2021年11月11日
本研究介绍了一种应用于儿童弥漫性中线胶质瘤细胞系的活细胞三维免疫细胞化学技术方案,可用于实时研究动态过程(如三维细胞侵袭和迁移)中细胞质膜上蛋白质的表达情况。
弥漫性中线胶质瘤是一种高度侵袭性的脑肿瘤。该方法有助于实时研究弥漫性中线胶质瘤(DMG)细胞在三维环境中的迁移与侵袭行为,并可深入探究关键黏附分子的潜在作用。通过使用标记试剂和特异性抗CD44抗体,我们可利用活细胞成像技术,在三维迁移和侵袭过程中研究DMG细胞质膜上CD44的表达情况。
该技术的应用凸显了CD44在这些细胞运动能力中的潜在作用,提示其可能成为一个有价值的侵袭性分子靶点。首先,通过加入100 µL无菌水重新水化ALR,并用移液器吹打混合溶液。将抗体与ALR在TSM培养基中于圆底多孔板或棕色管中混合,并避光保存。
配制足够量的培养基,以每孔25微升的量分装,使其终浓度为检测终浓度的三倍,然后在室温下孵育15分钟。将BSR用TSM培养基稀释至1.5毫摩尔浓度,以确保在检测结束时终浓度为0.5毫摩尔。随后,轻柔缓慢地从每孔中移除75微升培养基,避免触碰含有NS的孔底,并通过肉眼检查NS的存在情况。
轻轻向每个孔中加入 25 µL 的 BSR 和 ALR 抗体复合物,使 ALR 抗体复合物与培养基混合 2 至 3 分钟。使用倒置显微镜,确保每个 NS 位于孔底部中央。用针头去除气泡,避免气泡产生。
将培养板置于冰上5分钟,使培养板底部变冷。使用预冷的P200吸头,将其靠在孔的内壁上,每孔加入75 µL BMM,避免产生气泡并避免接触孔底。将培养板继续置于冰上5分钟,使BMM与培养基充分混合。
使用倒置显微镜检查NS的位置。若其未位于中央,则在4摄氏度条件下以180 × g离心5分钟。随后将培养板转移至置于培养箱内的活细胞分析仪中,培养箱条件设置为37摄氏度、5%二氧化碳和95%湿度。当孔板被BMM包被后,剪切一个P200吸头。
从每个选定的孔中取 50 µL 细胞培养基和纳米传感器(NS),并转移至包被的平底孔中。通过肉眼观察每个孔中纳米传感器的存在情况及其位置。轻轻向每个孔中加入 50 µL 稀释后的 BSR 和 ALR 抗体,等待 2 至 3 分钟,使试剂充分混合。
使用倒置显微镜观察,确保大部分重复的 NS 位于孔的中央位置。确认无气泡后,轻柔地将培养板转移至活细胞分析仪器中,操作方法如前所述。在活细胞分析仪器的软件中,选择“计划采集”选项,然后点击加号标签,选择“定时扫描”,以按照文本稿件中所述的时间间隔对培养板进行扫描。
在软件窗口中,创建或恢复容器,然后点击“新建”选项。选择类球体扫描类型,侵袭实验选择相差加明场、绿色通道图像,物镜选择 4X。迁移实验选择稀释克隆扫描类型,物镜选择 4X,并选择相差和绿色通道。
选择板型,并通过在板图上高亮显示来定义需要扫描的孔,然后设置扫描频率。点击“添加到计划”并开始扫描。选择“创建新的分析定义”标签。
然后在选项卡上分别选择“类球体侵袭”或“基础分析”应用程序,用于侵袭和迁移分析。在图像通道中选择适用于侵袭和迁移的通道。从三到四个孔中选择几张具有代表性的图像,用于预览并优化分析设置。
对于侵袭实验,在分析定义选项卡中,根据文本稿件中提到的设置,调整明场和绿色荧光通道的应用参数,以实现类球体与侵袭细胞之间的精确分割。对于迁移实验,根据文本稿件中提到的设置,调整相位和绿色荧光通道的应用参数,以实现汇合区域与绿色荧光标记细胞之间的精确分割。通过随机选择多个孔,检查NS的分析设置是否正确。
选择要分析的孔和时间点。保存分析定义,然后单击完成。原代弥漫性中线胶质瘤(DMG)患者来源细胞中CD44表达的代表性免疫荧光共聚焦图像揭示了CD44在细胞迁移和侵袭中的作用。
活细胞三维免疫化学染色可实现CD44表达的可视化。迁移和侵袭过程的时间延时代表性图像显示,同一细胞在随时间观察时绿色荧光信号的出现与消失,提示在细胞迁移和侵袭过程中CD44的表达呈动态“开启”与“关闭”状态。迁移和侵袭过程持续观察96小时,结果显示QCTB-R059细胞具有高水平的CD44表达。
通过与迁移和侵袭相关的ALR整体绿色荧光信号,测量CD44表达量及其随时间的增加情况。当在活细胞上使用抗CD44抗体时,会影响细胞形态,诱导细胞从类间充质样侵袭转变为类阿米巴样侵袭,并降低这些细胞的侵袭和迁移能力。该方法最关键的步骤包括:将标记试剂与抗体混合,将混合物加入Matrigel和培养基,以及使用活细胞成像仪器。
通过使用两种或多种不同的标记试剂和抗体,可进一步实施本方法,以研究由直接细胞及细胞接触介导的弥漫性内生型脑桥胶质瘤(DMG)细胞相互作用。本方法为在三维环境中研究DMG迁移与侵袭的细胞和分子机制提供了新工具,并为抑制其浸润性表型提供了新的研究方向。
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本研究介绍了一种应用于儿童弥漫性中线胶质瘤细胞系的活细胞三维免疫细胞化学实验方案。该方法可实现对动态过程(如三维细胞侵袭和迁移)中细胞质膜表面蛋白质表达的实时观察。
该方法可实现对儿童弥漫性中线胶质瘤模型中三维迁移和侵袭过程中CD44表达动态的实时、定量评估,为黏附介导的运动机制提供深入见解。通过捕捉与干性相关的靶标在细胞膜上的间歇性定位,支持神经肿瘤学发现项目中的靶点验证与风险降低。该检测方法将表型筛选与分子靶点结合效应相连接,为CD44靶向治疗策略的优先排序提供依据。
该检测适用于从靶点假设验证到先导化合物优化的整个发现过程,尤其适用于中枢神经系统恶性肿瘤中由黏附介导的侵袭机制研究。