Rolle bei Krankheiten
Abweichende Regulation oder genetische Defekte der ECM-Komponenten führen oft zu einem pathogenen Zustand.Genetische Krankheiten: Es wurde gezeigt, dass mehrere Krankheiten durch Mutationen in ECM-Genen verursacht werden, einschließlich makuladegenerativer Erkrankungen (Fibulin 3, Ref. 6), Osteoarthritis (Asporin, Ref. 7) und angeborene Muskeldystrophie (Laminine, Ref. 8).
Krebs und Metastasierung: Es gibt viele Beispiele, die zeigen, dass die veränderte Expression eines bestimmten ECM-Proteins mit Krebs korreliert (9). Es ist auch bekannt, dass der Abbau des ECM über die Wirkung von Matrix-Metalloproteinasen eine Voraussetzung für die metastatische Invasion von Krebszellen ist (10).
Atherosklerose: Diese Krankheit wurde mit einer Ansammlung von Kollagenplaques in Verbindung gebracht (11).
Biomedizinische Anwendungen
Der Bereich der regenerativen Medizin und Tissue Engineering verwendet ECM-Komponenten, um zu versuchen, eine vorhersagbare Bildung von Geweben und Organen aus einem bestimmten Zelltyp zu erzeugen (12,13).
Assays zur Untersuchung von ECM
Es gibt ein Übergewicht an kommerziell erhältlichen ECM-Reagenzien und Zellanheftungs-/Invasions-Assays. Das bekannteste der ECM-Reagenzien ist MatrigelTM von BD, ein ECM-Extrakt aus dem Engelbreth-Holm-Schwarm-Mäusetumor. MatrigelTM besteht aus Laminin (56%), Kollagen Typ IV (31%) und Enactin (8%) sowie mehreren Wachstumsfaktoren, einschließlich EGF (0,7 ng / ml), PDGF (12 ng / ml), IGF-1 (16 ng / ml) und TGF-a (2,3 ng / ml) (14). Ähnliche Produkte sind ECMatrixTM (Millipore) und ECM Gel (Sigma). Die meisten kommerziell erhältlichen Invasionsassays verwenden ein Boyden-Kammer-ähnliches System (15).
Cytoskeleton bietet eine einzigartige Reihe von fluoreszenzmarkierten und biotinylierten Fibronektinen und Lamininen. Einige Anwendungen dieser Produkte sind unten aufgeführt.
Anwendung #1: In vitro Invadopodien/Podosomen Invasion Assay (Kat.# FNR01, FNR02, LMN01, LMN02)
Die fluoreszenzmarkierten Fibronektine und Laminine des Zytoskeletts können in einem in vitro Invadopodien / Podosomen-Invasionstest verwendet werden (16). Dieser Assay ermöglicht eine hochauflösende Untersuchung der lokalen Zellinvasion auf spezifische ECM-Komponenten und kann verwendet werden, um das invasive Potenzial von Zellen zu bewerten und Verbindungen / Signalwege zu untersuchen, die dieses Stadium der Invasion beeinflussen. Ursprünglich beschrieben von Artym et al. für Gelatine ist der Test gleichermaßen auf fluoreszierendes Fibronektin oder Laminin anwendbar (16).2: Signalwege, die an der Fibronektin-Matrix-Assemblierung beteiligt sind: Fibrillogenese (Kat.# FNR01, FNR02, FNR03)
Im Gegensatz zu anderen ECM-Komponenten, die unter physiologischen Bedingungen selbst polymerisieren können, ist der Fibronektin-Matrixaufbau ein zellabhängiger Prozess. Das Verständnis der Mechanismen, die an der FN-Assemblierung beteiligt sind, und wie diese mit zellulären, fibrotischen und Immunantworten interagieren, kann Ziele für die zukünftige Entwicklung von Therapien zur Regulierung von aberranten Gewebereparaturprozessen aufzeigen. Tissue Engineering hängt auch stark von der Fähigkeit ab, die Geschwindigkeit und das Muster der ECM-Bildung zu kontrollieren. Die markierten Fibronektine des Zytoskeletts können zur Überwachung der Fibrillogenese verwendet werden;
Fluoreszierende Fibronektin-Substrate (FNR01 & FNR02)
Diese Methode beinhaltet die fluoreszierende Verfolgung der Fibrillenbildung durch Einbau fluoreszierender Fibronektine (17).
Die Umwandlung von löslichem Fibronektin in unlösliche Fibrillen auf der Zelloberfläche kann durch Fütterung von Zellkulturen mit Medien sichtbar gemacht werden, die entweder TRITC-markiertes Fibronektin (Kat.# FNR01) oder HiLyte488-markiertes Fibronektin (Kat.# FNR02). Der Gehalt an eingebautem Fibronektin kann fluoreszenzmikroskopisch beobachtet und quantifiziert werden (18).
Biotinyliertes Fibronektin-Substrat (FNR03)
Diese Methode bindet biotinyliertes Fibronektin in die interessierenden Zellen ein und quantifiziert detergenzlösliches (zellgebundenes) und detergenzunlösliches (Fibrillen) Fibronektin. Dieser Assay wurde erfolgreich eingesetzt, um die Rolle von Rho-Proteinen bei der Fibrillogenese zu untersuchen (19).
Anwendung #3: Tissue Engineering Applications (FNR03 & LMN03)
Es wurde gezeigt, dass biotinylierte ECM-Proteine eine nativere Konformation annehmen können, wenn sie an eine Streptavidinoberfläche gebunden sind, und dass dies zu einer verstärkten zellulären Bindung an das ECM führen kann (20).