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Methodenartikel

Ex-vivo-Live-Imaging von Lungenmetastasen und deren Mikromilieu

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DOI:

10.3791/53741

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3. Februar 2016

 ,  ,  , 

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir beschreiben ein relativ einfaches Verfahren zur ex vivo Echtzeit-Bildgebung der Tumorzell Stroma Wechselwirkungen innerhalb Lungenmetastasen unter Verwendung fluoreszierenden Reportern in Mäusen. Verwendung von Spinnplatten konfokale Mikroskopie, ermöglicht diese Technik Visualisierung von lebenden Zellen für mindestens 4 h und angepasst werden könnten andere entzündliche Lungenerkrankungen zu untersuchen.

Zusammenfassung

Metastasierung ist eine Hauptursache für krebsbedingten Morbidität und Mortalität. Metastasierung ist ein mehrstufiger Prozess und aufgrund seiner Komplexität, die genauen zellulären und molekularen Prozesse, die metastatische Verbreitung und Wachstum sind immer noch schwer zu regieren. Echtzeit-Bildgebung ermöglicht die Visualisierung der dynamischen und räumlichen Wechselwirkungen von Zellen und ihrer Mikroumgebung. Soliden Tumoren metastasieren häufig in die Lunge. Jedoch stellt die anatomische Lage der Lungen eine Herausforderung für die intravital Bildgebung. Dieses Protokoll stellt eine relativ einfache und schnelle Methode zur ex vivo Echtzeit-Bildgebung der dynamischen Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen und ihrer Umgebung Stroma in Lungenmetastasen. Mit dieser Methode kann die Motilität von Krebszellen als auch Wechselwirkungen zwischen Krebszellen und Stromazellen in ihrer Mikroumgebung für mehrere Stunden in Echtzeit visualisiert werden. transgenen fluoreszierenden Reporter-Mäuse Durch die Verwendung eines fluoreszierenden Zelllinie, injizierbare fluoreszenzmarkiertenMoleküle und / oder Antikörper, mehrere Komponenten der Lunge Mikroumgebung visualisiert, wie Blutgefäße und Immunzellen werden. Um das Bild zu den verschiedenen Zelltypen, eine sich drehende Scheibe konfokalen Mikroskop, das langfristige kontinuierliche Bildgebung mit schnellen, vierfarbige Bildaufnahme ermöglicht verwendet wurde. Zeitraffer-Filme aus Bildern zusammengestellt mehrere Positionen und Brennebenen gesammelt über zeigen Wechselwirkungen zwischen Live-metastatischen und Immunzellen für mindestens 4 Stunden. Diese Technik kann weiter zu testen Chemotherapie oder gezielte Therapie verwendet werden. Darüber hinaus könnte dieses Verfahren für die Untersuchung von anderen Lungenbezogenen Pathologien angepasst werden, dass die Lunge Mikroumgebung beeinflussen.

Einleitung

Der tödlichste Aspekt von Krebs ist die Metastasierung, die mehr als 90% der krebsbedingten Morbidität und Mortalität ausmacht1. Die Metastasierung ist ein mehrstufiger Prozess, und aufgrund ihrer Komplexität sind die genauen zellulären und molekularen Mechanismen, die die Ausbreitung und das Wachstum von Metastasen steuern, noch schwer fassbar. Um Metastasen zu bilden, müssen sich Tumorzellen im Primärtumor von ihren Nachbarzellen und der Basalmembran lösen, die extrazelluläre Matrix durchqueren, intravasieren, über Blut- oder Lymphgefäße wandern, an der sekundären Stelle extravasieren und schließlich überleben und Sekundärtumoren etablieren. Neben den Eig....

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Protokoll

Alle beschriebenen Verfahren muss mit Richtlinien und Vorschriften für den Einsatz von Wirbeltieren, einschließlich der vorherigen Zustimmung durch die lokalen Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) entsprechend durchgeführt werden.

1. Erzeugung von Lungenmetastasen für Ex-Live-Imaging (Transgene oder Schwanzveneninjektion) vivo

HINWEIS: Lungenmetastasen kann durch Verwendung gentechnisch veränderter Mausmodelle oder durch intravenöse (iv) Injektion von Krebszellen erzeugt werden.

  1. Generieren Lungenmetastasen für die Bildgebung durch eine gentechnisch verändert....

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Ergebnisse

Mit Spinnen-Scheibe konfokalen Mikroskopie, verschiedene Mausmodellsystemen und Injektionen kann der metastatischen Mikroumgebung sichtbar gemacht und im Laufe der Zeit verfolgt werden. Mit Hilfe eines MMTV-PyMT; ACTB-ECFP; c-fms-EGFP dreifach transgenen Mausmodell, verschiedenen zellulären Komponenten werden fluoreszenzmarkierten (2A, Film 1). Die typische Struktur des Lungenparenchym kann in der GFP-Kanal sichtbar gemacht werden, da alle Zellen unter der β-Actin-Promotors exp.......

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Diskussion

Dieses Manuskript beschreibt ein detailliertes Verfahren zur ex vivo Echtzeit-Bildgebung von Lungenmetastasen in Maus-Modellen der Metastasierung. Diese Bildgebungsprotokoll stellt eine direkte Visualisierung der Dynamik und räumliche Tumorzell-Stroma-Interaktionen innerhalb der Lunge Mikroumgebung. Es ist eine relativ einfache und schnelle Methode, die für mindestens 4 h zuverlässige Abbildung von Lungenmetastasen ermöglicht. Filme aus diesen Experimenten erworben kann verwendet werden, um dynamische Prozesse .......

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Offenlegungen

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen. Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den von der IACUC genehmigten Protokollen, UCSF, durchgeführt.

Danksagungen

Wir danken Nguyen H. Nguyen für ihre technische Hilfe und Audrey O'Neill für die Unterstützung mit dem konfokalen Spinning-Disk-Mikroskop Zeiss Cell Observer. Diese Arbeit wurde durch ein Postdoktorandenstipendium des Verteidigungsministeriums (W81XWH-11-01-0139) und das Weizmann Institute of Science-National Postdoctoral Award Program for Advancing Women in Science (to V.P.) unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
MMTV-PyMT/FVB-MäuseJackson Laboratory2374Weibliche Mäuse
ACTB-ECFP/FVB-MäuseUCSF Werb labWeibliche Mäuse
c-fms-EGFP/FVB MäuseUCSF Werb labWeibliche Mäuse
FVB MäuseJackson Laboratory1800Weibliche Mäuse
GFP+ VO-PyMT ZellenUCSF Werb lab
70.000 kDa Dextran, Rhodamin-konjugiertesInvitrogenD1818Verdünnen auf  4mg/ml in 1 x PBS und lagern bei -20  >C. Verwenden Sie 0,4 mg pro Tier. 
10.000 kDa Dextran, Alexa Fluor 647 konjugiertesInvitrogenD22914Verdünnen auf  4mg/ml in 1 x PBS und lagern bei -20  &nb;C. Verwenden Sie 0,4 mg pro Tier. 
Anti-Maus-Gr-1-Antikörper Alexa Fluor 647UCSF Monoklonaler Antikörper KernBestand 1 mg/ml. Verwenden Sie 7 μg pro Tier.
, die von der IACUC zugelassen ist und für die Anästhesie und/oder Euthanasie
verwendet wird 1X PBSUCSF Zellkulturanlage
PBS, USP steril Amresco INCK813-500MLUltrareine Qualität für die intravenöse Injektion
StyroporplattformWird als Sezierbrett verwendet
Feine Schere scharf  Fine Science Tools14060-11
PinzetteRoboz Surgical StoreRS-5135
HeißperlensterilisatorFine Science Tools18000-45Einschalten 30 Minuten vor Gebrauch
AirUCSF
SauerstoffUCSF
KohlendioxidUCSF
1 mL Spritze ohne Nadel BD309659
27 G x 1/2 Nadel  BD305109für i.v. Injektion
20 G x 1 Nadel, kurze Abschrägung;  BD305178
Agarose bei niedriger Schmelztemperatur Lonza50111Um 10 ml Lösung herzustellen, wiegen Sie 0,2 g Agarose, geben Sie 1 x PBS zu 10 ml und erhitzen Sie sie, um sich aufzulösen. Agarose verfestigt sich bei Raumtemperatur, also bei 37 ° C halten; C Wasserbad, bis es zum Aufblasen verwendet wird.
RPMI-1640 Medium ohne PhenolrotLife Technologies11835-030
24 Well Speicherfolie E& K scientificEK-42892
Objektträger aus Glas, 15 mm Fisher Scientific22-031-144
Digitaler CO2- und TemperaturreglerOkolabDGTCO2BXhttp://www.oko-lab.com
KlimakammerOkolabhttp://www.oko-lab.com
Cell Observer konfokales Spinning-Disk-MikroskopZeiss
Zen-SoftwareZeiss Inverses
MikroskopCarl Zeiss IncZeiss Axiovert 200M
ICCD-KameraStanford PhotonicsXR-Mega-10EX S-30
Konfokaler Scankopf mit Spinning-DiskYokogawa CorporationCSU-10b
ImarisBitplane
mManagerVale Lab, UCSFOpen-Source-Software
Anästhesie-Anästhesie

Referenzen

  1. Chaffer, C. L., Weinberg, R. A. A perspective on cancer cell metastasis. Science. 331 (6024), 1559-1564 (2011).
  2. Plaks, V., Kong, N., Werb, Z. The cancer stem cell niche: how essential is the niche in regulating stemness of tumor cells. Cell stem cell. 16 (3....

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Nachdrucke und Genehmigungen

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