Die Möglichkeit, Zellpopulationen in vitro in Echtzeit zu visualisieren, während sie sich über längere Zeiträume ausdehnen, ist ein einzigartiger Vorteil der Lebendzellbildgebung. Die Bildgebung von lebenden Zellen ermöglicht die Beurteilung der Beweglichkeit, Migration und Proliferation von Zellen auf Einzelzellebene. Das Ziel dieses Protokolls ist es, die Visualisierung von Keratinozytenkulturen durch Zeitrafferfotografie zu optimieren und Videos zu produzieren, die dann manuell verfolgt werden können, um detaillierte Daten über das zelluläre Verhalten zu erhalten.
Unser Fokus liegt auf der Proliferationskinetik. Aus der Analyse der Live-Zell-Imaging-Videos können Abstammungsbäume aufgeklärt und die Zeit zwischen den Teilungen (ein Proxy für die Zellzyklusdauer) sowie die Anteile der Teilungen, die zu einer weiteren Teilung im Vergleich zur Differenzierung der Tochterzellen führen, bewertet werden.
Es gibt eine erhebliche Variabilität von Spender zu Spender beim Umgang mit primären Keratinozyten und häufige fehlgeschlagene Versuche der Zellvermehrung. Aus diesem Grund entscheiden sich viele Forscher für die Verwendung von stark proliferativen Keratinozyten wie HaCaT-Zellen oder neonatalen Keratinozyten, oft nachdem sie mehrere Passagen in vitro durchlaufen haben1. Die Kultivierung von primären Keratinozyten aus erwachsener oder gealterter Haut zum Zwecke der Abstammungsverfolgung kann eine Herausforderung darstellen. Es gibt jedoch Probleme bei der Verwendung von passageierten Zellen aus Zelllinien oder aus der männlichen Vorhaut. Wiederholtes Passieren führt zu Zellen, die sich signifikant von ihrem in vivo-Zustand unterscheiden 2. Darüber hinaus wurde in mehreren Assays gezeigt, dass HaCaT-Zellen anders reagieren als primäre Keratinozyten 3,4,5. Um Zellen zu verwenden, die ihren in vivo-Gegenstücken am ähnlichsten sind, werden Passage-0-Keratinozyten von erwachsenen menschlichen Spendern verwendet. Keratinozyten-Stammzellen und engagierte Vorläuferzellen weisen deutliche Unterschiede im Verhalten auf, die es ermöglichen, Kolonien aus beiden Populationen mittels Lebendzell-Imaging zu unterscheiden6. Diese relativ neue Fähigkeit, das Verhalten einzelner Keratinozyten über einen längeren Zeitraum sichtbar zu machen, wurde nur in wenigen früheren Studien mitähnlichen Techniken genutzt 6,7,8. Dieses Protokoll beschreibt die Bildgebung von primären Keratinozyten in lebenden Zellen unter Verwendung des IncuCyte S3 Lebendzellanalysesystems. Aus den konstruierten Stammbäumen kann der Kolonietyp (Stammzelle versus fester Vorläufer) sowie die Zellzyklusdauer und der Anteil der Differenzierungsteilungen bestimmt werden.