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肿瘤治疗电场(TTFields)利用交变电场干扰癌细胞的增殖。为了在体外研究TTFields对癌细胞的影响,首先在基板上组装兼容TTFields的培养皿。位于培养皿壁上的成对电极有助于在内部传递电场。
将玻璃盖玻片放入组装好的培养皿中。在盖玻片上接种一滴癌细胞悬液。孵育以使细胞沉降并贴附于盖玻片表面。弃去用过的培养基,加入新鲜的生长培养基以支持癌细胞的生长和扩增。
将组装好的装置转移至冷藏环境中,以补偿电场施加过程中培养皿产生的热量。接着,将装置连接至电源。根据所需时长,对细胞施加适当的电场。
在快速分裂的细胞中,施加的电场会导致微管蛋白二聚体和 septin 等带电分子强烈地沿电场方向排列。该机制干扰了微管聚合和 septin 纤维定位等关键有丝分裂事件。由此引发的有丝分裂阻滞会触发细胞凋亡,导致肿瘤细胞死亡。
首先,将TTFields培养皿及其盖子安装到基板上,并额外准备8个培养皿用于培养对照细胞。在每个培养皿底部放置一片无菌的2毫米盖玻片。接着,将5×10⁴个U-87 MG细胞悬浮于1毫升DMEM培养基中。
每皿接种的合适细胞数量取决于所用细胞系的特性。为避免细胞过度生长,实验前必须对其进行校准。
吸取 200 µL 细胞悬液滴加到每个盖玻片表面,形成液滴,并用培养皿盖盖住。将所有培养皿置于 37°C、5% 二氧化碳环境中孵育过夜,以使细胞贴壁。
细胞贴壁后,使用 200 微升移液器吸去盖玻片上的培养基。然后,小心地向每孔中加入 2 毫升完全生长培养基。用无菌移液器枪头轻轻敲击盖玻片边缘,以释放载玻片下 trapped 的气泡。
随后,将细胞在37摄氏度、5%二氧化碳条件下孵育,直至TTFields治疗开始。开始TTFields治疗时,将底板从37摄氏度的培养箱中取出,放入带有制冷功能的二氧化碳培养箱中。
冷藏培养箱的温度将决定电场强度。使用适当的强度非常重要,该强度取决于细胞对TTFields的敏感性。
然后,将扁平电缆母头连接器插入基板,并打开TTFields发生器。启动专用于TTFields体外应用系统的软件。通过输入实验名称和实验人员姓名来定义一项新研究后,为每块培养皿设置频率和目标温度。
单击“开始”按钮以在软件中启动 TTField 治疗,并检查所有培养皿在显示器上是否均显示为浅蓝色,以确认其连接正常。如需重新建立连接,请轻轻下压培养皿并缓慢前后旋转,直至培养皿在屏幕上显示为浅蓝色。
处理24小时后,通过点击软件中的“暂停”按钮来停止实验。断开扁平电缆连接器与底板的连接,然后将底板放入超净工作台中。
然后,从培养箱中取出带有培养皿和在标准条件下培养的对照细胞的底板。将所有培养皿中的培养基更换为新鲜的完全生长培养基。接着,将对照细胞放入37摄氏度、5%二氧化碳的培养箱中,将底板放回冷藏培养箱。
将底板重新连接到发生器。点击“继续”按钮以继续治疗。治疗完成后,点击软件中的“结束实验”按钮以结束实验。然后,保存从系统上传的数据。
关闭TTFields发生器后,从底板上断开扁平电缆,并将系统从培养箱中取出。向下按压并逆时针旋转陶瓷培养皿,使其与底板分离。
接下来,将接受TTFields处理的和对照组的盖玻片无菌转移至含有新鲜培养基的无菌培养皿中,以进行后续评估。