The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.

Recommend to Librarian

Automatic Translation

This translation into Turkish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages

 JoVE General

Meme Tümörleri IVIS Spektrum kullanarak in vivo Bioluminescent Görüntüleme

, ,

Biology Research and Development , Caliper Life Sciences

 

Video Article Chapters

Cite this Article: Meme Tümörleri IVIS Spektrum kullanarak in vivo Bioluminescent Görüntüleme

Lim, E., Modi, K. D., Kim, J. In vivo Bioluminescent Imaging of Mammary Tumors Using IVIS Spectrum. J. Vis. Exp. (26), e1210, doi:10.3791/1210 (2009).

Abstract: Meme Tümörleri IVIS Spektrum kullanarak in vivo Bioluminescent Görüntüleme

4T1 fare meme tümör hücreleri 15 ila 20 gün içinde palpe edilebilir tümörler oluşturmak üzere alt-kutanöz nu / nu farelere implante edilebilir. Bu xenograftlarının tümör model sistem varsayılan antitümör bileşikler in vivo değerlendirilmesi klinik öncesi için değerlidir.

4T1 hücre hattı yapısal ateşböceği lusiferaz gen (luc2) ifade etmek için tasarlandı. 4T1-luc2 tümörü taşıyan farelerin tümörler IVIS Spektrum gibi hassas optik görüntüleme sistemi kullanılarak takip edilebilir bir görsel ışık sinyali yayan luciferase ile enjekte edilir. Tümör foton akısı ışık yayan hücre sayısı ile doğru orantılıdır ve sinyal tümör büyümesini ve gelişimini izlemek için ölçülebilir. IVIS bioluminescent sinyal ve uzunlamasına çalışmalar mutlak kantitatif ve kantitatif sonuç ödün vermeden birçok ay boyunca sinyal büyüklüğü çeşitli siparişler üzerinde yapılabilir etkinleştirmek için kalibre edilir.

, Tümör boyutu, geleneksel fiziksel yollarla palpabl veya ölçülebilir hale gelmeden önce tümör büyümesini biyoparlaklık birkaç gün boyunca izlenebilir. Bu hızlı izleme tümör gelişiminin erken olaylar içgörü sağlamak veya daha kısa deneysel prosedürleri yol.

Tümör hücre ölümü ve bioluminescent sinyal bir azalma hipoksi ya da ilaç tedavisi nedeniyle nekroz erken gösterilir. Bu hücre ölümü, fiziksel yollarla ölçülen tümör boyutu bir azalma eşlik olmayabilir. Tümör nekroz erken olayları görmek için yeteneğini terapötik ajanların seçimi ve gelişimi üzerinde önemli bir etkisi vardır.

IVIS kullanarak tümör büyümesi nicel görüntüleme hassas kantitatif sağlar ve sonuçları üretmek için deneysel sürecini hızlandırır.

Protocol: Meme Tümörleri IVIS Spektrum kullanarak in vivo Bioluminescent Görüntüleme

Lusiferaz ifade kanser hücre hatları çok çeşitli fare modelleri, ön-klinik araştırma için kullanılabilir.

Bu hücreler kolayca seçim işaretleyicilerini gerek standart medya büyüyecek bir patojen içermeyen dondurulmuş kültür olarak verilmektedir.

Deneme için, in vivo gen ekspresyonu veya tumorgenesis optik bir göstergesi olarak hizmet veren lusiferaz gen ifade luc2 4T1 fare meme tümör hücre hattı, kullanacağız. Non-invaziv primer tümörün büyümesini izlemek için luciferase ifade kullanabilirsiniz, ancak onlar da metastatik lezyonlar bulmak ve izlemek için de kullanılabilir.

Lusiferaz aktivitesi enjeksiyondan önce ve bunu yapmak için kontrol edilmelidir,% 90 konfluent balon trypsinization hasat ve sonra sayılır.

50.000 hücreler daha sonra bir mikrotiter plate ve seri dilüsyonları tek bir kuyu halinde uygulanmaktadır yapılmaktadır. Luciferase ml'de 150ug kuyulara eklenir ve 2 dakika inkübe. Mikroplak IVIS veya ifade düzeylerini belirlemek için bir ışıldayan plaka okuyucu görüntülü olabilir. Bu hücre hattı, ikinci hücre başına ortalama 6500 fotonlar kadar ifade, ancak ikinci hücre başına ortalama 500 fotonlar üzerindeki herhangi bir ifade seviyesi in vivo olarak başarıyla görüntülü olabilir.

Şimdi uygun aktivite hücreleri olduğunu, subkutan enjeksiyon adıma geçebilirsiniz.

Tümör optimum algılama kolaylaştırmak amacıyla, immün sistemi baskılanmış bir atimik çıplak fare suşu kullanıyor. Enjeksiyondan önce, hayvanlar derin anestezi için anestezi etkisi vardır.

Sonra 100ul PBS içinde 250.000 hücrelerine enjekte edecektir kanadını içine subkutan enjekte edilir. 1 ml şırınga içinde hücreleri Yük ve 26 gauge iğne takın. Forseps bir "çadır" ve tabanda hücreler enjekte etmek için cildi hafifçe kaldırın. Yeni enjekte edilen hücrelerin hemen görüntülü olabilir. Her görüntüleme oturumda kg vücut ağırlığı başına luciferase toplam 150mg sonra periton boşluğuna iki enjeksiyon yoluyla uygulanır.

Bu çalışmada, hayvanlar, tutarlı foton akısı sağlamak için luciferase enjeksiyondan sonra 10 dakika görüntülü. Biz bir sonraki adımda bunu göstereceğiz. Luciferase kinetik günden güne değişebilir. Bu model, luciferase enjeksiyondan sonra 10 dakika% 15 değişkenlik aralığında ölçüm sonucu verdi.

Deneme için in vivo görüntüleme sistemi, arka inceltilmiş bir şarj bağlantılı aygıt ° C maksimum hassasiyet elde etmek için -90 soğutmalı kullanan IVIS Spektrum kullanacağız. Mutlak kantitatif desteklemek için, sistem aşağı-time sırasında karanlık şarj önlemleri ve başlatma sırasında kendi kendine kalibrasyon çalışır. Görüntüleme başlatmak için, IVIS sistemi başlatmak (tek tıklama) ve deney için görüntüleme parametrelerini ayarlamak.

Görüntülü olan hayvanların sayısı için görüş alanını seçin. 5'e kadar hayvan cihazın ayrılmaz bir anestezik manifoldu kullanarak korunabilir. Aşamasında sabit bir 37 ° C hayvanlarda vücut ısısını korumak için. EKG portu stresli işlemleri sırasında hayvan sağlığı izlemek için sağlanır.

Görüntü yazılım, maruz kalma süresi, f-stop ve piksel In Living binning hücre hattı ifade düzeyde göre optimize edilebilir. Bu ayarlar kantitatif sonuç etkilemeden bir deney sırasında herhangi bir zamanda değiştirilebilir.

IVIS beyaz ışık ve görüntü üzerinde üst üste bir nicel bioluminescent veya floresan sinyali altında hayvan fotografik bir görüntü kazanır.

Bioluminescent sinyali saniyede fotonlar ifade ve bir yoğunluk haritası olarak görüntülenir. Görüntü kantitatif etkilemeden görüntü optimum kontrast ve çözünürlük sağlamak için ayarlanır.

Hücrelerden Lüminesans bir bölge faiz aracını kullanarak enjeksiyon yerinde ölçülebilir. Ölçüm verileri analiz için kaydedilir veya ihraç edilebilir bir görüntü yakalamak için ilgili tüm deneysel parametreleri ile birlikte tablo görüntülenir

Çoklu görüntüleri elde ve deney doğa bağlı olarak saniye veya ay kapsayan boylamsal çalışmalar mukayese edilebilir. Biz zaman sıfır tümör foton akısı ölçmek ve iki haftalık aralıklarla görüntüleme ile 4 hafta boyunca izlemek.

Foton akısı tümör biyoparlaklık tümör boyutu ile doğrudan ilişkili lusiferaz ifade canlı hücrelerin sayısı orantılıdır.

5 gün sonrası implantasyon az tümör henüz palpabl değil, ancak hücreleri biyoparlaklık ve aktif büyüyen bir tümör olduğu görüldü sayılabilir olabilir. Bu aşamada biyoparlaklık sinyal çok stronger. Maruz kalma süresi, f-stop ve piksel binning görüntü net ve kamera doyurabilecek değildir ki ayarlanabilir. Bu ölçümler deney daha önce ve daha sonra toplanan bu kıyaslanabilecek kadar IVIS ışık toplama değişiklikleri otomatik olarak dengeler.

7 gün yazılan implantasyon tümörler ölçüm veri zaten 7 gün üretilen ilk kez ve bioluminesans palpabl.

28 gün yazılan implantasyonu, tümörlerin nekrotik hale geliyor ve hücreler ölmeye başlar. Kaliper ölçümü ile tahmin Tümör boyutu kayda değer bir değişiklik değildir, ancak tümör lüminesans hücre ölümü belirten azalacak.

Kaliper ölçümleri ve biyoparlaklık ölçüm, insani bir son nokta ulaşana kadar devam edilebilir. Hipoksi veya tedavi rejimleri nedeniyle tümör nekroz, tümör kitlesi azaltmak olmasa bile düşük biyoparlaklık tarafından belirtilecektir.

Disclosures: Meme Tümörleri IVIS Spektrum kullanarak in vivo Bioluminescent Görüntüleme

Kurumsal Hayvan Bakım tarafından onaylanan 060 Hayvan Protokolü ile uyumlu görüntülenmiştir Deneyler makale Journal of üretmek için yapılan tüm deneyler yapıldı sağlamak ve kaliper Yaşam Bilimleri Komitesi (IACUC), Alameda CA Jae Kim, Ph kullan istiyorum D., IACUC Başkanı, kaliper Yaşam Bilimleri.

Ask the Author: Meme Tümörleri IVIS Spektrum kullanarak in vivo Bioluminescent Görüntüleme

18 Comments

I  can't see any vedio, why?

1

Reply

Posted by: Jack M.April 30, 2009, 8:57 AM

Jack, sorry you are having problems.  Please check that you have Flash installed.  If you still have problems, please send me an email at nikitab@jove.com and I'll help you out.

1.1

Reply

Posted by: AnonymousApril 30, 2009, 10:37 AM

1.why did you give 2 injections of the ip luciferin?
2.Do you have correlation in the caliper measurements compared to the BLI measurements?

2

Reply

Posted by: Tomi O.June 22, 2009, 7:18 AM

Hi Tomi,

1) Two ip injections of luciferin are given in case of a missed injection, although a partial dose may not give you a satisfactory image (in which case you will need to re-image the animal). A single injection of luciferin can be administered and the animal may be conscious or unconscious. Select a method and use it consistently throughout your study to avoid any variability.

2) Yes, there is correlation between bioluminescence and caliper measurements in the 4T1-luc2 subcutaneous model.

2.1

Reply

Posted by: Ed L.June 26, 2009, 5:29 PM

Microparticles can be stained fluorescently or a labeled compound in a microparticle can be traced in vivo as long as either is sufficiently bright and the signal doesn’t interfere with that from the labeled cells. I don’t know what type of microparticle you are using but there are commercially available staining kits depending on the type.
Yes, you can inject non-labeled cells subcutaneously and visualize the resulting tumor with a fluorescently-labeled antibody.

3.1

Reply

Posted by: Ed L.January 8, 2010, 7:46 PM

Is it possible to trace microparticles loaded with a drug in vivo ? If positive how should I label them? Also would it be possible to visualize in the way you showed in video antibodies directed to non-labeled tumoral cells?

Thanks

G

5

Reply

Posted by: AnonymousAugust 19, 2009, 2:18 PM

How can I use this methods to quantify apoptosis?

6

Reply

Posted by: Silvio M.December 9, 2009, 1:05 AM

Miranda,

Here is a nice publication covering apoptosis:
Clinical Cancer Research 2008;14(8) April 15, 2008

6.1

Reply

Posted by: Ed L.January 8, 2010, 7:48 PM

How can I use this methods to quantify apoptosis?

7

Reply

Posted by: Silvio M.December 9, 2009, 1:06 AM

New in this. I have a question:
The signal intensity change over time, in order to give a good pic. I guess people use different settings at different time point. The picture thus are not comparable? How could I take the pictures over time under different settings but still comparable?

Thanks a lot.

L

8

Reply

Posted by: LDecember 28, 2009, 12:35 PM

As the tumor increases in size, the light emission will increase and camera settings may need to be adjusted so as not to get a saturated image (which cannot be accurately quantified). When performing a longitudinal study, it would be ideal to have all the images with the same scale and binning. You may not always be able to use the same scale for the entire study but you can still get a good overall picture of disease progression. If you select the same units throughout (ie “photons/second/cm2/sr”), the images and quantification will be comparable. In the case where different binning was used to capture the image, the Living Image software allows you to change the binning on any image after it was taken.

8.1

Reply

Posted by: Ed L.January 8, 2010, 7:50 PM

Is there a reason to nu/nu mice vs. normal Balb/C mice ? 4T1 is a syngeneic xenograft model.

9

Reply

Posted by: AnonymousJanuary 27, 2010, 2:00 PM

Is there a reason to use nu/nu mice vs. normal Balb/C mice ? 4T1 is a syngeneic xenograft model.

10

Reply

Posted by: AnonymousJanuary 27, 2010, 2:00 PM

Nu/nu mice would be preferable if you are using fluorescence. Fur will auto-fluoresce and may mask your signal (you can shave or use a depilatory in this case). Otherwise, we could have also used a Balb/C mouse with the 4T1-luc2 in the video.

10.1

Reply

Posted by: AnonymousJanuary 27, 2010, 4:07 PM

hello Is there any mice model for the research of glioma? Our lab has just begin the study in this area.We really need some help here.

11

Reply

Posted by: AaronApril 20, 2010, 9:09 AM

Hi Aaron,

There is a very good video demonstrating this procedure www.jove.com/index/Details.stp?ID=1986
You can use U87-MG-luc cells.

11.1

Reply

Posted by: AnonymousSeptember 21, 2010, 3:14 PM

In the video you've mentioned monitoring of metastatic lesions.
What settings do I need to enter in order to see the lesions (in my case lymph node mets) with the primary tumor in one hole body shot?

12

Reply

Posted by: rachelSeptember 20, 2010, 6:33 AM

Hi Rachel,

The primary tumor will be very bright while the lymph node metastases will be dim. You won't be able to image everything in a single, whole body image. In order to image the mets, you will need to shield the primary tumor and try imaging with large binning for 3 minutes as a start. Adjust your exposure time as needed and you can also change the FOV to bring the animal closer to the camera.

12.1

Reply

Posted by: EdSeptember 21, 2010, 1:01 PM

Is is possible to use this method for imaging intra-abdominal metastases? Are there any specific tricks to doing so (other than placing the mouse on its back) and imaging for very dim signals?

13

Reply

Posted by: Mary HoltzJune 7, 2011, 5:13 PM

Dr. Holtz,
Using the exact same method, you can image intra-abdominal metastases. You may want to use brighter cells to increase your chances to detect small metastases.

14

Reply

Posted by: Jae KimJune 7, 2011, 6:08 PM

Dear Mr. Lim,

I'm new to the IVIS technology and I have some problems understanding the absolute quantitation of the obtained data. Prior to s/c injection of Luc2-cancer cells, cel expression levels were measured via dilution series in 96 well plate. I understand that after using the averaging tool one receives a certain value expressed in photons/sec/cell (for instance 700 p/s/cell). After injection of these cells, several bioluminescent pictures were taken in function of time. When ROI analyses is performed and data is displayed in Radiance mode, one obtaines a value in photons/sec/cm²/sr (for instance 7x10E7 p/s/cm²/sr) . How does one now quantify the amount of cells ? In the example between brackets, would this be a cell number of 100000 cells in a tissue surface area of 1cm² ?

Kind regards

15

Reply

Posted by: BramSeptember 20, 2011, 4:08 PM

Hi Bram,

The well plate values cannot be used directly to quantitate the in vivo image. Imaging the cells on the well plate gives you the light output in photons/sec and you can further calculate the photons/sec/cell to ensure that the cells are within the parameters in the product sheet. For in vivo imaging, a specified number of cells are injected into the animal and imaged. The light output is in units of photons/sec/cm^2/sr. This is the light that is detected at the surface of the animal per square centimeter per steradian. The bioluminescent signal will increase as the tumor increases in volume. Quantitating the in vivo signal needs to be approached with caution: photon intensity decreases with increase in tissue depth and optical properties of tissues may affect scattering/absorption of light (i.e. necrosis).

Ed

15.1

Reply

Posted by: Ed LimOctober 12, 2011, 7:39 PM

what is the type of 96 -microwell plate do you use?what is the lotnumber of it ?

16

Reply

Posted by: lilyOctober 8, 2011, 10:31 PM

Hi Lily,

We use 96-well plates with black walls and clear bottom (polystyrene). The particular plate is Costar #3603.

Ed

16.1

Reply

Posted by: Ed LimOctober 12, 2011, 7:42 PM

Hi,
I have been trying the same procedure for LUC B16F10 cells..but I am not getting any signal in vitro... I tried changing the procedure for luminescence but not getting any results. i have tries seeding different number of cells in 12 well plate, though cannot see any signal. What could be the possible reason for the same? and can i just use PBS+luciferin for the imaging instead of the complete media?

thanks,
Krishna

17

Reply

Posted by: krishnaFebruary 20, 2012, 12:04 PM

Hi Krishna,

Are your B16F10 cells luc or luc2? The luc version has a light output of 15photons/second/cell whereas the luc2 version is brighter at 450ph/sec/cell. In contrast, 4T1-luc2 is about 6500ph/sec/cell. What is your exposure time when you image your cells? You may need to use a longer exposure time and a larger binning to see a signal. Hope this helps.

Ed

18

Reply

Posted by: Ed LimMarch 6, 2012, 3:14 PM

Hi,

our group is working on adoptive T cell therapy and is successfully using the IVIS 200 for tracing T cells and measuring tumor size.
But since I'm new I do have some questions no one could properly answer :-)

We always inject the substrate (Luciferin od Coelenterazine) i.v.
Is there a difference to s.c. or i.p. injection?

And I was wondering if one could also detect resting tumor cells in the bone marrow? Or is the luc2 signal (of let say 1-6 cells) to weak to shine thru the bones?

Thanks,

Peter

19

Reply

Posted by: Peter M.June 15, 2012, 7:23 AM

hi, i am in confusion and would like to know from you that,
is bioluminescence signal in photos/sec/cm2 just shown of tumors ? why it is not shown of other live cells of mouse other than tumor? is luciferin is selective to tumors or what would be the reasons?pls

20

Reply

Posted by: arjun t.November 7, 2012, 7:13 PM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Waiting
simple hit counter