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Ein. Culture of Brain Tumor Tissue
- Fügen Sie 200 ul aufgetaut Liberase (Roche Applied Science) auf 15 ml künstlichem CSF (aCSF-siehe Tabelle 1) und Platz in 37 ° C Wasserbad. Liberase TM ist eine Mischung aus proteolytischen Enzymen verwendet, um primäre Gewebeproben sowie kultivierten tumorspheres distanzieren. Im Gegensatz zu Trypsin-EDTA, bewahrt die Liberase Methode das Oberflächen-Antigen CD133. Für eine Gewebeprobe von etwa 0,5 cm 3, verwenden wir 200 ul Liberase. Wenn das Gewebe kleiner ist, verwenden wir 100 ul.
- Bringen Ammoniumchloridlösung (Stammzell-Technologien) auf Raumtemperatur. Ammoniumchlorid-Lösung vorsichtig lysiert roten Blutkörperchen mit minimalen Auswirkungen auf die anderen Zellen. Es enthält keine Fixativ.
- In sterile biologischen Sicherheitswerkbank, 5 ml aCSF um Probenbehälter, wirbeln um Gewebe abspülen, dann abpipettieren. Dieser Schritt hilft, um rote Blutkörperchen (RBC) zu entfernen.
- Übertragen Gehirn Tumorgewebe zu einer sterilen 100 mm Petri dish.
- Mit feinen Schere oder Skalpell und Pinzette, zerlegen Gewebe Gülle Konsistenz.
- Sammle Probe unter Verwendung einer 10 ml regelmäßigen Pipette oder einer Pinzette und Transfer-Fragmente in das Röhrchen mit vorgewärmten aCSF mit Liberase.
- Am Inkubator-Schüttler (30 rpm) und auf 37 ° C für 15 min.
- Filtern Sie die Gewebelysat bis 70 um Zellsieb in einem 50 ml-Falcon-Röhrchen.
- Drehen Sie das Filtrat nach unten bei 280 xg für 5 min.
- Überstand entfernen sorgfältig und evaluieren Größe und Farbe der resultierende Zellpellet: Pellets, die rosa oder rot sind anzugeben wachsende Zahl von roten Blutkörperchen.
- Pellet in 1 ml PBS.
- Hinzufügen einer geeigneten Menge von Ammoniumchloridlösung (4-12 ml) auf Pelletgröße und roten Zellkontamination bezogen (der Ammoniumchloridlösung ist sehr schonend und erhöhte Mengen sind nicht schädlich für andere Zellen als Erythrozyten).
- Inkubieren bei Raumtemperatur für 5 min.
- Spin-ZellenFestlegung bei 280 × g für 5 min.
- Waschen einmal mit 10 ml sterilem PBS.
- Resuspendieren in 5 ml NSC Vollmedium (Tabelle 2) und Transfer zu einem ultra-low-Bindung 60 mm Gewebekulturplatten (Corning). Wir verwenden ultra-low-Bindung Petrischalen mit kovalent gebundenen Hydrogel Oberflächen, die hydrophile und neutral geladen, um Zelladhäsion-vermittelte Differenzierung zu minimieren.
Für die ersten Tage in der Kultur, nicht ändern, die Medien: top-up nur mit 1-2 ml Medium je nach Bedarf, dann weiter zu Kultur und Change-Medien zu beobachten, wenn die Farbe der Medien wird leicht gelblich.
2. Tumorsphere Dissoziation für die Durchflusszytometrie
- Bewerten tumorspheres unter dem Mikroskop: Wenn die Kugel Größe> 100 um, Dissoziation wird empfohlen, da größere Kugeln kann nekrotisch in der Mitte.
- Übertragen Kultur 15 ml konischen Röhrchen.
- Fügen Sie 2-3 ml sterile PBS auf die Platte gründlich und fügen Sie konischen Rohr.
- Zentrifuge bei 280 × g für 5 min.
- Überstand entfernen und resuspendieren in 1 - 2 ml steriler PBS.
- Fügen Sie 10 ul Liberase.
- Inkubieren bei 37 ° C-Wasserbad für 3 min. Entfernen und visuell auswerten Aufhängung, wenn mehrere Klumpen zu sehen, sanft verreiben mit einem 1.000 ul Pipettenspitze.
- Wenn Verklumpung auftritt, weiterhin Inkubation für eine zusätzliche 1-2 min.
- Waschen der Zellen durch Zugabe von 5 ml sterilem PBS und Zentrifugieren bei 280 × g für 5 min.
- Überstand entfernen und resuspendieren in 500-1,000 ul sterilem PBS 2 mM EDTA.
- Bewerten Zellzahl und Lebensfähigkeit unter Verwendung von Trypanblau.
- Passen Zellzahl zu 1 Million / ml in PBS + 2 mM EDTA.
3. Oberflächenfärbung
- Übertragen Sie 100 ul von 1x10 6 / ml Zellsuspension pro Test 12x75 mm Strömungsrohre.
- Fügen Sie entsprechende Menge von Antikörpern. Abgestimmt Isotyp Kontrollen sollten für jeden verwendet werdenAntikörper (siehe Tabelle 3).
- Inkubieren für 30 min auf Eis.
- 2 ml PBS 2 mM EDTA zu jedem Strömungsrohr.
- Zentrifugation bei 200 xg für 4 min, dekantieren und Blot.
- Pellet in 300 ul PBS 2 mM EDTA.
- Fügen Sie 10 ul 7AAD Lebensfähigkeit Farbstoff in jedes Röhrchen pipettieren und für mindestens 15 Minuten auf dem Eis.
- Analysieren mittels Durchflusszytometrie.
4. Durchflusszytometrie und-analyse
Die Einzelheiten der Erfassung und Analyse von Flow Daten Gerät abhängig. Vertreter negativen Proben laufen und Geräteeinstellungen für Forward (Größe) und Side (Granularität) streuen etabliert. Diese Streuung Muster ermöglicht dem Endbenutzer, um alle Zellen in der Probe zu sehen, darunter Schutt. Eine Region wird in der Regel um die Zellen von Interesse gezogen. (Abbildung 4a) Die Einstellungen werden dann für alle Fluoreszenz-Detektoren erforderlich, um die negativen Zellen innerhalb der ersten Dekade des AF-Position aufgebautluorescence Intensitätsverteilung. Wenn mehr als ein Farbstoff oder Fluorochrom verwendet wird, muss einzigen gefärbten Steuerelemente auszuführen, um Farbe Korrekturwerte (Subtraktion störende Fluoreszenz-Emissionen) zu etablieren. Beim Ausführen von lebenden Zellen eine Lebensfähigkeit Farbstoff wie 7-AAD (7-Amino-Actinomycin D - Anregung 488/emission 655) verwendet wird, und einem zweiten Bereich gezogen, um abgestorbene Zellen (Abb. 4b) auszuschließen. Beide Bereiche werden zu keiner weiteren Analyse der Proben aufgebracht.
5. Selbst-Erneuerung Assay
Der Schlüssel-Assay, die sich stark durch klonale Wachstum Kugel erleichtert ist die in-vitro-Test der Selbsterneuerung Kapazität, der Grenzverdünnung Assay. Tumorspheres dissoziiert und verteilt in Verdünnungen bis zu einer einzelnen Zelle pro Vertiefung, und die Geschwindigkeit der nachfolgenden Bereich Bildung über 7 Tagen in Kultur berechnet. Am Tag 7, wird der Prozentsatz der Vertiefungen ohne Gehalt Kugeln für jede Zelle Plattierungsdichte (F 0) berechnet und gegengegen die Anzahl der Zellen pro Vertiefung (x). Die Anzahl der Zellen erforderlich ist, um mindestens eine in jedem gut tumorsphere bilden wird aus dem Punkt, an dem die Leitung kreuzt die 0,37 Niveau (F 0 = e-x) bestimmt. In einer Poisson-Verteilung von Zellen, F 0 = 0,37 entspricht der Verdünnung von einer Zelle pro Napf, so dass diese Berechnung (der 37% schneiden) die Frequenz des klonogenen Stammzellen in der gesamten Zellpopulation (Abbildung 5) reflektiert.
6. Single Cell RT-PCR
Einzelne Zellen aus verschiedenen Populationen von Beckman Coulter MoFlo XDP auf Reaktionsstellen auf einem AmpliGrid Schieber (Beckman Coulter cat # AG480F) sortiert. Einzelne Zelle RT-PCR unter Verwendung AmpliGrid Single One Step RT-PCR-System (Beckman Coulter cat # OAX04515) nach den Angaben des Herstellers. Kurz gesagt, wird eine einzelne Zelle in jede Reaktionsstelle eines AmpliGrid Objektträger aufgebracht; die Anwesenheit einer einzelnen Zelle in jedemReaktionsstelle durch Mikroskopie bestätigt. Reverse Transkription (RT) wird unmittelbar nach dem Sortieren, um die Probe nicht beeinträchtigt wird durchgeführt. Die RT Master Mix wird frisch zubereitet, nach Testvorschrift (Tabelle 4). Wir verwendeten 0,03 ul 25 uM Zufallsprimern (Promega) pro Reaktion; 1 ul Mastermix ist an der Mitte jeder Reaktionsstelle zugegeben. Dies wird sofort mit 5 ul Versiegelungslösung (Beckman Coulter cat # OAX04503) beschichtet. Verwendung einer Folie AmpliSpeed Zykluseinrichtung (Beckman Coulter, cat # OAX04101), Objektträger werden bei 25 ° C für 10 min, 42 ° C für 10 min und 55 ° C für 45 min. Nach der reversen Transkription, 3 ul DNAse / RNAse-freiem Wasser ist jedem Reaktionsstelle zugegeben und die gesamte Mischung zu einem PCR-Röhrchen (1 Röhre / Stelle) übertragen. 8 ul qPCR Master Mix (5 ul Sybr Green (Quanta), 1 ul Wasser, 1 ul 10 uM vorwärts und rückwärts Primer mix) plus 2 &: In einer PCR-Platte wird eine Reaktion Volumen von 10 ul für die quantitative PCR verwendetmu; l des RT Mischung. Für Echtzeit-Quantifizierung, Proben auf einem BioRad Cycler ausgeführt mit folgendem Programm: 95 ° C für 10 min, 45 Zyklen von 95 ° C für 30 sec, 60 ° C für 60 sec, 72 ° C für 60 sec, gefolgt von 10 min bei 72 ° C und Schmelzkurvenanalyse. Ct-Werte wurden mit Opticon Monitor 3 (BioRad). Drei Gene pro Zelle beurteilt werden, einschließlich GAPDH als Housekeeping-Gen. Genexpression zu GAPDH normalisiert Expression, nach Anspruch 2-ACt. Mindestens ein Dutzend einzelne Zellen des gleichen Bevölkerung von der gleichen Art verwendet werden, wie biologische Replikate aus Mangel an technischen Replikate zu kompensieren.
7. Repräsentative Ergebnisse
Abbildung 1 zeigt eine Magnetic Resonance Imaging (MRI)-Scan eines repräsentativen Patienten mit GBM. Hirntumor Proben aus mündigen Patienten sofort nach der Operation erhalten, als genehmigt von der Hamilton Health Sciences / McMaster Health Sciences Research Ethics Board. Ein Teil jeder Probe wird der Neuropathologe für die klinische Routinediagnostik gegeben. Der verbleibende Probe wird verarbeitet, wie in Abbildung 2 dargestellt. Die Tumorzellen, einmal in völliger neuralen Stammzelle Medien mit Wachstumsfaktoren, Form tumorspheres ausplattiert wie in Abbildung 3 dargestellt.
Die Tumorzellen werden mit neuronalen Oberfläche Stammzellmarkern CD133 und CD15 etikettiert und durch Durchflusszytometrie analysiert, wie in Abbildung 4 dargestellt.
Einzelne Zellen aus verschiedenen Populationen für zB CD15 + / CD133 +, CD15 + / CD133-, CD15-/CD133 +, CD15-/CD133- werden dann in 96-Well-Platten (5a) oder in AmpliGrid Dias (6a) sortiert.
In der 96-Well-Platte können einzelne Zellen, die Selbst-Erneuerung Kapazität (zB CD133 + Zellen), (5b) besitzen, bilden tumorspheres (Abbildung 5c) nach incubation. Ein Selbsterneuerung Graph kann aufgetragen (Figur 5d) durch Zählen der Anzahl von Kugeln pro Vertiefung ausgebildet werden. Einzelzellen in die Reaktionsstelle der AmpliGrid Schlitten (6a) sortiert. Die RNA aus Zellen extrahiert einzigen revers transkribiert werden kann unter Verwendung des Advalytix AmpliSpeed (Abbildung 6b). Die erhaltene cDNA wird verwendet, um in Echtzeit RT-PCR (6c) durchzuführen.

Abbildung 1. Magnetresonanztomographie (MRI) eines Patienten GBM. MRT des Gehirns eines 16-jähriges Mädchen mit einer einmonatigen Geschichte der Kopfschmerzen und einer Woche Geschichte Erbrechen, Lethargie und visuelle Unschärfe. Axial FLAIR-Sequenz zeigt eine große bi-hemisphärische ("Schmetterling") GBM.

Abbildung 2. Hirntumor Verarbeitung. Hirntumor Proben sind obtaINED vom mündigen Patienten sofort nach der Operation. Sie sind mechanisch dissoziiert als (a) gezeigt und sind dann enzymatisch dissoziiert aCSF mit Liberase durch Inkubation in einem 30 min-Rocking-Inkubator bei 37 ° C für 15 min (b).

Abbildung 3. BTIC Populationen bilden tumorspheres in der Kultur. Dissoziierte Hirntumorzellen in völliger neuralen Stammzellen Medien mit Wachstumsfaktoren beschichtet bilden tumorspheres.

Abbildung 4. Die durchflusszytometrische Analyse der BTIC Populationen. (A) Forward gegenüber Seitwärtsstreuung Eigenschaften bereitzustellen ein Bild von allen Zellen, einschließlich Schmutz (b) Zellen, die mit der Lebensfähigkeit Farbstoff 7-AAD Flecken werden von der Analyse ausgeschlossen. (C) Die Position der statistischen Quadranten bestimmt wird unter Verwendung geeigneter Steuerungen Isotyp (d) Tumorzellen mit Oberflächen ma angefärbtrkers CD15-PE und CD133-APC. (D) MoFlo XDP Zellsortierer. Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen .

Abbildung 5. Grenzverdünnung Analyse BTICs offenbart ihre Selbsterneuerung Kapazität. (A) Zellen der unterschiedlichen Verdünnungen in 96 Vertiefungen, enthaltend 200 ul NSC zu (b) einer einzelnen Zelle pro Well sortiert werden. (C) Nach einer 7-tägigen Inkubationszeit wird ein tumorsphere gebildet. Die Morphologie der sekundären tumorspheres ist identisch mit der primären tumorspheres. (D) Die mittleren x-Achsenabschnitt Werte können aus Grenzverdünnung Analyse für jeden Tumorsubtyp um die Anzahl der Zellen erforderlich ist, um mindestens einen tumorsphere pro Vertiefung bilden offenbaren berechnet.

Abbildung 6. Genexpressionsanalysen aus einer einzigen Zelle BTICwiederholen, indem einzelne Zelle RT-PCR-Technologie. (a) Einzel-Zellen aus einer Population kann auf BTIC AmpliGrid Folien sortiert werden. (B) cDNA-Synthese wird auf einzelne Zellen auf AmpliGrid Dias mit dem Advalytix AmpliSpeed durchgeführt. (C) Quantitative Realtime PCR basiert auf der cDNA von einzelnen BTIC Zellen synthetisiert durchgeführt.
| 2 M NaCl | 62 ml |
| 1M KCl | 5 ml |
| 1M MgCl 2 | 3,2 ml |
| 155 mM NaHCO 3 | 169 ml |
| 1M Glucose | 10 ml |
| 108 mM CaCl 2 | 0,9256 ml |
| PURELAB Ultra-H 2 0 | 749,84 ml |
Tabelle 1 Artificial Liquor (aCSF) -. 1.000 ml.
| Lager Basal Medien | 500 ml |
| 01.01 DMEM: F12 | 480 ml |
| N2 Ergänzung | 5 ml |
| 1M HEPES | 5 ml |
| Glucose | 3,0 g |
| N-Acetylcystein (60 ug / ml) | 1 ml |
| Neural Überleben factor-1 (NSF-1) | 10 ml |
Tabelle 2. Neuralen Stammzellen Medien.
NSC komplette Medien (frisch zubereitet vor der Verwendung):
NSC Grundmedien + 20 ng / ml EGF (epidermal growth factor) + 20 ng / ml bFGF (basic fibroblast growth factor) + 10 ng / ml LIF (Leukämie inhibierender Faktor) * + 10 ul / ml Antibiotikum-Antimykotikum
* Leukemia inhibitory factor (LIF): Dieses Reagenz von Millipore enthält ein Interleukin 6 Klasse Cytokin, ein protein die spontane Differenzierung von Stammzellen zu fördern längerfristige Wartung der Stammzell-Kulturen unterdrückt.
| Antikörper | Lieferant / CAT # | ul / test (in 100 ul) |
| CD133 / 2 APC (293C3) | Miltenyi Biotec/130-090-854 | 5 |
| IgG2b APC (Isotyp-Kontrolle) | Miltenyi Biotec/130-092-217 | 5 |
| CD15PE | Beckman Coulter/IM1954U | 5 |
| IgG2a PE (Isotyp-Kontrolle) | Beckman Coulter/A09141 | 5 |
| 7AAD | Beckman Coulter/A07704 | 10 |
Tabelle 3. Durchfluss Antikörper.
| Komponente | Volume (1 Reaktion) | Volume (48 Reaktion) |
| 2x Single Cell RT Reaktionspuffer | 0,50 ul | 30,0 ul |
| RNase Inhibitor (10 U / ul) | 0,02 ul | 1,2 ul |
| 5X Single Cell RT-Enhancer | 0,15 ul | 9,00 ul |
| Single Cell RT Enzyme Mix | 0,04 ul | 2,4 ul |
| Advablue (OAX04227) | 0,1 ul | 6,00 ul |
| Nuclease freies Wasser | bis zu 1 ul | machen bis zu 60 ul |
Tabelle 4. Zusammensetzung des RT Master Mix für Single Cell RTPCR (cat # OAX04515).