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Tous les protocoles d’animaux d'où proviennent les données d’imagerie ont été effectués avec l’approbation de l’animalier et du Comité d’urbanisme de l’Institut National du Cancer, de la National Institutes of Health. Tous les protocoles animales examiné et décrit dans l’article vidéo ont été approuvés par le Comité de protection des animaux de l’Université de la Colombie-Britannique.
1. préparation des cellules tumorales pour injection et matériaux pour le modèle de PuMA
Remarque : La quantité de cellules et de la solutions sera suffisant pour 1 souris. Intensifier selon les besoins si plus de souris sont utilisées dans l’étude. Pour les recettes des médias, se reporter au tableau 1 et tableau 2.
- Réchauffez 5 mL de A-Media dans un tube conique de 15 mL dans un bain-marie à 37 oC.
- Faire fondre la 1,2 % basse fusion agarose solution (dans de l’eau stérile) utilisant le micro-ondes de laboratoire.
- Transférer 5 mL de l’agarose fondu dans un tube conique de 15 mL et garder au chaud dans un bain-marie à 37 oC. Assurez-vous que l’agarose fondu est à 37 oC et liquide avant l’étape d’insufflation pulmonaire.
- Pré refroidissement éolien 30 mL de grade de culture cellulaire PBS additionné de 1 X stylo/strep dans un bac à glaçons.
- Dans un puits d’une plaque 6 puits, pré-tremper une éponge de gélatine dans 1,5 mL de B-médias. L’éponge sera le point d’ancrage de soutien pour les tranches de poumon.
- S’assurer que les cellules d’OS sont environ 70-90 % confluentes sur le jour de l’intervention. Ne pas utiliser de cellules qui sont trop anastomosé ou si le support est orange à jaune car les cellules sont habituellement stressées et ont diminué de viabilité à ce stade. Pour les lignées cellulaires d’ostéosarcome, MNNG et HOS, 5 x 10,5 , dans un volume de 100 μL serviront à injecter dans la veine caudale de 1 souris. Haut de gamme en conséquence si plus de souris sont utilisées pour l’étude.
- Récolter les cellules tumorales à l’aide de 0,25 % de trypsine-EDTA (3 mL pour une fiole T75 ou 2 mL dans une boîte de Petri de 10 cm). Lorsque les cellules commencent à décoller de la plaque, neutraliser la trypsine-EDTA avec support complet. Faites tourner les cellules et rincez une fois avec la classe de culture cellulaire PBS. Resuspendre le culot dans 5 mL de PBS.
- Effectuez un comptage cellulaire par des méthodes normalisées. Il est préférable que la suspension de cellules plus que ce qui est réellement nécessaire car perte de suspension cellulaire souvent se produit pendant l’aiguille rédiger et injection tentatives infructueuses.
- Effectuez un test d’Exclusion-le bleu Trypan sur un échantillon de la suspension cellulaire afin d’évaluer la viabilité des cellules. Avoir lieu que si la cellule Voir la viabilité de 90 % ou plus.
- Injecter 5 x 105 cellules dans un volume de 100 μL. Pour préparer un excès de 2 X de cette somme, 1 x 106 cellules devraient être tournés vers le bas et resuspendues dans 0,2 mL de HBSS.
- Placez la suspension cellulaire dans un seau à glace tout en préparant les souris pour injection.
2. Injection dans la veine et Lung Insufflation de queue
Remarque : La quantité de solutions et de cellules dans cette section sera suffisant pour 1 souris. Intensifier selon les besoins si plus de souris sont utilisées dans l’étude. Pour obtenir la liste des équipements, matériaux et instruments chirurgicaux utilisés dans les étapes suivantes, se reporter au tableau 3 et tableau 4.
- Réchauffer une souris femelle (âge 6-8 semaines) sous une lampe chauffante pendant 5 min afin de rendre leur queue veineuse plus visiblement apparente. Pour des cellules K7M2 ou K12, utiliser la souris Balb/c ; pour des cellules humaines, MG63.3, MG63, MNNG et HOS, utiliser la souris de déficit immunitaire combiné sévère.
- Assurez-vous que la suspension cellulaire est uniforme en agitant doucement le tube. Dresser soigneusement la suspension cellulaire dans la seringue de 1 mL sans l’aiguille. Aiguille de calibre Cap la seringue avec un 27. Assurez-vous que le biseau de l’aiguille est sur le même côté que les marques de volume sur l’aiguille.
- Placez votre souris dans la drisse et tamponner la queue avec un imbibé d’alcool.
- Passez à effectuer une injection dans la veine queue et injecter le 100 μl de la suspension cellulaire. 5 min après l’injection, placez la souris dans une chambre de CO2 et commencer le mode opératoire normalisé euthanasie (comme le contour de votre Comité de protection des animaux institutionnelle). Dislocation cervicale ne devrait pas servir de moyen d’euthanasie car la procédure risque d’endommager la trachée.
- Une fois que la souris est euthanasiée, débutez la préparation de la hotte à flux laminaire pour l’insufflation du poumon souris avec la solution d’agarose/A-media. Dans la hotte à flux laminaire, mis en place un espace de travail avec votre tampon stérile. Sur cette touche, vous placerez vos instruments stérilisés, cathéter IV, IV extension ensemble et appareil de perfusion de gravité (voir la Figure 1).
- Placez votre souris en recumbancy dorsale. Avec des ciseaux stériles de petit, disséquer attentivement sur le sternum pour exposer la cavité thoracique. Prenez soin de ne pas perforer le poumon car une solution d’agarose/A-media sera utilisée pour insuffler du poumon.
- Lorsque la dissection sur le sternum, disséquer passé l’entrée thoracique sur les deux côtés la trachée. Exposer la trachée en disséquant loin des tissus mous environnants.
- Canule dans la trachée avec un cathéter IV de 20 calibre. Vaguement un nœud chirurgicale avec suture catgut stérile autour de la trachée canulée.
- Attacher une extension IV la seringue de 10 mL de l’appareil de perfusion de gravité la valeur de la trachée cathétérisée.
- Combiner le pré chauffé 37 oC agarose (5 mL) et A-media (5 mL) dans un mélange 1:1. Verser la solution de gel d’agarose/A-media liquide dans la seringue de 10 mL de l’appareil de perfusion gravité. Avant insufflation des poumons avec une solution d’agarose/A-media, veiller à ce que toute la longueur de l’ensemble de l’extension a été amorcée avec l’agarose/A-media, niant ainsi l’insufflation accidentelle des échantillons pulmonaires à l’air.
- Remplir le poumon l’agarose/A-media solution jusqu'à ce que le poumon est entièrement insufflé.
- Une fois que le poumon est entièrement insufflé, retirer la canule et attacher fermement le noeud chirurgical pour éviter les fuites de la solution de l’agarase/A-media dans la trachée.
- Passez à disséquer sur le courage (trachée, coeur et poumon) de la cavité thoracique. Faites attention à pas de perforation ou d’endommager la surface du poumon.
- Place le pluck (dans aucune orientation particulière) à l’avance réfrigérée 30 mL de PBS additionné de 1 X stylo/strep et permettre l’agarose/A-media solidifier pendant 20 min.
- À l’aide des ciseaux et pince à épiler, couper de petits morceaux du poumon (3 x 1,5 mm) comme le montre la Figure 1 a. Petites tranches de poumon peuvent être facilement photographiées à l’aide d’un objectif X 2,5. Plusieurs sections peuvent être coupées par les conditions expérimentales, généralement de 4 à 10 tranches par groupe.
Remarque : Pour chaque groupe expérimental, déposer les tranches de poumon dans un puits distinct (plaque 6 puits) contenant une éponge de gélatine de 2 x 2 cm préalablement trempée dans B-médias. Le montant des médias / puits devrait être de 1,5 mL. Modifier les médias tous les 2-3 jours. Pour les études de médicaments, la fréquence de l’évolution des médias/médicament est utilisateur déterminé.
3. Widefield Fluorescence Imaging de tranches de poumon et d’analyse
Remarque : Pour widefield fluorescence imaging, petites tranches sont coupés (3 x 1,5 x 1 mm) afin d’intégrer la section poumon 1 image en utilisant un objectif X 2,5.
Acquisition d’images sur un microscope à fluorescence widefield :
- Tranches de poumon sont généralement imagés à 0, 3, 7 et 14 jours après injection. Dans l’environnement stérile du cabinet biologique, transvaser avec soin les tranches de poumon de la gélatine, éponges à un fond en verre stérile 35 mm rond plat. Prenez soin de dab hors du liquide excédentaire dans la tranche de poumon comme l’excès de liquide va agir comme un miroir et réfléchissent la lumière fluorescente venant de cellules tumorales.
- Disposer les tranches de poumon de façon similaire, représentée dans la Figure 1 a. Chaque colonne représente une condition expérimentale différente. Prenez soin de ne pas la contamination croisée des poumons avec la pince à épiler. Rincer avec de l’éthanol à 70 % et sécher avant de manipuler des tranches de poumon d’un autre groupe expérimental.
- Optimiser les paramètres d’imagerie (ie. gain, décalage, l’exposition le temps, binning) qui offre le meilleur contraste entre les cellules tumorales fluorescent et le tissu pulmonaire arrière-plan du contrôle (véhicule non traitée) groupe. Utilisez les mêmes paramètres appartenant au groupe témoin afin d’imager les groupes expérimentaux. Enregistrer en tant que format d’image tiff.
- Pour une référence de l’échelle, prenez une photo numérique d’un micromètre le même objectif.
- Puisque le poumon auto-fluorescence change au fil du temps, les paramètres d’imagerie doivent être ajustés aux poumons contrôle chaque séance d’imagerie. Les paramètres d’imagerie pour une session ne peuvent pas nécessairement être optimales pour les sessions ultérieures d’imagerie.
Analyse d’images :
Remarque : Les étapes de traitement image suivants sont effectués avec ImageJ 1,51 h software package 17.
- Ouvrir un fichier image dans ImageJ (Figure 3 a).
- Soustraire le fond : processus > soustraire fond > rayon de Rolling ball (Commencez par 50 pixels), décochez la case « Lumière de fond » (Figure 3 b).
- Convertir image en 8 bits format : Image > Type > 8 - bit (Figure 3).
- Valeur des unités de pixels : Image > Enter « Pixels » dans l’unité de longueur, entrez 1 dans « Largeur en pixels », « Hauteur en pixels », « Voxel profondeur ». Case « Global » à appliquer aux images suivantes.
- À l’aide de l’outil de sélection polygone, esquisser la forme de la tranche de l’ensemble du poumon et de déterminer la zone (pixel2) de la tranche totale des poumons. Cette valeur servira à calculer la charge de pourcentage tumeur du poumon.
- Image de seuil : Image > réglage > seuil > souligner « Par défaut » et « B & W » > Utilisez le curseur seuil l’image telle que la majorité des cellules tumorales est correctement mis en évidence. En appuyant sur « Appliquer » se traduira par une image noir et blanc où le poumon est tout noir, et les lésions fluorescentes sont blanches (Figure 3D). Une seconde pression sur « Apply » va inverser l’image où toutes les structures fluorescents sont maintenant des formes noires (Figure 3E).
- Quantification du nombre et la forme de lésions :
Analyser > définir les mesures > Vérifier la « Zone ». Décochez toutes les autres cases.
Analyser les particules > taille (pixels2) : 0-infini représente la plage de formes qui énumère ImageJ. Empiriquement déterminer la plus petite lésion qui est réputée pour être une cellule tumorale unique en images de véhicule jour 0. Utilisez la zone de cette cellule tumorale unique comme la limite inférieure pour les images restantes dans le jeu de données. Pour le travail présenté dans cet article, 11 pixel2 est définie comme la limite inférieure. Pour le œuvre présentée dans l’exemple de vidéo, 24 pixel2 est définie comme la limite inférieure. Gamme « Circularité » laissez 0-1. « Show » peut être définie sur « Nothing ». Par ailleurs, si le « Show » et « Contours » est sélectionné, un dessin de toutes les formes décrites est généré. Consultez « Affichage des résultats » pour une fenêtre séparée des mesures pour faire apparaître. Éventuellement, après avoir « Ajouter au manager » case cochée sauvera toutes les formes quantifiées à un responsable du ROI, qui peut être enregistré pour référence ultérieure. Après avoir appuyé sur OK, une fenêtre de « Résultats » apparaîtra contenant toutes les formes énumérées et les mesures de surface (Figure 3F).
- Copiez et collez les données dans la fenêtre « Résultats » dans une feuille de calcul. Utiliser la fonction mathématique de somme dans Excel pour la somme de toutes les zones des lésions métastatiques pour cette tranche particulière de poumon. Pour évaluer la charge de tumeur de poumon pourcentage de tranche de poumon, diviser la somme des superficies des lésions métastatiques de la superficie totale de la tranche du poumon. Ce paramètre est également connu sous le nom de fraction de zone (unA) qui est décrite plus loin par Underwood 18.
Charge de tumeur pulmonaire = somme de domaine domaines/total lésion métastatique de la tranche de poumon
- Calculer la charge tumorale pour le reste des sections pulmonaires dans le groupe témoin et autres groupes. Tracer le fardeau de tumeur pulmonaire moyenne par groupe 0, 3, 7 et 14 jours. Représentant widefield images fluorescentes de haute et basse métastatiques cellules OS humains de plus en plus dans le modèle de PuMA aux moments progressive s’affichent (Figure 4 a). Un ligne graphique montrant le pli-changement (normalisé à jour 0) fardeau de la tumeur métastatique pourcentage au fil du temps s’affiche (Figure 4 b).
4. confocal Fluorescence Imaging du modèle PuMA
NOTE : Pour l’imagerie confocale, traitement de tissu est similaire à celle de la section précédente sauf que les plus grandes tranches de poumon sont coupés (coupes transversales complets, 1-2 mm d’épaisseur) afin de permettre plus de ROIs à être photographié.
Étiquetage du parenchyme pulmonaire avec DAR4M :
- Plonger les tranches de poumon en 10 μμM de DAR4M (dans HBSS) pendant 45 min à 37 ° C. DAR4M étiquettes espèces réactives d’azote dans les cellules du poumon.
- Après 45 min d’incubation, rincer les tranches de poumon avec frais HBSS.
- Placer la tranche de poumon dans un fond en verre 35 mm rond plat et l’image sur la microscopie confocale.
- Les paramètres d’imagerie pour les images de l’exemple illustrés à la Figure 5 sont répertoriés dans le tableau 5.
- Acquérir une Z-pile pour une région d’intérêt. Utilisez l’épaisseur de tranche Z suggérée pour l’échantillonnage de Nyquist. Un film représentatif d’un empilement 3D montrant des cellules d’OS fluorescentes vertes dans le tissu pulmonaire marqué DAR4M est fourni dans Movie 1 et supplémentaire 1 film.
Pour les images confocales d’exemple, illustrés à la Figure 5, la séance d’imagerie a été terminale. Si l’imagerie longitudinale est nécessaire, l’utilisation d’un 2-photon ou multiphotonique équipée LSM microscope confocal pour l’imagerie est conseillée car il est moins photovieillissement à vie tissus19,20.
L’imagerie mito-DP MG63 cellules exprimant dans le modèle de PuMA :
- Effectuer le protocole PuMA comme contour dans étape 1 et 2 avec l’aide de MG63 cellules exprimant la construction mito-DP.
- Placer la tranche de poumon dans un fond en verre 35 mm rond plat et l’image sur la microscopie confocale.
- Les paramètres d’imagerie pour les images de l’exemple illustrés à la Figure 6 sont répertoriés dans le tableau 6. Un film représentatif d’un empilement 3D montrant les cellules fluorescentes vertes de OS rouge fluorescents mitochondries est fourni dans le film 2 et 2 film supplémentaire.