Hier beschreiben wir Leben-Zelle bildgebende Verfahren um die Migration und Invasion von Glioblastom Gehirn Tumor-Stammzellen im Laufe der Zeit und unter mehreren Behandlungsbedingungen quantitativ zu messen.
Methodenartikel
Hier beschreiben wir Leben-Zelle bildgebende Verfahren um die Migration und Invasion von Glioblastom Gehirn Tumor-Stammzellen im Laufe der Zeit und unter mehreren Behandlungsbedingungen quantitativ zu messen.
Glioblastom (GBM) ist einem aggressiven Hirntumor, die schlecht mit den derzeit verfügbaren Behandlungsmöglichkeiten gesteuert wird. Wichtige Merkmale der GBMs sind rasante Verbreitung und durchdringende Invasion in das normale Gehirn. Wiederholung wird gedacht, um aus dem Vorhandensein von Radio- und Chemotherapie-resistenten Gehirn Tumorstammzellen (BTSCs) führen, die vom Krebs Ausgangsmasse einzudringen und somit chirurgische Resektion zu entziehen. Therapien, die BTSCs und ihre invasiven Fähigkeiten abzielen können daher die sonst schlechte Prognose dieser Erkrankung verbessern. Unsere Gruppe und andere haben erfolgreich etabliert und BTSC Kulturen von GBM Patientenproben gekennzeichnet. Diese BTSC-Kulturen zeigen grundlegende Krebs Stammzell-Eigenschaften wie klonogenen Selbsterneuerung, Multi-Linie Differenzierung und Tumorentstehung in immundefiziente Mäuse. Um die aktuelle Therapieansätze für GBM zu verbessern, ist es notwendig, ein besseres Verständnis der Mechanismen der BTSC Migration und Invasion. Bei Glioblastom beschränkt sich die Untersuchung von Migration und Invasion, teilweise aufgrund der Einschränkungen der bestehenden Techniken, die nicht vollständig für die in-vitro- Wachstum-Eigenschaften des BTSCs als neurosphären ausmachen. Hier beschreiben wir schnelle und quantitative live-Cell imaging Assays um die Migration und Invasion Eigenschaften des BTSCs zu untersuchen. Die erste Methode beschrieben ist der BTSC Migration Probe, die die Migration in einem lockstoffgradient Verlauf Richtung misst. Die zweite Methode beschrieben ist der BTSC Invasion Assay welche Bilder und quantifiziert eine zelluläre Invasion vom neurosphären in einer Matrix. Die hier beschriebenen Assays werden für die Quantifizierung der BTSC Migration und Invasion im Laufe der Zeit und unter verschiedenen Behandlungsbedingungen verwendet.
Glioblastom (GBM) ist die am weitesten verbreitete und aggressive Form von Hirntumoren und, trotz der aktuellen Therapie chirurgische Resektion mit gefolgt von Bestrahlung und Chemotherapie, die mediane Überlebenszeit der Patienten ist eine bloße 15 Monate1. GBM ist invasiv, sehr resistente und letztlich eine unheilbare Krankheit, die erfordert forschte weiter in seiner inhärenten Biologie um neue therapeutische Wege zu identifizieren. Die hohe Sterblichkeit der GBM-Patienten entsteht vor allem durch die umfangreichen zellulären Invasion in angrenzende normalen Hirngewebe und die Migration auf Blutgefäße, führt zu einem erneuten Auftreten der Erkrankung nach der Behandlung2,3 . Eine Teilmenge von Zellen, Gehirn Tumorstammzellen (BTSCs), die langsam bezeichnet, Radsport und therapeutisch beständig, wurde vermutet, um zu Wiederauftreten der Krankheit führen. GBM BTSCs zeigen Sie Eigenschaften der klonogenen Selbsterneuerung, Multipotenz und Tumor-initiierenden potenzielle4,5,6. BTSCs behalten auch die genetische, Molekulare und phänotypische Heterogenität ihrer Eltern GBM Tumoren7,8,9,10. Diese Eigenschaften machen BTSCs ein äußerst nützliches Modellsystem für das Studium der GBM und neue therapeutische Strategien zu erkunden. In Vivo, diese Stamm-ähnliche Zellen sind in der Lage, Tumorbildung, Wachstum und Invasion in die Gehirne von Neugeborenen Ratten11 implantiert und nicht adipösen Diabetiker/schwere kombinierte Immundefizienz (NOD/SCID) Mäuse4. Die Fähigkeit der BTSCs, immer wieder bilden invasive Tumoren in Vivo , die die zellulären und histologischen Merkmale von ihrer ursprünglichen Tumoren stark rekapitulieren unterstützt ihre Rolle als Tumor-initiierenden Zellen12.
Neue therapeutische Ansätze zum Ziel BTSCs entstehen, und die Langzeitprognose für GBM-Patienten verbessern. Derzeit gibt es begrenzte Verständnis der zellulären Migration und Invasion, die therapeutischen Widerstand und Rezidiv zugeordnet sind. Migration und Invasion sind unterschiedliche Phänomene; Migration ist der Prozess zugrunde gerichtete Bewegung von Zellen und beinhaltet die Reorganisation des Zytoskeletts, Adhäsionsmoleküle und Montage/Demontage von fokalen Kontaktstellen, während Invasion auch die physische Vernichtung von Barrieren erfordert wie eine extrazelluläre Matrix13. Eine weithin anerkannte Methode des Studiums Zelle Migration und Invasion ist die Boyden Kammer Assay14,15. Für diese Technik ist eine Doppelkammer mit Medien, mit den Medien in die untere Kammer, ergänzt mit einer lockstoffgradient gefüllt. Chemotaxis ist mit spezifischen Wachstumsfaktoren oder Zytokine oder fötalen Rinderserum als eine unspezifische lockstoffgradient ausgelöst. Im Anschluss an die Steigung der lockstoffgradient Zellen durchwandern die poröse Membran. Am Endpunkt werden die migrierten Zellen visualisiert und auf der Unterseite der Membran durch Färbung mit zytologischen oder fluoreszierende Farbstoffe quantifiziert. Boyden Migration Assay, eine Invasion-Assay kann geändert werden, durch die poröse Beschichtung mit Komponenten der extrazellulären Matrix wie Typ filtern ich Kollagen oder einer Basalmembran-wie Matrix. Invasive Zellen beeinträchtigen die Matrix, an der Unterseite des porösen Filter durchlaufen und in einer ähnlichen Weise zu den Migration-Assay quantifiziert werden können. Andere häufig verwendete Migration Assays gehören die neu gewickelt und Zelle Sperrzone assays13. Der Scratch Wunde Test erfolgt durch eine Lücke in einer zellulären Monolage kratzen und die Wanderung von Zellen vom Rand der Wunde durch Bildgebung in regelmäßigen Abständen zu beobachten, bis die Kratzer geschlossen wird. In der Zelle-Ausschluss-Assay ist eine physikalische Barriere verwendet, um eine Zelle-freie Zone vor der Aussaat von Zellen zu erstellen. Die Barriere ist einmal entfernt die Zellen sind konfluierende und die Migration der Zellen in der Zelle-freie Zone ist abgebildet regelmäßig16.
Diese zuvor etablierte Assays häufig verwendet werden, für das Studium der Migration oder der Invasion von anhaftenden und homogene Zellpopulationen aber stellen erhebliche Nachteile bei der GBM BTSCs oder andere heterogene Krebs-Zell-Populationen zu studieren. Die Boyden Kammer-Assay kann nur Endpunkt Messungen im Vergleich zu einer kinetischen Beurteilung der Zelle Bewegung erzeugen. Eine Beobachtung im Laufe der Zeit ist von hoher Relevanz für die Messung der BTSC Migration, angesichts der Tatsache, dass Zellen aus verschiedenen Kulturen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oft Wandern. So, die Bedingungen und der Zeitpunkt des Tests muss für jede Kultur optimiert werden und erfordert zeitintensive Arbeit für die angemessene Stichproben und Quantifizierung. Kratzer und Zelle unter Ausschluss Assays sind nicht gut geeignet für BTSC Kulturen, wie auch bei BTSCs unter den Bedingungen der Monolage auf Laminin-beschichteten Platten kultiviert werden, wir beobachtet haben, dass BTSCs scheinen zu widerstehen Bewegung in den offenen Raum und lieber in der Nähe die Nähe zu anderen Zellen. Darüber hinaus etabliert diese Migration Assays für die Visualisierung und Überwachung der einzelnen Zellen im ganzen ein Experiment nicht zulassen. Die Überwachung der einzelnen Zellen im Laufe der Zeit ist wertvoll für die Bewertung der Migration in heterogenen Zellpopulationen wie BTSCs. zusätzliche Nachteile von Boyden Kammer, Scratch und Zelle-Ausschluss-Zone Assays für BTSC-Kulturen, die sie erfordert relativ hohe Zellzahlen kann zeitaufwändig einzurichten, und entweder schnell equilibrate oder verfügen nicht über einen lockstoffgradient Verlauf. Als solche sind diese Tests nicht ideal für seltene oder langsam wachsende Zellpopulationen oder Drogen-Screening zu verwenden. Darüber hinaus eignen sich diese Tests nicht zur Messung einer Invasion in einem dreidimensionalen (3D)-Format, was besonders wichtig für BTSCs unter neurosphäre Bedingungen gewachsen ist.
Hier beschreiben wir Assays, die speziell für die Beobachtung und Quantifizierung der Migration für einzelne BTSCs und für die Invasion der GBM BTSCs kultiviert als neurosphären modifiziert. Der erste Test wird eine Anpassung des Boyden Kammer Assays mit Leben-Zelle Zeitraffer Bildgebung und eine Chemotaxis-Migration-Platte um zu messen, chemotaktische Zelle Migration13beschrieben. Live-Cell Imaging in einer Multi-well-Format ermöglicht die Visualisierung und Quantifizierung der Zellwanderung unter mehreren Behandlungsbedingungen. Der zweite Test hier beschriebene ist ein Sphäroid Invasion Assay13,17, welche Maßnahmen die invasiven Eigenschaften des BTSCs unter neurosphäre Bedingungen kultiviert und eingebettet in eine 3D extrazelluläre Matrix unter verschiedenen Behandlung Bedingungen. Insgesamt sind diese Tests viel besser verträglich als die zuvor beschriebenen Methoden zur Untersuchung der Zugvögel und invasiven Eigenschaften der heterogenen BTSC Kulturen. Sie bieten auch bessere Möglichkeiten für die Untersuchung der neue therapeutische Strategien, Zielen, Migration und Invasion, die erheblich zur Krankheit Wiederholung und Letalität beitragen.
1. Kultivierung Gehirn Tumor-Stammzellen aus menschlichen Glioblastom Proben zuvor abgeleitet
Hinweis: BTSC Kulturen wurden zuvor von menschlichen GBM Patientenproben6,7,8,9,10gegründet.
2. Gehirn Tumor Stammzellen Migration Assay
3. Brain Tumor Stammzellen Neurosphäre Invasion Assay
Hier beschreiben wir Beispiele für Daten, die mit live Cell imaging Assays, um BTSC Migration und Invasion zu studieren gewonnen werden können. BTSCs sind als Einzelzellen beschichtet und kann als frei schwebenden neurosphären (Abbildung 1) angebaut werden. Wir zeigen, dass BTSCs getrennt werden können und plattiert in den Vertiefungen der Membran einfügen in eine Chemotaxis-Migration-Platte, die mit einer dünnen Schicht des Typs ich beschichtet ist Kollagen (Abbildung 2A). Individuelle BTSCs sind auf der Oberseite der Membran einfügen am Anfang des Tests gleichmäßig verteilt. Über einen Zeitraum von 24-72 h Zellen halten an der Membran, bewegen sich entlang der Kollagen-beschichtete Oberfläche und Wandern durch eines der 96 kleinen Poren an der Unterseite der Membran, in Richtung einer lockstoffgradient in das Reservoir gut. Nach dem Markieren der Zellen auf der Oberseite der Membrane in gelb, die Poren in blau, und die Zellen auf der Unterseite der Membran in rot, Zellen zu sehen in der Pore auf der Oberseite (gelbe Zelle nähert sich eine blaue Pore) betreten und verlassen der Pore auf der Unterseite (Erythrozyten Ausfahrt Ing der blauen Pore) (Abbildung 3). Wichtig ist, kann die Zellen Medikament behandelten und plattiert in der gleichen Chemotaxis-Migration-Platte als Fahrzeug-behandelte Kontrollzellen, die Wirkung von therapeutischen Interventionen auf BTSC Migration (Abb. 2 b) zu studieren. Die Chemotaxis-Migration-Platte ermöglicht die Darstellung von Zellen auf der Oberseite und an der Unterseite der Membran einfügen. Daher lässt sich Quantifizierung der Zellwanderung im Laufe der Zeit durch das zählen der Zellen, die an der Unterseite der Membran (Abbildung 2) migriert haben.
Wir haben festgestellt, dass BTSCs nicht vollständig dissoziiert sind, dann Zellen nicht durch die Poren zu migrieren und als kleine neurosphären (Abb. 4A bleiben). Es ist auch wichtig, keine Platte mehr als 2.500 BTSCs/gut als dieses Ergebnis in Zelle Verklumpung statt in Migration an der Unterseite der Membran (Abbildung 4 b). Zu guter Letzt gilt es zu verhindern, dass Luftblasen in der Membran Wells einfügen, wenn Zellen und wenn fügen Sie platzieren die Membran auf der unteren Stausee, Plattieren, wie dies verhindert, genaue Bildgebung und Quantifizierung (Abbildung 4 dass).
Als Nächstes zeigen wir, dass BTSC Invasion von Neurospheres in der umgebenden Matrix abgebildet und im Laufe der Zeit in eine 96-Well-Plattenformat (Abbildung 5A) quantifiziert werden kann. Invasion kann gemessen werden, indem die Oberfläche der Zellen zu quantifizieren, da sie im Laufe der Zeit in die Matrix eindringen. Bildanalyse-Software verwenden, wurde eine Definition der Verarbeitung angewendet, dass Überlagerungen eine Maske auf der Zelle Oberfläche, ermöglicht eine automatische Quantifizierung im Laufe der Zeit (Abbildung 5 b). Zeitraffer-Videos der BTSC Invasionen können auch erstellt werden, um den Gesamtprozess der BTSC Invasion (Abbildung 6) leicht zu beobachten. Darüber hinaus kann Fluoreszenz-Mikroskopie auf Bild BTSCs verwendet werden, die fluoreszierende Proteine, wie z. B. grün fluoreszierendes Protein (GFP) oder rot fluoreszierenden Proteins (RFP) Ausdrücken. Hier schufen wir einen Zeitraffer-Video von BTSCs mit dem Ausdruck einer cytosolischen Form der GLP zu helfen, individuelle BTSCs zu verfolgen, wie sie eine Basalmembran-wie Matrix (Abbildung 7) eindringen. Dieser BTSC neurosphäre Invasion Assay ermöglicht auch medikamentöse Behandlungen in replizieren Brunnen hinzugefügt werden um direkt die Bewertung ihrer Auswirkungen auf BTSC Invasion von Neurospheres in einer Matrix (Abbildung 8A). Die Quantifizierung von mehreren Neurospheres in replizieren Brunnen werden berechnet und im Laufe der Zeit zur Beurteilung der Wirkung von Drogen bei mehreren Konzentrationen (Abbildung 8 b) grafisch dargestellt.
Nichtbeachtung der oben beschriebenen Protokoll führt zu einer Unfähigkeit, zuverlässige und genaue Daten zu erhalten. Einbetten von BTSC-neurosphären, die zu groß sind, führt mit einem Durchmesser größer als 200 µm auf eine Ebene konzentrieren, die zu groß ist, alle Kugeln in ein Sichtfeld (Abbildung 8) genau zu quantifizieren. Ebenso kann die Matrix bei 4 ° C beibehalten und Einbettung der neurosphären auch zu Sphären führen, die nicht auf derselben Ebene der Fokus und eine extrazelluläre Matrix, die nicht gleichmäßig, erstarrt ist die Sammlung von Daten (Abbildung 8 verhindert ).

Abbildung 1: Kultivierung BTSCs. Diese Platten sind ein repräsentatives Beispiel für BTSCs von Einzelzellen zu neurosphären über einen Zeitraum von 14-d in der Kultur gewachsen. Die hier gezeigten am 14. Tag neurosphären sind in angemessener Höhe für passagierung. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 2: Live Cell Imaging der BTSC Migration. (A) Dies ist ein Beispiel einer 96-Well-Chemotaxis Migration Platte beschichtet mit einer dünnen Schicht des Typs Kollagen vor der Durchführung des Migration Tests mit BTSCs. Die Bilder zeigen (i) eine Platte mit allen drei Teilen (Deckel, Membran einfügen und Reservoir) zusammengerückt, (Ii) alle drei Teile getrennt, (Iii) eine Nahaufnahme der Draufsicht des Einsatzes Membran, (iv) eine Nahaufnahme der Untersicht der Membran einfügen und V) eine Nahaufnahme des unteren Behälters. (B) sind repräsentative Bilder einer BTSC-Migration zu Beginn des Experiments (0 h) und um 24 Uhr. Die Bildschärfe ist auf der Oberseite der Membran einfügen, wo die Zellen ursprünglich vergoldet wurden. Zellen, die an der Unterseite der Platte Chemotaxis Migration migriert haben werden in rot hervorgehoben. Um 0 Uhr haben ein paar Zellen an der Unterseite der Membran migriert. Die Anzahl der migrierten Zellen sind nach 24 h sprunghaft angestiegen. Der Vergleich der Bilder bei 24 h für Zellen behandelt mit einem Fahrzeug vs. Medikament X zeigt, dass die medikamentöse Behandlung BTSC Migration verringert. Die Skala Bars stellen 600 µm. (C) dieser Bereich zeigt die Quantifizierung einer BTSC-Migration nach Vorbehandlung mit einem Fahrzeug oder einem Medikament X. Die Grafik zeigt, dass die medikamentöse Behandlung eine starke Wirkung auf die Migration von BTSCs hat. Die Datenpunkte sind der Mittelwert der drei technischen replizieren Brunnen und der Fehlerbalken stellen Standardabweichung (SD). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Animierte Abbildung 3: BTSC Migration Zeitraffervideos. Dieses Video zeigt die Migration von BTSCs mit Hilfe einer Art ich Kollagen-beschichtete Chemotaxis Migration Platte. Zellen auf der Oberseite der Membran einfügen werden in gelb hervorgehoben, Zellen, die an der Unterseite der Membran Einlage migriert haben werden in rot hervorgehoben, und die Poren in der Membran sind blau hervorgehoben. Die Fokusebene ist Bildzellen auf der Unterseite der Membran festgelegt. Das Video wurde mit Zeitraffer Bilder stündlich für 51 h genommen und kompiliert mit 4 Bildern pro Sekunde erzeugt. Die Maßstabsleiste stellt 200 µm. Bitte klicken Sie hier um dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum download)

Abbildung 4: Beispiele für Fehler bei der Migration Assay Einrichtung. (A) dieses Panel zeigt ein Beispiel für BTSCs, die vor der Beschichtung auf dem oberen Membran-Einsatz der Chemotaxis Migration Platte nicht vollständig getrennt waren. Aufgrund der Größe der Kugeln und die geringe Größe der Membranporen sind die Zellen nicht in der Lage, in den unteren Behälter zu migrieren. (B) dieses Panel zeigt ein Beispiel für eine Migration-Assay wo zu viele Zellen überzogen waren. Die Verklumpung der Zellen Zellwanderung stört und beeinträchtigt Quantifizierung. (C) dieses Panel zeigt ein Beispiel der Blasenbildung auf der Membran einfügen wo BTSCs überzogen wurden. Luftblasen führen zu schlechter Bildqualität und verhindern eine genaue Quantifizierung der Migration. Der Maßstabsbalken repräsentieren 600 µm. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 5: BTSC neurosphäre Invasion Assay. Diese Tafeln zeigen ein Beispiel für BTSCs aus einem neurosphäre einmarschierten, in eine Art von 0,4 mg/mL ich Kollagen-Matrix über einen Zeitraum von 6 h. Hier werden (A) Phase kontrastreiche Bilder zu jedem Zeitpunkt (B) mit der repräsentativen quantitative Maske überlagert, gezeigt, wie ausführlich im Protokoll Schritt 3 beschrieben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 6: BTSC neurosphäre Invasion Zeitraffer-Video in Typ I Kollagen. Dieses video zeigt eine Invasion der BTSCs aus einem neurosphäre in einem 0,4 mg/mL Typ I Kollagen-Matrix (auch dargestellt als Standbilder in Abb. 5A). Die Bilder wurden mit einem 10 X-Objektiv stündlich für 12 h erworben und mit 4 Bildern pro Sekunde zusammengestellt. Die Maßstabsleiste vertritt 300 µm. Bitte klicken Sie hier um dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum download)

Abbildung 7: BTSC neurosphäre Invasion Zeitraffer-Video in einer Basalmembran-ähnliche Matrix. Dieses Video zeigt eine Invasion von BTSCs, dass ausdrückliche cytosolischen GFP aus einer neurosphäre in eine Basalmembran-wie Matrix. Die Bilder mit einem 4 X Objektiv alle 30 min. für 48 h erworben wurden und mit 8 Bildern pro Sekunde erstellt wurden. Die Maßstabsleiste stellt 800 µm. Bitte klicken Sie hier um dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum download)

Abbildung 8: BTSC neurosphäre Invasion Assay mit Behandlung. (A) BTSC neurosphären waren eingebettet in einer Basalmembran-wie Matrix, zubereitet mit Fahrzeug oder die angegebenen Konzentrationen des Medikaments X. Bilder stündlich erworben wurden; hier gezeigten sind Bilder zum Zeitpunkt der Beschichtung und nach 16 Uhr aufgenommen. Die Maßstabsleiste stellt 200 µm. (B), die eine Invasion von BTSCs von Neurospheres in der umgebenden Matrix stündlich, quantifiziert wurde, wie im Protokoll Schritt 3 beschrieben. Die Datenpunkte sind der Mittelwert der drei technischen replizieren Brunnen und Fehlerindikatoren repräsentieren den Standardfehler des Mittelwertes (SEM). (C) dieses Panel zeigt BTSC neurosphären eingebettet in Typ ich Kollagen mit einer Kugel, die zu groß für die Quantifizierung. Die Maßstabsleiste vertritt 300 µm. (D), die dieses Panel zeigt BTSC neurosphären eingebettet in Art Kollagen, die nicht vollständig festgelegt haben. Die Maßstabsleiste vertritt 300 µm. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
| Vorbereitung der Kollagen-Lösung | |
| Lager [Kollagen] (mg/ml) | 5 |
| Finale [Kollagen] (mg/ml) | 0,4 |
| Anzahl der benötigten Kavitäten: | 5 |
| Gesamtvolumen (μl) | 500 |
| Volumen der Lager Kollagen (μl) | 40 |
| Volumen von 1N NaOH (μl) | 0,92 |
| Volumen von Medien (μl) | 459 |
Tabelle 1: Vorbereitung von 0,4 mg/mL Typ I Kollagen Lösung. Aufgeführt sind die bekannten starten und gewünschte Endkonzentrationen des Typs ich Kollagen-Lösung. Die Bände aufgeführt sind ausreichend, um Platte neurosphären in drei replizieren Brunnen, plus zwei für zuviel, und können eine Einzelbehandlung Bedingung enthalten, wie ausführlich im Protokoll Schritt 3 beschrieben.
Angesichts der Tatsache, dass Krebszellen aktiv vermehren werden, stellt dies eine mögliche technische Herausforderung für das Studium der Zellmigration. Für die hier beschriebenen Migration-Assay BTSCs sind beschichtet ohne Wachstumsfaktoren, welche Grenzen die Verbreitung und der lockstoffgradient Verlauf der Chemotaxis-Platte ist nicht voll equilibrate über 72 Stunden. Darüber hinaus wie die Zellen mit live Cell Imaging im Laufe der Zeit überwacht werden, können Zellen optisch überwacht werden, um sicherzustellen, dass weit verbreitete Zellteilung nicht stattfindet. Für den Erfolg der Migration Test ist es wichtig, die neurosphären vollständig auf einzelne Zellen zu trennen und genau zählen die Zellzahlen vor der Beschichtung. Plattieren Sphären oder Plattieren zu viele Zellen, die Ergebnisse in die Verklumpung, können verhindern, dass Zellen migrieren durch kleine Poren (Abb. 4A und 4 b). Es ist auch wichtig, Luftblasen vermeiden, wenn die Zellen in der Chemotaxis Migration Platte Beschichtung oder Membran einfügen auf den unteren Behälter platzieren. Bläschen können die Fokusebene zu ändern und verhindern genaue Quantifizierung (Abbildung 4). Die gesamte Platte muss mit einer dünnen Schicht von Kollagen beschichtet werden, weil dadurch Zellen eine Oberfläche navigieren auf die Poren in der Platte, wie dieser Test erfordert Zellen zur Einhaltung und migrieren Sie anschließend über eine biologisch relevante Fläche in Richtung der lockstoffgradient.
Hier beschriebene BTSC-Migration-Protokoll ermöglicht die kinetische Beurteilung der einzelnen Zellwanderung, erfordern weniger Zellen zum Testen von verschiedenen Behandlungsbedingungen im Vergleich zu bestehenden Protokolle. Dies ist wichtig für Kulturen, die sehr langsam wachsen, wie es schwierig ist, eine große Anzahl von Zellen für Experimente zu sammeln. Die niedrige Pore Dichte der Chemotaxis Migration Platte ermöglicht eine langsamere Gleichgewichtherstellung des lockstoffgradient Gradienten, größer als 72 h und effektiver imitiert den biologischen Prozess der chemotaktische Migration über einen längeren Zeitraum hinweg. Das Protokoll wurde optimiert, um eine sehr dünne Schicht von Kollagen-Beschichtung auf der Chemotaxis-Migration-Platte um sicherzustellen, dass die Assays Maßnahmen Migration und nicht Invasion haben. Es erleichtert auch Bildgebung und die Quantifizierung der einzelnen Zellen, wie sie die Kollagen-Matrix, die Beschichtung des Membran Einsatzes entsprechen. Eine Einschränkung der Technik ist jedoch, dass die Quantifizierung der Migration über mehrere Brunnen im Laufe der Zeit stark vereinfachten und beschleunigten mit kommerzieller Software ist (siehe Tabelle der Materialien). Ein bemerkenswerter Vorteil den Migration-Assay ist wie hier beschrieben die Breite Anpassungsfähigkeit des Protokolls zu anderen Zelltypen. Es werden besonders nützlich für die Quantifizierung der chemotaktische Migration von Zelllinien, die entweder langsam wachsend, schwer zu halten, oder langsam zu migrieren.
Um den Erfolg des BTSC Invasion Assays zu gewährleisten, ist es notwendig, neurosphären zu sammeln, bevor sie größer werden als 200 µm. größere Kugeln eine Fokusebene haben, die ist zu groß, um konsequent Bild und zu quantifizieren (Abbildung 5). Darüber hinaus können neurosphären beginnen, verklumpen und Aggregieren mit anderen neurosphären. Dies wirkt sich auf den Erwerb von präzise und konsistente Daten. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die neurosphären auf der Unterseite des Brunnens zu begleichen dürfen, während das Kollagen noch auf Eis, um den neurosphären, in einer Ebene der Fokus (Abbildung 5) abgebildet werden können. Ebenso ist es wichtig, erlauben das Kollagen auf voll setzen, ohne die Platte zu verschieben, da dies die Bildung einer sogar Matrix stören kann, was sich negativ auf die Bildqualität (Abbildung 5) beeinträchtigt. Für den BTSC Invasion Assay hier beschrieben ist einer der großen Vorteile, dass BTSCs als neurosphären kultiviert für Invasion direkt, ohne die Notwendigkeit, adherently angebaut werden, beurteilt werden können. Darüber hinaus können BTSC neurosphären in eine extrazelluläre Matrix, entweder mit einzelnen Komponenten der extrazellulären Matrix von einem bestimmten Gewebe oder mit Hilfe einer handelsüblichen Basalmembran Mischung eingebettet werden. Angabe der extrazellulären Matrix kann helfen, zu identifizieren oder spezifische Mechanismen der Invasion zu testen. Mit diesem Protokoll ist es beispielsweise möglich, die Auswirkungen des Zielens Einzelmitglieder der Matrix Metallopeptidase Familie von Genen, die bekannt sind, bestimmte Matrixbestandteilen zu degradieren. Alternativ, obwohl dieses Protokoll für BTSC neurosphären spezifisch ist, können alle Zellen gewachsen als Kugeln in ähnlicher Weise verwendet werden. Beispiele sind die Brustkrebs-Zellen kultiviert als Mammospheres oder primäre colorectal Krebszellen als Tumorspheres kultiviert. Dies schränkt jedoch die Technik, um Zelltypen, die als Kugeln in einer Kultur wachsen können. Weitere Vorteile der Migration und Invasion Assays sind, dass sie sind einfach einzurichten, sie in einem 96-Well-Format arbeiten und die Daten im Laufe der Zeit messbar sind.
Alles in allem um Nachbehandlung GBM Wiederholung zu vermeiden, ist es wichtig, Methoden zu entwickeln, die die Untersuchung der BTSC Migration und Invasion zu erleichtern. Die hier beschriebene Migration-Protokoll bietet viele Vorteile gegenüber vorher festgelegten Migration Assays, vor allem für das Studium der GBM BTSCs. Dieses verbesserte Migration-Protokoll beinhaltet Wehre BTSCs unter neurosphäre Bedingungen kultiviert und Beschichtung einzelne Zellen in einer 96-Well Kollagen beschichtet Chemotaxis-Migration-Platte. Mit einer live-Cell-imaging-System, kann die Migration von BTSCs überwacht und quantifiziert im Laufe der Zeit. Die hier beschriebenen Invasion-Assay ermöglicht die Überwachung des BTSC Invasionen von Neurospheres in einer Matrix. Dieser Test beinhaltet Einbettung der neurosphären in eine Kollagen-Matrix oder einem anderen Protein-reiche extrazelluläre Matrix, in einer 96-Well-Platte. Bildgebung der Platte mit einer Leben-Zelle Zeitraffer-imaging-System ermöglicht die Analyse der BTSC Invasionen unter verschiedenen Behandlungsbedingungen im Laufe der Zeit. Diese Assays, bieten daher ein wertvolles Werkzeug für Wissenschaftler in der Hoffnung, besser zu verstehen, die Mechanismen BTSC Migration und Invasion.
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Die Autoren danken Rozina Hassam und Orsolya Cseh für ihre technische Unterstützung. Dieses Forschungsprojekt wurde zum Teil durch Zuschüsse von der Kanada-Stiftung für Innovation (zu H. Artee Luchman und Samuel Weiss) und die Stem Cell Networks of Canada (auch H. Artee Luchman und Samuel Weiss) unterstützt.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Rattenkollagen I | Trevigen | 3440-100-01 | |
| Matrigel-Matrix | Corning | 356230 | |
| NaOH | VWR | BDH3247-1 | |
| Essigsäure | Millipore Sigma | AX0073-6 | |
| 96-Well-Platten | Eppendorf | 30730119 | |
| T25 Nunc EasYFlask | ThermoFisher | 156367 | |
| Falcon 15ml konisches Röhrchen | ThermoFisher | 352096 | |
| Incucyte ClearView 96-Well Chemotaxis Platte | Essen Bioscience | 4582 | |
| IncuCyte Zoom Live-Cell Analysis System | Essen Bioscience | 4545 | |
| IncuCyte Zoom Live-Cell Analysis Software | Essen Bioscience | 2016A Rev1 | |
| Accumax Lösung | zur ZellablösungInnovative Zelltechnologien | AM105 | |
| Penicillin, Streptomycin | Sigma | P4333 | |
| Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS) | Sigma | D8537 | |
| Wasser in Kulturqualität | Lonza BioWhittaker | 17-724Q | |
| Fötales Rinderserum (FBS) | Invitrogen | 12483-020 |