Fluorescence-spectroscopic investigations of cell membranes: Characterization of cellular subpopulations in different states of proliferation

Summary Primary processess in cell-density dependent regulation of proliferation are mediated by the outer cell membrane. We have characterized the physical state of the plasma membrane by labelling it with the lipophilic fluorescence indicator 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene and measuring its fluorescence polarization. Normal and tumorvirus-transformed permanent mouse-cell cultures were investigated while still being attached to the growth substrate or after suspension. Extrinsic fluorescence polarization was shown to increase substantially with increasing cell-growth density. For normal mouse cells this increase of fluorescence polarization could be shown to be correlated with a parallel increase of cell number in the subpopulation of irreversibly growth-inhibited cells.

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Zusammenfassung Wesentliche Schritte der Wirkkette bei der zelldichteabhängigen Regulation der Zeltproliferation werden über die äußere Zellmembran vermittelt. Wir haben daher den physikalischen Zustand der Plasmamembran durch Anfärbung mit dem lipophilen Fluoreszenzindikator 1,6-Diphenyl-1,3,5-hexatrien und Messung seiner Fluoreszenzpolarisation untersucht. Es wurden normale und tumorvirus-transformierte permanente Mauszellkulturen in zwei verschiedenen Präparationen untersucht: a) unmittelbar auf dem Kultursubstrat und b) in Suspension nach Ablösung vom Kultursubstrat. Es konnte gezeigt werden, daß die extrinsische Fluoreszenzpolarisation mit zunehmender Zellwachstumsdichte stark ansteigt. Bei normalen Mauszellen konnte dieser Anstieg der Fluoreszenzpolarisation mit dem simultanen Ansteigen der Zellzahl in der Subpopulation der irreversibel teilungsgehemmten Zellen korreliert werden.

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Dedicated to ProfessorGünter Rehage on the occasion of his 60th birthday.

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With 10 figures