前情回顧：

     【1】您不曾了解系列：微管蛋白tubulin染色（活細胞），點擊了解

     【2】您不曾了解系列2：活細胞微絲F-actin染色（兼容固定細胞），點擊了解

     【3】您不曾了解系列3：活細胞DNA染色，點擊了解

     【4】您不曾了解系列4：活細胞脂質(zhì)染色，點擊了解

     【5】您不曾了解系列5：SPY探針，全新一代的活細胞成像工具，點擊了解

       細胞外基質(zhì)（ECM）是由膠原蛋白（Collagen），非膠原糖蛋白（主要包括纖維連接蛋白（Fibronectin），層粘蛋白（Laminin））和蛋白聚糖組成。這些成分從細胞中分泌出來，形成圍繞細胞和組織的ECM網(wǎng)絡，ECM調(diào)節(jié)細胞功能的許多方面，包括細胞的動態(tài)行為，細胞骨架組織和細胞間通訊。

您不曾了解系列：細胞外基質(zhì)（ECM）研究工具

      細胞外基質(zhì)（ECM）的形成需要細胞分泌ECM蛋白，ECM是通過遵循嚴格的分層組裝模式來實現(xiàn)的，該模式從纖連蛋白絲在細胞表面的沉積開始，這一過程稱為原纖維形成（1）。細胞通過降解和重組機制繼續(xù)重塑ECM，在發(fā)育，傷口愈合以及某些疾病狀態(tài)下，ECM的動態(tài)特征尤為明顯（2）。據(jù)估計，包含哺乳動物ECM或“核心基質(zhì)”的蛋白質(zhì)超過300種，而其中不包括大量與ECM相關的蛋白質(zhì)，細胞通過諸如整合素（Integrin）和合成癸烷之類的受體與ECM相互作用，從而傳導多種信號以調(diào)節(jié)關鍵的細胞過程，例如分化，細胞的增殖，存活和運動等（3），同時ECM還能結(jié)合生長因子，例如VEGF，HGF和BMP，它們被認為會產(chǎn)生生長因子梯度，從而調(diào)節(jié)發(fā)育模式的形成（4），許多ECM調(diào)控的細胞過程是通過肌動蛋白和微管細胞骨架的重組而實現(xiàn)的（5）。注：文章段落后括號中數(shù)字對應文末的參考文獻。

ECM在各類疾病中的作用

      ECM組分的異常調(diào)節(jié)或遺傳缺陷通常會導致致病狀態(tài)。

      遺傳疾病：已顯示出幾種由ECM基因突變引起的疾病，包括黃斑變性疾病（Fibulin 3）（6），骨關節(jié)炎（Asporin）（7）和先天性肌營養(yǎng)不良（Laminins）（8）。 指出給定ECM蛋白表達的改變與癌癥有關（9）。眾所周知，通過基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的作用，ECM的降解是癌細胞轉(zhuǎn)移侵襲的先決條件（10）。

      動脈粥樣硬化： 動脈粥樣硬化與膠原蛋白斑塊的沉積有關（11）。

     生物醫(yī)學應用：再生醫(yī)學和組織工程領域正在利用ECM嘗試根據(jù)給定的細胞類型生成可預測的組織和器官形成（12,13）。

      Cytoskeleton提供了獨特的熒光標記和生物素化Fibronectin，Laminin系列產(chǎn)品，下面列出了這些產(chǎn)品的幾種應用：

       應用1：體外偽足/足小體侵襲試驗（貨號：FNR01，FNR02，LMN01，LMN02）

      Cytoskeleton的熒光標記Fibronectin，Laminin可用于偽足/足小體體外侵襲試驗（16）。該檢測方法允許對特定ECM組分以及局部細胞侵襲進行高分辨率成像分析，并可用于評估細胞的浸潤潛能。

       應用 2：涉及纖連蛋白基質(zhì)組裝的信號傳導途徑：原纖維形成檢測（貨號：FNR01，F(xiàn)NR02，F(xiàn)NR03）

      與其他可以在生理條件下自動聚合的ECM組分不同，Fibronectin的組裝是一種依賴細胞的過程。了解FN組裝所涉及的機制以及這些與細胞，纖維化和免疫反應之間的相互作用可能揭示了調(diào)控異常組織修復過程的療法的未來發(fā)展目標。同樣，組織工程很大程度上依賴于控制細胞外基質(zhì)形成的速率和模式的能力。Cytoskeleton熒光標記的Fibronectin可用于檢測原纖維形成。

     熒光纖連蛋白（FNR01 和FNR02）

該方法涉及通過摻入熒光纖連蛋白來對纖維絲形成進行熒光示蹤（17），通過向細胞培養(yǎng)基中加入TRITC標記的Fibronectin（FNR01）或HiLyte488標記的Fibronectin（FNR02），可以觀察到可溶性Fibronectin向細胞表面不溶纖維絲的轉(zhuǎn)化，摻入的纖連蛋白的水平可以通過熒光顯微鏡觀察和定量（18）。

      生物素化纖連蛋白底物（FNR03）

該方法將生物素化的Fibronectin摻入目標細胞，并定量可溶性（細胞結(jié)合）和不溶性（原纖維）纖連蛋白，該檢測方法已成功用于檢查Rho蛋白在原纖維形成中的作用（19）。

       應用3：組織工程應用程序（貨號：FNR03 和LMN03）

      生物素化的ECM蛋白在與鏈霉親和素表面結(jié)合時可以采用更天然的構(gòu)象，并且可以導致細胞與ECM的結(jié)合增強（20）。

      熒光纖連蛋白和生物素化纖連蛋白底物產(chǎn)品推薦：

      參考文獻：

      1.Sottile J. and Hocking D. 2002. Fibronectin polymerization regulates the composition and stability of extracellular matrix fibrils and cell-matrix adhesions. Mol. Biol. Cell. 13, 3546-3559.

      2.Daley W. et al. 2007. Extracellular matrix dynamics in development and regenerative medicine. J. Cell Sci. 121, 255-264.

      3.Hynes R. and Naba. 2011. Overview of the matrisome-an inventory of extracellular matrix constituents and functions. Cold Spring Harb Perspect Biol. doi:10.1101.

      4.Taipale J. and Keski-Oja J. 1997. Growth factors in the extracellular matrix. FASEB J. 11, 51-59.

      5.Ballestrem C. et al. 2004. Interplay between the actin cytoskeleton, focal adhesions and microtubules. Cell Motility. Ed Anne Ridley, Michelle Peckham and Peter Clark. 75-99.

      6.Klenotic PA. et al. 2004. Tissue inhibitor of metalloproteinases-3 (TIMP-3) is a binding partner of epidermal growth factor-containing fibulin-like extracellular matrix protein 1 (EFEMO1). Implications for macular degeneration. J. Biol. Chem. 279, 30469-30473.

      7.Kizawa H. et al. 2005. An aspartic acid repeat polymorphism in aspirin inhibits chondrogenesis and increases susceptibility to osteoarthritis. Nat. Genet. 37, 138-144.

      8.Hall TE. et al. 2007. The zebrafish candyfloss mutant implicates extracellular matrix adhesion failure in laminin alpha-2-deficient congenital muscular dystrophy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 104, 7092-7097.

      9.Hu J. et al. 2008.  Matrix metalloproteinase inhibitors as therapy for inflammatory and vascular disease. Nat. Rev. Drug Discov. 6, 480-498.

      10.Pupa S. et al. 2002. New insights into the role of extracellular matrix during tumor onset and progression. J. Cell Physiol. 192, 259-267.

      11.Seyama Y. and Wachi H. 2004. Artherosclerosis and matrix dystrophy. J. Artheroscer. Thromb. 11, 236-245.     

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      13.Barker TH. 2011. The role of ECM proteins and protein fragments in guiding cell behavior in regenerative medicine. Biomaterials. 32, 4211-4214.

      14.Kleinman HK. Et al. 1982. Isolation and characterization of type IV procollagen, laminin and heparin sulfate proteoglycan from EHS sarcoma. Biochemistry. 21, 6188-6193.

      15.Yuan K. et al. 2006. In vitro matrices for studying tumor cell invasion. Cell Motility in Cancer Invasion and Metastasis Ed. A. Wells. 25-54.

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      17.Pankov R. and Momchilova A. 2009. Fluorescent labeling techniques for investigation of fibronectin fibrillogenesis (labeling fibronectin fibrillogenesis). Methods Mol. Biol., Extracellular Matrix Protocols. 522, 261-274.

      18.Pankov R. et al. 2000.  Integrin dynamics and matrix assembly: tensin-dependent translocation of alpha (5)beta(1) integrins promotes early fibronectin fibrillogenesis. J. Cell Biol. 148, 1075-1090.

      19.Pankov R. and Yamada K. 2004. Non-radioactive quantification of fibronectin matrix assembly. Curr. Protoc. Cell Biol. 10.13.1-10.13.9.

      20.Lehnert M, et al. 2011. Adsorption and conformation behavior of biotinylated fibronectin on streptavidin-modified TiO(X) surfaces studied by SPR and AFM. Langmuir. 27, 7743-7751.

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