克/毫升的巨噬细胞集落刺激因子。
为进行扫描电子显微镜观察而固定细胞时,吸出孔板中的培养基,用预冷的 PBS 洗涤盖玻片两次。随后在室温下用固定液孵育 30 分钟,接着在 4 摄氏度下孵育过夜。
次日,在不扰动细胞单层的情况下,轻轻洗涤,然后将盖玻片在 500 微升 0.1 摩尔的二甲胂酸钠溶液中孵育 15 分钟。用 500 微升蒸馏水洗涤两次后,再用 500 微升梯度乙醇溶液洗涤两次,每次洗涤孵育 10 分钟。
进行临界点干燥时,将盖玻片放入临界点干燥仪中,并用100%乙醇覆盖,然后按下电源按钮,打开二氧化碳气罐。按下冷却按钮约30秒,直至温度降至0摄氏度。随后按下填充按钮,直至观察窗中出现气泡。
接下来,按压吹扫按钮,直至吹扫排气口处的乙醇气味消失。然后再次按压冷却按钮,直到温度降至0摄氏度。重新按压填充和吹扫按钮以将其关闭。随后关闭二氧化碳气罐。再次按压冷却按钮将其关闭,然后按压加热按钮。将温度设定为42摄氏度,压力设定为1,200磅每平方英寸。
当压力和温度稳定后,按下排气按钮,使压力缓慢下降。当腔室压力降至150磅每平方英寸时,按下通气按钮,并等待压力降至0磅每平方英寸。关闭临界点干燥仪,取出盖玻片。
接下来,使用Carbon Adhesive标签将盖玻片固定在铝制样品台上,用于扫描电子显微镜观察。然后,在溅射镀膜仪中使用金或钯进行溅射镀膜。
打开溅射镀膜仪的电源按钮。当真空度达到30毫托时,关闭气体开关,并逆时针旋转细调气体阀门,以冲洗腔室,去除湿气和空气。当真空度上升至200毫托时,关闭气体开关,等待真空度再次降至30毫托,然后按照上述方法再次冲洗腔室。重复冲洗腔室三次后,按下定时器按钮,并调节电压旋钮,直至电流表读数为10毫安。随后,从腔室内取出已镀膜的盖玻片。
为了观察和量化细胞膜皱褶,将样品载玻片插入扫描电子显微镜的样品室中。关闭舱门并按下Evac按钮。打开显微镜操作软件,将加速电压设为15千伏,工作距离设为10毫米。点击Coordinates按钮,移动控制器直至细胞出现在观察屏幕中央。将放大倍数设为3500倍,然后点击Photo按钮对样品成像。