Artículo de método

A través del espejo: Microscopía de lapso de tiempo y de seguimiento longitudinal de las células individuales para el Estudio de la terapéutica contra el cáncer

DOI:

10.3791/53994

14 de mayo de 2016

En este artículo

Resumen

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Aquí, describimos un método de microscopía de lapso de tiempo a largo plazo para rastrear longitudinalmente células individuales en respuesta a terapias contra el cáncer.

Resumen

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La respuesta de las células individuales a los medicamentos contra el cáncer contribuye de manera significativa en la determinación de la respuesta de la población, y por lo tanto es un factor contribuyente importante en el resultado global. Inmunotransferencia, citometría de flujo y experimentos con células fijas se utiliza a menudo para estudiar cómo las células responden a los fármacos contra el cáncer. Estos métodos son importantes, pero tienen varias deficiencias. La variabilidad en las respuestas de drogas entre el cáncer y las células normales, y entre las células del cáncer de origen diferente, y transitoria y respuestas raras son difíciles de entender utilizando ensayos de promedio de la población y sin ser capaz de rastrear y analizar longitudinalmente directamente. El microscopio está particularmente bien adaptado a las células de imágenes en vivo. Los avances en la tecnología nos permiten rutinariamente celdas de imagen a una resolución que permite no sólo el seguimiento de celda, sino también de la observación de una variedad de respuestas celulares. Se describe un enfoque en el detalle que permite la formación de imágenes continua de lapso de tiempo delas células durante la respuesta a los fármacos para la esencia tanto como se desee, típicamente hasta 96 horas. El uso de variaciones del enfoque, las células pueden ser monitorizados por semana. Con el empleo de biosensores fluorescentes genéticamente codificados procesos numerosas vías, y las respuestas pueden ser seguidos. Mostramos ejemplos que incluyen el seguimiento y la cuantificación del crecimiento celular y la progresión del ciclo celular, dinámica de los cromosomas, daño en el ADN, y la muerte celular. También se discuten las variaciones de la técnica y su flexibilidad, y poner de relieve algunos errores comunes.

Introducción

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La microscopía de células vivas y el seguimiento longitudinal de las células individuales no es una técnica nueva. Desde los primeros microscopios, los aficionados y los científicos han observado y estudiado las células individuales y organismos, sus comportamientos y desarrollo 1-3. Un ejemplo famoso de la tarde David Rogers de la Universidad de Vanderbilt, en la década de 1950 muestra una neutrófilos humanos en un frotis de sangre persiguiendo una bacteria Staphylococcus aureus y, finalmente, el proceso de fagocitosis 4. Esta película en vivo de células es un excelente ejemplo de cómo los procesos se pueden observar múltiples y correlacionada en un solo experimento: detección de un gradiente químico, la mecánica y la velocidad de la motilidad celular, célula da forma a la dinámica, la adherencia y la fagocitosis de un patógeno.

El advenimiento de los microscopios totalmente automatizados y cámaras digitales de alta sensibilidad se ha traducido en un número cada vez mayor de investigadores usando microscopía de hacer preguntas fundamentales de la biología celular que van from cómo las células se mueven 5,6 y 7,8 dividen a orgánulos dinámica y el tráfico de membrana 9-11. No fluorescente, la microscopía de campo claro, incluyendo contraste de fase (PC), que obtuvo el Premio Nobel de Frits Zernike en 1953, y el contraste de interferencia diferencial (DIC) permitir la observación de células y núcleos sino también las estructuras subcelulares incluyendo haces de microtúbulos , cromosomas, nucleolos, la dinámica de los orgánulos, y fibras de actina gruesas 12. Genéticamente codificada proteínas fluorescentes y el desarrollo de los tintes fluorescentes contra orgánulos han repercutido notablemente en la microscopía de lapso de tiempo 13-15. Aunque no es el foco de este artículo, las imágenes en esferoides celulares e in situ (microscopía intravital) utilizando confocal y microscopía multifotónica representan otra expansión del enfoque, y hay artículos en circulación que usan y discutir estos enfoques 16-19.

Las respuestas de las células a la lucha contra la cancmedicamentos er o productos naturales se determinan en la escala molecular y celular. Comprensión de las respuestas celulares y los destinos después del tratamiento a menudo implica población ensayos de promedio (por ejemplo., Inmunotransferencia, medidas integrales así), o los puntos de tiempo fijos con la detección de inmunofluorescencia y citometría de flujo, que miden las células individuales. La heterogeneidad en las respuestas de células individuales a los fármacos dentro de una población, en particular en los tumores, puede explicar algunas de la variabilidad en la respuesta visto a través de las líneas celulares y los tumores que se tratan con el mismo fármaco a saturación. A largo plazo enfoques longitudinales para seguir una sola célula dada o una población de células es un enfoque menos común, pero muy poderosa que permite el estudio directo de las vías de respuesta moleculares, diferentes fenotipos (por ejemplo., La muerte celular o la división celular), la observación de la variabilidad de célula a célula dentro de una población, y cómo estos factores contribuyen a la dinámica de respuesta de la población de 20-22. Con optimismo, pudiendopara observar y cuantificar las respuestas de células individuales ayudará a mejorar nuestra comprensión de cómo funcionan las drogas, ¿por qué a veces no, y cómo utilizarlos mejor de ellos.

La técnica de microscopía de largo plazo de lapso de tiempo, el seguimiento longitudinal, y el análisis de las respuestas de drogas está disponible para muchos investigadores y puede ser simple, utilizando únicamente la luz transmitida para observar las respuestas fenotípicas 20,21. Los principales componentes del enfoque incluyen: preparación adecuada de las células de interés, un microscopio automatizado con cámara ambiental, una cámara integrada con un ordenador para adquirir y almacenar las imágenes, y software para revisar el lapso de tiempo y medir y analizar las células y cualquier biosensores fluorescentes. Proporcionamos un protocolo detallado con muchos consejos para llevar a cabo la microscopía de lapso de tiempo de las células cultivadas durante el tiempo que el uso de varios días de campo claro y / o microscopía de epifluorescencia de campo amplio. Este protocolo se puede utilizar para cualquier línea celular que se puede cultivar en cultivopara estudiar sus respuestas a las terapias contra el cáncer. Proporcionamos ejemplos de datos adquiridos y analizados mediante múltiples diferentes biosensores fluorescentes codificadas genéticamente y un ejemplo de la microscopía de contraste de fase, discutir brevemente los diferentes tipos de sondas, las ventajas y desventajas de largo plazo de lapso de tiempo y el seguimiento longitudinal, lo que puede ser aprendido de este enfoque que es difícil de entender desde enfoques no directos, y algunas variaciones que esperamos que sea de interés y utilidad para los investigadores sin experiencia que no han considerado el uso del enfoque, y para los investigadores experimentados.

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Protocolo

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El siguiente protocolo utiliza los parámetros definidos por los experimentos en las Figuras 4 y 6 ajustes de adquisición con respecto a y las condiciones experimentales. Muchos de estos parámetros pueden ser modificados para adaptarse a otros experimentos (es decir, los tiempos de exposición, de agrupación, canales fluorescentes, etc.). Todos los procedimientos deben cumplir con las directrices y normas institucionales y ser aprobados por el comité institucional de bioseguridad. sitios web de fabricantes microscopio contienen información relevante para imágenes de células vivas.

1. Los microscopios y software de imágenes

  1. Realizar imágenes de células vivas en una amplia variedad de microscopios invertidos. Los microscopios más comunes son de campo amplio de epifluorescencia y confocal de hilado-disco. A continuación, utilizar un microscopio automatizado y motorizado de campo amplio de epifluorescencia con fuente de luz de haluro metálico de 200 vatios.
  2. Obtener una etapa superior o un microscopio cámara ambiental. A continuación, utilice una etapa-tcámara ambiental op.
  3. Utilizar software comercial para operar microscopios con utilidades para ejecutar la microscopía de lapso de tiempo.
  4. Utilice el software ImageJ o disponible en el mercado para el análisis de imágenes. Muchas otras herramientas de análisis están disponibles comercialmente, y hay programas hechos a la medida muchos de los cuales han sido publicados 8,18.

2. La visualización de procesos celulares y respuestas fenotípicas

  1. Visualizar las células con microscopía de campo claro. Diferencial de contraste de interferencia y contraste de fases por sí solo puede ser muy informativo para estudiar las respuestas a las respuestas de drogas contra el cáncer. Estos procesos pueden incluir la mitosis, la motilidad celular y la apoptosis.
  2. Visualizar las estructuras celulares, orgánulos y procesos con biosensores fluorescentes. Las sondas fluorescentes son informativos en el seguimiento de los procesos subcelulares específicos. Estos pueden incluir la dinámica de los microtúbulos, y la dinámica mitocondrial del retículo endoplásmico, la acumulación de proteínas y localización, yseñalización molecular (por ejemplo., fosforilación, calcio).

3. Preparación de las muestras

  1. Se cultivan las células en placas de certificados de cultivo de células en un estándar, incubadora de cultivo celular humidificado (por ejemplo, 37 ° C, 5% de CO 2, 80% de humedad relativa).
    1. Se cultivan las células HT1080 en MEM con EBSS. Suplemento a los medios con 10% v / v FBS, 1% v / v Pen / Strep, 1% v piruvato / v de sodio y 1% v / v aminoácidos no esenciales.
  2. Dos días antes de la imagen, las células HT1080 placa de 50,000 Fucci en 3 pocillos de una placa inferior # 1.5 vidrio de 12 pocillos en una campana de flujo laminar estéril certificado. Ajustar el número de células sembradas para lograr ~ 60% de confluencia para el inicio del experimento. Dependiendo de la línea celular y la naturaleza del experimento, la densidad de las células puede ser menor.
    Nota: La densidad celular puede tener profunda influencia en el crecimiento de la línea celular y en los resultados experimentales. Contar las células para minimizar experimento a experimento variability debido a la densidad.
    1. Dependiendo de la cámara ambiental y las condiciones necesarias para el experimento, las células de la placa en platos individuales pocillos (típicamente de 35 o 60 mm), 4 bien placas de 35 mm, 6, placas de cultivo celular de 12 o 24 pocillos, o cubreobjetos diapositivas en varios formatos. Utilice placas con fondo de vidrio con vidrio # 1.5 como la mayoría de las lentes del objetivo están optimizados para este grosor del vidrio, y la imagen a través del plástico de cultivo de células es muy pobre.
      Nota: Algunas líneas de células no crecen y sobreviven en el vidrio. En estos casos, el vidrio se puede recubrir con el fin de mejorar la adherencia de células (por ejemplo., Poli-lisina o colágeno). Algunas compañías de fabricación de plástico para cultivo celular óptica, se debe determinar empíricamente si esta es una opción viable.

4. Cámara Ambiental Set-up

  1. Antes de cualquier experimentación, la configuración de la cámara del medio ambiente de manera que funcione en ~ 80% de humedad y así la temperatura en la posición de la muestra es 37 o C. Las células cultivadas crecen en la mayoría atmósfera de aire de CO2 / equilibrio 5% debido a tampón de bicarbonato de sodio en el medio. Dependiendo de la configuración, o bien configurar el controlador ambiental al 5% de CO2 y se mezclará 100% de CO 2 con el aire, o el uso de pre-mezclado, certificado de gas de aire 5% de CO 2 / equilibrio. Siga las instrucciones del fabricante para caudales de gas.
    Nota: Algunas líneas celulares crecen en CO 2 medio -independiente en cuyo caso se pueden mantener sin CO 2. medios de formación de imágenes Específicamente diseñado también está disponible que limita la adición de compuestos autofluorescentes. El crecimiento en las tesis medios para el tipo celular deseado debe ser determinado empíricamente de antemano.
  2. Antes de las imágenes, asegúrese de que se llene el depósito de agua (siguiendo las instrucciones del fabricante) con agua destilada estéril. Encienda la cámara ambiental a la temperatura deseada y colocarlo en el recuadro platina del microscopio. Para ahorrar combustible, no arranque el flujo en este momento.
    Nota: Si hay algún espacio libre entre la cámara de etapa-top y la inserción fase y / o cualquier tipo de tensión en los cables de conexión a la cámara puede introducir artefactos de movimiento en el experimento.
    1. Ponga los pedazos de lámina de parafina sobre los bordes de la abertura de inserción etapa antes de insertar la cámara en él para acoplar la cámara al escenario, y asegúrese de que no hay conexiones están tirando de la cámara.
  3. Deje que la cámara se equilibre a 37 ° C. Mantener una temperatura estable para evitar las fluctuaciones de temperatura durante la formación de imágenes que pueden afectar a la fisiología celular e introducir la deriva. Alcanzar equilibrado de la temperatura requiere típicamente 30 min a 1 hr, dependiendo del medio ambiente.
    1. Inserte un plato "maniquí" con el agua en los pozos en la cámara mientras se calienta. Un plato lleno de imágenes imita la muestra de agua, para ayudar a garantizar que la cámara se caliente lo suficiente y se estabilizó. Llenar la cámara con agua estéril pre-calentadoreduce el tiempo necesario para estabilización de la temperatura y reduce al mínimo la disminución de temperatura tras la adición de la muestra experimental.

5. Microscopio Set-up

  1. Encienda el microscopio, equipo asociado, y los periféricos necesarios.
    1. Dependiendo de la fuente de luz, esperar a encenderlo hasta que sea necesario (por ejemplo., LED).
  2. Con el objetivo de torreta en una posición baja, seleccionar el 20X 0,7 NA objetivo de ser utilizado.
  3. Coloque la muestra sobre el objetivo - esto hará que sea más fácil encontrar las células cuando la muestra está en la cámara.
  4. Definir los parámetros de imagen en este momento si se conocen a partir de los experimentos anteriores.

6. El transporte de las células al microscopio y en la Cámara

  1. Transportar a las células para obtener imágenes de la incubadora a la cámara ambiental. Asegúrese de que esto se hace rápidamente para limitar los efectos de una comparativamente baja de CO 2 ambiente y la disminución de la temperatura en las células. Siga todas las normas de bioseguridad institucionales para el transporte de muestras y de limpieza en caso de un derrame.
    1. Colocar las células en un recipiente de espuma de poliestireno sellado o bolsa de aislamiento para evitar grandes cambios ambientales.
  2. Inserte el plato de formación de imágenes de la muestra en la cámara siguiendo las instrucciones del fabricante.
  3. Después de que las células se han fijado dentro de la cámara ambiental, sellar la cámara para mantener un ambiente estable y gire inmediatamente a la fuente (s) de gas atmosférico.
    1. Como algunas cámaras ambientales no utilizan un apretado, tapa sellada, para retardar la evaporación, la capa estéril, aceite mineral embrión certificado en la parte superior del medio de crecimiento. Plástico para envolver de parafina de gas-permeable alrededor del perímetro bordes del plato de la muestra con cuidado de no obstruir el área de imagen de vidrio. , métodos de humidificación secundarias localizadas se pueden emplear. Condensación en la tapa de la placa de la muestra puede disminuir perforMance microscopía de campo claro de.
  4. Con el fin de minimizar los efectos de la deriva térmica temprano durante el experimento, espere 30 min antes de iniciar el lapso de tiempo. El tiempo requerido varía según el tamaño del plato de imagen y otros factores. Determinar empíricamente.

7. Configuración de la Imagen

  1. Seleccione las condiciones de imagen que mejor representan los datos. Tome precauciones para evitar la fototoxicidad mediante la limitación de los tiempos de exposición, utilizando menor intensidad de la luz y la selección de sondas que son excitados por longitudes de onda más largas de la luz.
  2. Definir x, y y z del plano y la longitud de onda deseada (s) para cada posición a explorar. La resolución de tiempo está limitado por el número de posiciones y longitudes de onda. Para largo plazo de lapso de tiempo de la mayoría de los procesos celulares, adquiere una imagen cada 10 - 20 minutos; mayor resolución temporal (intervalos cortos, por ejemplo., 1 min) ofrece más puntos de datos y, por tanto, más robusto de seguimiento celular, sino que también se traduce en más integradoexposición a la luz y grandes conjuntos de datos.
    1. Como HT1080 FUCCI tiene proteínas fluorescentes verdes y rojos dinámicos (ver resultados representativos), utilice los siguientes tiempos de exposición: FITC / GFP - 50 ms, Texas Red / TRITC - 40 ms, 20 ms - campo claro. Utilice una bandeja de 2 x 2.
  3. Habilitar el enfoque automático controlado por software utilizando los parámetros por defecto en la configuración avanzada. Definir un rango de enfoque automático de 10 m con el tamaño de paso recomendado. Asegúrese de hacer esto antes de iniciar el lapso de tiempo. El enfoque automático con imágenes de campo claro y nunca con fluorescencia para reducir la fototoxicidad y photobleaching.
    1. Utilizar sistemas de autoenfoque controlados por software en cualquier microscopio con una platina motorizada, y centrarse directamente en la muestra. Sin embargo, pueden limitar la velocidad de adquisición del experimento. Hardware controlado sistemas de enfoque continuo funcionan bien para la microscopía de lapso de tiempo y mejorar la velocidad, lo que permite más posiciones para formar una imagen o una mayor tasa de adquisición. Sin embargo,dependen de la detección de la interfaz aire-vidrio y puede perder el enfoque de la muestra con las variaciones en el espesor del vidrio a través del pozo.
  4. Vuelva a colocar la mitad de los medios de comunicación con los medios de comunicación que contiene la concentración de fármaco deseada que se ha calentado a 37 ° C. El reemplazo parcial de comunicación ayuda a reducir la deriva térmica. Las condiciones de este experimento son de vehículo (DMSO), 1 selinexor M y 10 M PD0332991.
    Nota: Este paso también se puede hacer después de comenzar la adquisición por una pausa y reiniciar el experimento. Esto permite el seguimiento longitudinal de las respuestas antes y después de la droga de células individuales. Si la estabilidad del fármaco o el metabolismo es una preocupación, haciendo una pausa y la sustitución de los medios de comunicación se puede hacer con el mismo método. Para la prueba de degradación del fármaco o el metabolismo, medios de células tratadas también se pueden colocar en las células naïve a probar la acción del fármaco.
  5. Iniciar el lapso de tiempo.
  6. A medida que el lapso de tiempo se ejecuta, asegúrese de que los campos fotografiados permanecen en el enfoque y la chamber mantiene una humedad de 37 ° C
    1. Ajuste el enfoque según sea necesario, tras interrumpir la adquisición durante el intervalo de tiempo entre los puntos de tiempo.
  7. Si es necesario, añadir agua a la cámara durante los experimentos más largos. Evitar el enfriamiento de la cámara mediante la adición de pre-calentado, agua destilada estéril a 37 ° C.

8. Poner fin al lapso de tiempo

  1. Cuando el experimento se ejecuta hasta que finaliza, detener la adquisición si no se ha configurado para detener automáticamente.
  2. Asegúrese de que el lapso de tiempo se ha guardado correctamente en el disco duro, aunque la mayoría de los paquetes de software se guardan automáticamente durante la adquisición si no ha terminado correctamente los datos se pueden perder.
  3. Retire la cámara del microscopio y disponer de las células en los residuos biológicos peligrosos siguiendo los procedimientos de bioseguridad institucional aprobados.

9. Seguimiento longitudinal y Análisis de Datos por lapsos de tiempo

  1. Elegir la metodología para el análisis de que esapropiarse de los procesos biológicos de interés. Muchos plugins para ImageJ, programas utilizando MATLAB, y plataformas personalizadas se han producido para aplicaciones específicas. La siguiente metodología abarca el seguimiento de los núcleos y el análisis de sondas fluorescentes nucleares como se demuestra en las Figuras 4 y 5.
  2. Abrir las pilas de imágenes .tif para los canales utilizados en ImageJ. Asimismo, los archivos nativos abiertos desde el programa de captura directamente en ImageJ usando el plugin Bioformats.
  3. Dibuje una región de interés (ROI) dentro del núcleo de una célula utilizando la imagen de campo claro o el canal del sello Nuclear (si se utiliza) y añadirlo a la gerente de retorno de la inversión. Nota: Si las células fotografiadas tienen una etiqueta nuclear (por ejemplo, la histona H2B-EGFP.), A continuación, el seguimiento automático de células puede ser utilizado para crear las regiones de interés (ROI) que representa los núcleos individuales a través del tiempo.
  4. Continúe con el siguiente punto en el tiempo y la posición del retorno de la inversión dentro de la misma nucleus. Añadir el retorno de la inversión con el gerente retorno de la inversión.
  5. Continuar para realizar un seguimiento y hacer ROIs para la célula individual hasta que haya un evento celular (mitosis, apoptosis, etc.) O de la célula ya no se puede seguir (es decir., Se mueve fuera de marco o termina el experimento).
  6. Cuando se han establecido ROIs para las células a través del tiempo que están en el campo, superponerlos en los canales fluorescentes de interés. Medir la intensidad media de la fluorescencia en cada canal para cada punto de tiempo. Guardar la lista de retorno de la inversión para su uso posterior.
    1. Varias mediciones se pueden realizar dentro de la ROI para aplicaciones en diferentes experimentos. Haga clic en Análisis → Set Medidas ... para que aparezca un menú para elegir el método analítico (por ejemplo., La intensidad media en el retorno de la inversión, la intensidad integrada, etc.).
  7. Nota destinos celulares de células individuales (por ejemplo., La apoptosis, la división, mientras que el seguimiento de supervivencia). Esto permite la creación de curvas de supervivencia y furtheanálisis de la población r.
  8. Con la intensidad media para ambos canales, crear un gráfico de dispersión para mostrar la dinámica del ciclo celular en respuesta a la terapéutica (Figura 5B, C).
    Nota: Las parcelas pueden ser creadas para las células individuales en el tiempo o de media sobre una población de células de orugas. formación de imágenes cuantitativa puede ser crítica para el establecimiento de respuestas complejas y relaciones de células en respuesta a la terapéutica del cáncer. A largo plazo la microscopía de lapso de tiempo, el seguimiento longitudinal y análisis de datos es un proceso de múltiples pasos, con muchas opciones para el tipo de herramientas de microscopía y análisis, y sigue el esquema general proporcionado en la Figura 1.

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Resultados

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A largo plazo la microscopía de lapso de tiempo y el seguimiento longitudinal directa permite el estudio de muchos efectos contra el cáncer durante la respuesta a los fármacos. Siguiendo el esquema general en la Figura 1, múltiples ejemplos de células se muestran expresión de reporteros fluorescentes validados que trata con fármacos anti-cáncer, orugas, y se analizaron usando diferentes enfoques.

Fase microsco...

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Discusión

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Ventajas de la microscopía de lapso de tiempo y Seguimiento Longitudinal

El microscopio es un instrumento ideal para los estudios longitudinales de respuesta a los fármacos, ya que permite a los investigadores rastrear las células individuales y sus destinos, así como a toda la población. La variabilidad en la respuesta a los fármacos dentro de una población de células es un problema importante para el diseño terapéutica contra el cáncer. seguimiento longitudinal de células ...

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Divulgaciones

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Los autores no tienen conflictos de intereses que divulgar.

Agradecimientos

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Agradecemos a Joshua Marcus por su apoyo técnico y a Jolien Tyler, Ph.D., Directora del Centro de Microscopía Óptica Richard J. McIntosh, por su asesoramiento técnico. Este trabajo fue apoyado por fondos de la Universidad de Colorado Boulder y la Escuela de Graduados de la Universidad de Colorado Boulder para J.D.O. R.T.B. está parcialmente respaldado por una beca de formación predoctoral de los NIH (T32 GM008759). Agradecemos a Karyopharm Therapeutics, Inc. por el selinexor y a Merck Serono por el inhibidor de la kinesina-5. Los plásmidos FUCCI proceden de Atsushi Miyawaki (RIKEN, Japón) a través de MTA. mCherry-BP1-2 era de Addgene. HeLa que expresa H2b-mCherry y β-tubulina-EGFP son de Daniel Gerlich (IMBA, Academia Austriaca de Ciencias, Austria).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Taxol (paclitaxel)SigmaT7191fármaco estabilizador de microtúbulos
EtopósidoSelleckchemS1225inhibidor de la topoisomerasa II
SelinexorKaryopharm TherapeuticsnaXPO1/CRM1 inhibidor, regalo
Inhibidor de kinesina-5Merck Serononaregalo, también disponible en American Custom Chemicals Corporation. CAS 858668-07-2
Medio de crecimiento celularHyClone (Fisher) o Mediatechmuchas empresas disponibles
5% CO2/aire de equilibrio, certificadoAirgasZ03NI7222004379
35 mm Plato, fondo de vidrio de 20 mmCellvisD35-20-1.5-Nmuchas empresas disponibles
Plato de 35 mm y 4 pocillos, fondo de vidrio de 20 mmCellvisD35C4-20-1.5-Nmuchas empresas disponibles
Plato de 35 mm, fondo de vidrio cuadriculadoMatTekP35G-2-14-CGRDmuchas empresas disponibles
Multipocillo, fondo de vidrioCellvisP12-1.5H-Nmuchas empresas disponibles
Microscopio de epifluorescencia invertida Olympus IX81Olympus
Olympus IX2-UCBcontrolador Olympus
PRIOR LumenPro200Prior ScientificLumen200PRO
PRIOR Proscan III etapa motorizadaPrio ScientificH117
STEV cámaraInVivo ScientificSTEV. ECU. Unidad de control ambiental HC5 STAGE TOP
InVivo ScientificSTEV. ECU. HC5 STAGE TOP
Hamamatsu ORCA R2 CCD con controladorHamamatsuC10600
Nikon Eclipse TiNikon Nikon
láserNikon
SOLA motor de luzlumencor
iXon Ultra 897 EM-CCDANDOR 
TOKAI HIT cámara de aglomeraciónTOKAI HITTIZSH
lanzamiento

Referencias

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  1. Abercrombie, M., Heaysman, J. E., Pegrum, S. M. The locomotion of fibroblasts in culture I. Movements of the leading edge. Exp Cell Res. 59, 393-398 (1970).
  2. Abercrombie, M., Heaysman, J. E. Observations on the social behaviour of cells in tissue culture. I. Speed of movement of chick heart fibroblasts in relation to their mutual contacts. Exp Cell Res. 5, 111-131 (1953).
  3. Landecker, H. Seeing things: from microcinematography to live cell imaging. Nat Methods. 6, 707-709 (2009).
  4. The Chase - Panoramic QuickTime Movie of Classic Rogers Neutrophil Chasing S aureus Bacteria. Bepress. , Available from: http://works.bepress.com/gmcnamara (2012).
  5. van Roosmalen, W., Le Devedec, S. E., Zovko, S., de Bont, H., Bvan de Water, Functional screening with a live cell imaging-based random cell migration assay. Methods Mol Biol. 769, 435-448 (2011).
  6. Krueger, E. W., Orth, J. D., Cao, H., McNiven, M. A. A dynamin-cortactin-Arp2/3 complex mediates actin reorganization in growth factor-stimulated cells. Mol Biol Cell. 14, 1085-1096 (2003).
  7. Cluet, D., Stebe, P. N., Riche, S., Spichty, M., Delattre, M. Automated high-throughput quantification of mitotic spindle positioning from DIC movies of Caenorhabditis embryos. PLoS One. 9 (e93718), (2014).
  8. Held, M., et al. Cell Cognition: time-resolved phenotype annotation in high-throughput live cell imaging. Nat Methods. 7, 747-754 (2010).
  9. Orth, J. D., Krueger, E. W., Weller, S. G., McNiven, M. A. A novel endocytic mechanism of epidermal growth factor receptor sequestration and internalization. Cancer Res. 66, 3603-3610 (2006).
  10. Rowland, A. A., Chitwood, P. J., Phillips, M. J., Voeltz, G. K. ER contact sites define the position and timing of endosome fission. Cell. 159, 1027-1041 (2014).
  11. Merrifield, C. J., Feldman, M. E., Wan, L., Almers, W. Imaging actin and dynamin recruitment during invagination of single clathrin-coated pits. Nat Cell Biol. 4, 691-698 (2002).
  12. Centonze Frohlich, V. Phase contrast and differential interference contrast (DIC) microscopy. J Vis Exp. , (2008).
  13. Drummen, G. P. Fluorescent probes and fluorescence (microscopy) techniques--illuminating biological and biomedical research. Molecules. 17, 14067-14090 (2012).
  14. Guan, Y., et al. Live-cell multiphoton fluorescence correlation spectroscopy with an improved large Stokes shift fluorescent protein. Mol Biol Cell. 26, 2054-2066 (2015).
  15. Snapp, E. L. Fluorescent proteins: a cell biologist's user guide. Trends Cell Biol. 19, 649-655 (2009).
  16. Orth, J. D., et al. Analysis of mitosis and antimitotic drug responses in tumors by in vivo microscopy and single-cell pharmacodynamics. Cancer Res. 71, 4608-4616 (2011).
  17. Brown, E., Munn, L. L., Fukumura, D., Jain, R. K. In vivo imaging of tumors. Cold Spring Harb Protoc. (5452), (2010).
  18. Chittajallu, D. R., et al. In vivo cell-cycle profiling in xenograft tumors by quantitative intravital microscopy. Nat Methods. 12, 577-585 (2015).
  19. Nakasone, E. S., Askautrud, H. A., Egeblad, M. Live imaging of drug responses in the tumor microenvironment in mouse models of breast cancer. J Vis Exp. (50088), (2013).
  20. Orth, J. D., et al. Quantitative live imaging of cancer and normal cells treated with Kinesin-5 inhibitors indicates significant differences in phenotypic responses and cell fate. Mol Cancer Ther. 7, 3480-3489 (2008).
  21. Gascoigne, K. E., Taylor, S. S. Cancer cells display profound intra- and interline variation following prolonged exposure to antimitotic drugs. Cancer Cell. 14, 111-122 (2008).
  22. Yang, R., Niepel, M., Mitchison, T. K., Sorger, P. K. Dissecting variability in responses to cancer chemotherapy through systems pharmacology. Clin Pharmacol Ther. 88, 34-38 (2010).
  23. Orth, J. D., McNiven, M. A. Get off my back! Rapid receptor internalization through circular dorsal ruffles. Cancer Res. 66, 11094-11096 (2006).
  24. Li, J., et al. Co-inhibition of polo-like kinase 1 and Aurora kinases promotes mitotic catastrophe. Oncotarget. 6, 9327-9340 (2015).
  25. Orth, J. D., Loewer, A., Lahav, G., Mitchison, T. J. Prolonged mitotic arrest triggers partial activation of apoptosis, resulting in DNA damage and p53 induction. Mol Biol Cell. 23, 567-576 (2012).
  26. Batchelor, E., Loewer, A., Mock, C., Lahav, G. Stimulus-dependent dynamics of p53 in single cells. Mol Syst Biol. 7 (488), (2011).
  27. Purvis, J. E., et al. p53 dynamics control cell fate. Science. 336, 1440-1444 (2012).
  28. Zhang, C. Z., Leibowitz, M. L., Pellman, D. Chromothripsis and beyond: rapid genome evolution from complex chromosomal rearrangements. Genes Dev. 27, 2513-2530 (2013).
  29. Zhang, C. Z., et al. Chromothripsis from DNA damage in micronuclei. Nature. 522, 179-184 (2015).
  30. Sakaue-Sawano, A., et al. Visualizing spatiotemporal dynamics of multicellular cell-cycle progression. Cell. 132, 487-498 (2008).
  31. Neggers, J. E., et al. Identifying drug-target selectivity of small-molecule CRM1/XPO1 inhibitors by CRISPR/Cas9 genome editing. Chem Biol. 22, 107-116 (2015).
  32. Gravina, G. L., et al. XPO1/CRM1-Selective Inhibitors of Nuclear Export (SINE) reduce tumor spreading and improve overall survival in preclinical models of prostate cancer (PCa). Journal of hematology and oncology. 7 (46), (2014).
  33. Mendonca, J., et al. Selective inhibitors of nuclear export (SINE) as novel therapeutics for prostate cancer. Oncotarget. 5, 6102-6112 (2014).
  34. Marcus, J. M., Burke, R. T., DeSisto, J. A., Landesman, Y., Orth, J. D. Longitudinal tracking of single live cancer cells to understand cell cycle effects of the nuclear export inhibitor, selinexor. Scientific reports. 5, 14391(2015).
  35. Senapedis, W. T., Baloglu, E., Landesman, Y. Clinical translation of nuclear export inhibitors in cancer. Semin Cancer Biol. 27, 74-86 (2014).
  36. Dimitrova, N., Chen, Y. C., Spector, D. L., de Lange, T. 53BP1 promotes non-homologous end joining of telomeres by increasing chromatin mobility. Nature. 456, 524-528 (2008).
  37. D'Arpa, P., Beardmore, C., Liu, L. F. Involvement of nucleic acid synthesis in cell killing mechanisms of topoisomerase poisons. Cancer Res. 50, 6919-6924 (1990).
  38. Palmitelli, M., de Campos-Nebel, M., Gonzalez-Cid, M. Progression of chromosomal damage induced by etoposide in G2 phase in a DNA-PKcs-deficient context. Chromosome research : an international journal on the molecular, supramolecular and evolutionary aspects of chromosome biology. , (2015).
  39. Albeck, J. G., Burke, J. M., Spencer, S. L., Lauffenburger, D. A., Sorger, P. K. Modeling a snap-action, variable-delay switch controlling extrinsic cell death. PLoS biology. 6, 2831-2852 (2008).
  40. N'Diaye, E. N., et al. PLIC proteins or ubiquilins regulate autophagy-dependent cell survival during nutrient starvation. EMBO reports. 10, 173-179 (2009).
  41. Xu, J., Liu, Z. F., Wang, J., Deng, P., Jiang, Y. Study of localization and translocation of human high mobility group protein B1 in eukaryotic cells. Zhongguo wei zhong bing ji jiu yi xue = Chinese critical care medicine = Zhongguo weizhongbing jijiuyixue. 18, 338-341 (2006).
  42. Hoppe, G., Talcott, K. E., Bhattacharya, S. K., Crabb, J. W., Sears, J. E. Molecular basis for the redox control of nuclear transport of the structural chromatin protein Hmgb1. Exp Cell Res. 312, 3526-3538 (2006).
  43. Moshfegh, Y., Bravo-Cordero, J. J., Miskolci, V., Condeelis, J., Hodgson, L. A Trio-Rac1-Pak1 signalling axis drives invadopodia disassembly. Nat Cell Biol. 16, 574-586 (2014).
  44. Yu, X., Machesky, L. M. Cells assemble invadopodia-like structures and invade into matrigel in a matrix metalloprotease dependent manner in the circular invasion assay. PLoS One. 7 (e30605), (2012).
  45. Neumann, B., et al. Phenotypic profiling of the human genome by time-lapse microscopy reveals cell division genes. Nature. 464, 721-727 (2010).
  46. Burnette, D. T., et al. A role for actin arcs in the leading-edge advance of migrating cells. Nat Cell Biol. 13, 371-381 (2011).
  47. Matov, A., et al. Analysis of microtubule dynamic instability using a plus-end growth marker. Nat Methods. 7, 761-768 (2010).
  48. Wollman, R., Meyer, T. Coordinated oscillations in cortical actin and Ca2+ correlate with cycles of vesicle secretion. Nat Cell Biol. 14, 1261-1269 (2012).
  49. Day, R. N., Davidson, M. W. The fluorescent protein palette: tools for cellular imaging. Chemical Society reviews. 38, 2887-2921 (2009).
  50. Kilgore, J. A., Dolman, N. J., Davidson, M. W., et al. A review of reagents for fluorescence microscopy of cellular compartments and structures, Part II: reagents for non-vesicular organelles. Current protocols in cytometry. Robinson, J. . P. aul 66, (2013).
  51. Pittet, M. J., Weissleder, R. Intravital imaging. Cell. 147, 983-991 (2011).
  52. Shi, J., Zhou, Y., Huang, H. C., Mitchison, T. J. Navitoclax (ABT-263) accelerates apoptosis during drug-induced mitotic arrest by antagonizing Bcl-xL. Cancer Res. 71, 4518-4526 (2011).
  53. Tan, N., et al. Navitoclax enhances the efficacy of taxanes in non-small cell lung cancer models. Clin Cancer Res. 17, 1394-1404 (2011).
  54. Ramapathiran, L., et al. Single-cell imaging of the heat-shock response in colon cancer cells suggests that magnitude and length rather than time of onset determines resistance to apoptosis. J Cell Sci. 127, 609-619 (2014).

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