這張膜是 Transwell 實驗的核心，其孔徑大小（通常為 0.4 μm 至 12 μm）和是否包被基質膠，決定了實驗的類型和目的。

• 物理隔離：
  上下室的細胞被膜物理性地隔開，互不接觸。
• 化學聯系：
  膜上的微孔允許培養基中的小分子物質（如營養物質、細胞因子、趨化因子等）自由通過，從而實現上下室細胞之間的化學信號交流。

2.1 Transwell 共培養：無接觸的“對話”

原理：上室和下室的細胞通過半透膜進行物質交換，但不發生直接接觸。這使得研究者可以模擬體內復雜的細胞微環境，探究細胞因子、代謝產物等可溶性物質對靶細胞的影響。

關鍵細節：

• 孔徑選擇：
  通常選擇 0.4 μm 或 1.0 μm 的小孔徑膜，確保細胞無法穿過，只允許可溶性物質通過。
• 細胞接種：
  上室接種效應細胞，下室接種靶細胞。注意控制細胞密度，避免過度生長。
• 培養時間：
  根據研究目的和細胞類型，培養時間從數小時到數天不等。

2.2 Transwell 遷移：細胞的“跨越”之旅

原理：細胞在趨化因子或血清的誘導下，主動穿過 Transwell 膜上的微孔，從上室遷移到下室。這個過程模擬了細胞在體內從一個位置移動到另一個位置的能力，如腫瘤細胞的轉移、免疫細胞的歸巢等。

圖2：遷移實驗示意圖（細胞在趨化因子吸引下穿過微孔膜）

關鍵細節：

• 孔徑選擇：
  根據細胞類型選擇合適的孔徑。例如，腫瘤細胞常用 8 μm，白細胞常用 5 μm，內皮細胞常用 3 μm。
• 無血清饑餓：
  上室接種前，細胞通常需要用無血清培養基饑餓處理 4-24 小時，以減少細胞隨機運動，增強對趨化因子的響應。
• 趨化因子：
  下室加入含趨化因子（如 FBS、SDF-1、HGF 等）的培養基，上室加入無血清培養基。
• 孵育時間：
  根據細胞遷移速度，孵育時間從數小時到 24 小時不等。

2.3 Transwell 侵襲：穿透“屏障”的挑戰

原理：與遷移實驗類似，但侵襲實驗在上室膜上預先鋪設了一層基質膠（如 Matrigel）。細胞需要分泌蛋白酶降解基質膠，然后才能穿過膜上的微孔，模擬細胞穿透細胞外基質（ECM）的能力，這在腫瘤轉移研究中尤為重要。

圖3：侵襲實驗示意圖（細胞需降解基質膠屏障后才能穿膜）

關鍵細節：

• 基質膠鋪設：
  這是侵襲實驗的關鍵步驟。基質膠需在冰上稀釋，均勻鋪設在 Transwell 膜上，并在 37°C 孵育 30-60 分鐘使其凝固。基質膠的濃度和鋪設厚度會影響實驗結果。
• 無血清饑餓：
  同遷移實驗，細胞需饑餓處理。
• 孔徑選擇：
  同遷移實驗，根據細胞類型選擇。
• 孵育時間：
  由于細胞需要降解基質膠，侵襲實驗的孵育時間通常比遷移實驗長，可能需要 24-72 小時。

三、 實驗操作：細節決定成敗

無論是哪種 Transwell 實驗，以下通用操作細節都至關重要。

3.1 細胞準備

• 細胞狀態：
  確保細胞處于健康、對數生長期，活力良好。避免使用傳代次數過高的細胞。
• 細胞計數：
  準確計數細胞，確保接種密度一致。細胞密度過高可能導致細胞堆積，影響穿膜。
• 饑餓處理：
  遷移和侵襲實驗前，務必進行無血清饑餓處理，以消除血清中生長因子對細胞運動的非特異性刺激。

3.2 基質膠鋪設（僅侵襲實驗）

• 冰上操作：
  Matrigel 在室溫下會迅速凝固，因此所有操作（稀釋、鋪設）都必須在冰上進行，并使用預冷的槍頭和器皿。
• 均勻鋪設：
  將稀釋好的 Matrigel 均勻鋪設在 Transwell 膜的內表面，避免氣泡。鋪設后立即放入 37°C 培養箱凝固。

3.3 細胞接種與誘導

• 上室接種：
  將處理好的細胞懸液（通常為無血清培養基）小心加入 Transwell 上室，避免產生氣泡或損傷膜。
• 下室誘導：
  下室加入含趨化因子或血清的培養基。注意下室培養基的量要足以浸沒 Transwell 膜的底部。

3.4 染色與計數