Method Article

בדיקת עכבה מבוססת מערכים תלת תאים: טכניקת ניתוח בזמן אמת להערכת פוטנציאל פולשני של תאים סרטניים על ידי מדידת עכבה חשמלית

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מקור: Sharif, G. M. et al., זיהוי ולכידה בזמן אמת של תת-אוכלוסיות תאים פולשניות מתרביות משותפות. J. Vis. Exp. (2022).

סרטון זה מתאר בדיקת פלישה באמצעות מערך תלת-תאי המבוסס על עכבה חשמלית. טכניקה זו מודדת את הפוטנציאל הפולשני של תאים סרטניים בהשפעת גורמים מסיסים המופרשים על ידי תאי סטרומה השוכנים במיקרו-סביבות גידוליות.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. עיצוב תא חדש (איור 1)

  1. פתח לוח מנתח תאים דו-תאי חדש. הניחו בצד את התא העליון עם אלקטרודות.
  2. באמצעות מכונת כרסום, לגלח 2 מ"מ של בארות תחתונות בצורת U של צלחת אנלייזר התא.
  3. חבר קרום פוליאתרסולפון (PES) בגודל 2 ס"מ x 7 ס"מ עם גודל נקבוביות של 0.2 מיקרומטר לתחתית הבארות המגולחות באמצעות דבק אוצר UV. יש להמתין זמן אצירה של 30 דקות כדי להבטיח שהדבק נרפא לחלוטין ואינו פעיל.
  4. באמצעות מכונת כרסום, חתכו שני חריצים אורכיים (1.5 מ"מ x 5.6 מ"מ) לאורך הצדדים כדי להיצמד לרכסים של החדר השלישי שזה עתה יוצר.
  5. באמצעות מכונת כרסום, צור תא פוליקרבונט שלישי המשכפל את הממדים הכוללים של לוח מנתח התא; 72 מ"מ x 18 מ"מ (רשימת חומרים).
  6. צור בארות בעומק 4.8 מ"מ וקוטר 4.75 מ"מ כדי לשכפל את העיצוב בן 16 הקידוחים של לוח מנתח התא. זה מאפשר 90 μL של נפח לכל באר.
  7. בצדדים, צרו שני רכסים משולשים כך שהתא ננעל לתוך החרכים המקוריים שנוצרו בשלב 1.4. החלק האופקי של המשולש הוא 1.5 מ"מ, האנכי הוא 1.4 מ"מ, ואת hypotenuse הוא 2.052 מ"מ.
  8. צרו ידית בצד הקצר בקוטר 50.8 מ"מ ובגובה 1.397 מ"מ כדי להתאים לחריץ של הלוח המקורי (איור 1, באמצע).
  9. השתמש במכונת כביסה גומי בעובי 0.9 מ"מ עבור כל באר כדי לספק התאמה אטומה.

2. תרבית תאים (MDA-MB-231, DCIS, DCIS-Δ4, J2-fibroblasts)

  1. שטפו תרביות תאים דבקים (~70% מפגש) עם 1x מלח חוצץ פוספט (PBS).
  2. הוסף תמיסת טריפסין-EDTA 0.05% כדי להרים את התאים.
  3. נטרלו את תמיסת הטריפסין עם מדיית תרבית תאים המכילה סרום וספרו את התאים באמצעות aliquot של תרחיף התא.
    הערה: ניתן למצוא את המדיה הספציפית של תרביות תאים בטבלה 1.

3. דיסוציאציה של xenograft שמקורה במטופל

  1. קוצצים חתיכת גידול טרי (1 ס"מ2) לדייסה דקה בעזרת אזמל סטרילי.
  2. מניחים בצינור חרוטי של 50 מ"ל עם 20 מ"ל של מדיה DMEM F12 בתוספת טריפסין 3 מ"ג / מ"ל ו 2 מ"ג / מ"ל collagenase.
  3. יש לדגור בשייקר תרמי (150 סל"ד) ב-37°C למשך 20 דקות.
  4. סובב את הצינור ב 500 x גרם במשך 5 דקות; להסיר את supernatant.
  5. הוסף 20 μL של DMEM F12 + 2% FBS כדי לשטוף את התאים; סחרור ב 300 x גרם במשך 5 דקות והסר את supernatant. חזרו על הכביסה פעמיים נוספות.
  6. השהה מחדש ב- 1 מ"ל של מדיית PDX (טבלה 1) כדי לספור את התאים.

4. מיצוי תאי מח עצם

  1. יש לשטוף את מסנן איסוף מח העצם (BM) עם 25 מ"ל של 1x PBS.
    הערה: במחקר זה, PBS נוסף למסנן איסוף BM משומש מבית החולים כדי לאסוף את BM שנותר במסנן.
  2. מוסיפים את BM סמוק לאט לצינור חרוטי 50 מ"ל עם 25 מ"ל של מדיום שיפוע צפיפות, דואגים לשמור על השכבות נפרדות ככל האפשר.
  3. סחור ב 800 x גרם במשך 20 דקות ב 18 ° C.
  4. מסננים את השכבות העליונות לאחר צנטריפוגה (שומן/פלזמה) ומעבירים 5 מ"ל מהשכבה הלבנה מעל מדיום שיפוע הצפיפות שיש לו את תאי BM לצינור חרוטי של 15 מ"ל.
    הערה: לחילופין, טובלים פיפטה 5 מ"ל בשכבה העליונה עד שהיא נוגעת בשכבה האמצעית (BM), ופיפטה החוצה את השכבה האמצעית לאט מאוד מבלי להזיז את הפיפטה.
  5. מלא את הצינור החרוטי 15 מ"ל עם 1x PBS (~ 10 מ"ל) וסחרור ב 300 x גרם במשך 15 דקות.
  6. הסר את הסופרנטנט; הגלולה הלבנה הנותרת היא BM.
  7. אם תאי דם אדומים נצפים בכדור, להוסיף 5 מ"ל של תמיסת RBC lysis (טבלה של חומרים) ולתת לו לשבת במשך 5 דקות בטמפרטורת החדר (RT). סובבים ב 300 x גרם במשך 5 דקות ולהסיר את supernatant.
  8. מוסיפים 10 מ"ל של 1x PBS כדי לשטוף את התאים, מסתובבים ב 300 x גרם במשך 5 דקות, ולהסיר את supernatant. חזור על ליזה RBC (שלב 4.7) עד שהגלולה לבנה.

5. זריעה והרכבה של תאים

  1. הניחו את כל שלושת התאים הסטריליים במכסה המנוע של תרבית הרקמה.
  2. מקמו את הידית בצד הקצר של החדר התחתון. כיוון החדר התחתון כך שהידית פונה אל הנסיין.
  3. הוסף 30,000-50,000 תאים ב 90 μL של מדיה לכל באר של החדר התחתון. הימנעו מיצירת בועות. אלה הם תאי סטרומה שיספקו גורמים מופרשים אך לא יזוהו על ידי האלקטרודות של החדר העליון.
  4. יש להשתמש ב-5% תוספת לסרום בקר עוברי בשתי בארות בתאים התחתונים כבקרה חיובית לתנועתיות התאים. יש להשתמש במדיה עם תוספת סרום 0% כבקרה שלילית.
  5. תן לתא התחתון עם התאים לשבת במשך 10-15 דקות במכסה המנוע כדי להתיישב.
    הערה: שלב זה מומלץ אם התאים דבקים או גדלים בתרחיף.
  6. סובב את התא התחתון ב- 90° והנח את החדר האמצעי למעלה כך שהידית בתא התחתון תחליק לחריץ בתא האמצעי.
    הערה: הידית בתא התחתון והנקודה הכחולה בתא האמצעי נמצאות בקצוות מנוגדים של ההרכבה.
  7. דחפו אנכית למטה עד שיישמע צליל קליק מכל אחד מהצדדים הארוכים של ההרכבה.
  8. הוסף 160 μL של מדיה ללא סרום לכל הבארות של החדר האמצעי.
  9. ודא מניסקוס בצורת כיפה גלוי לאחר מילוי הבארות; אחרת, להתאים את הנפח הסופי על סמך כיול פיפטה. הימנעו מיצירת בועות.
  10. הניחו את התא העליון עם אלקטרודות הפונות כלפי מטה אל התא האמצעי, והקפידו ליישר את הנקודות הכחולות על החדר האמצעי והעליון.
  11. דחפו אנכית למטה עד שיישמע צליל קליק מכל אחד מהצדדים הארוכים של ההרכבה.
  12. הוסף 25-50 μL של מדיה ללא סרום לתא העליון.
  13. הרכיבו את המכלול על מנתח התאים הדו-שימושי באינקובטור תרביות הרקמה והמתינו 30 דקות לפני מדידת הרקע.
    הערה: זמן זה נחוץ כדי לאזן את המערך וניתן להשתמש בו כדי להכין את קווי התא שיתווספו לתא העליון.
  14. מדדו את הרקע (ראו סעיף 6) והחזירו את המכלול למכסה המנוע של תרבית הרקמה.
  15. הוסף 30,000-50,000 תאים ב 100 μL של מדיה ללא סרום לכל באר של החדר העליון. אלה הם התאים שהאלקטרודה תזהה ברגע שהם ינדדו בהצלחה דרך הממברנה
    הערה: כדי להשיג תגובה מקסימלית, מומלץ לגדל תאים במדיה ללא סרום או בסרום נמוך במשך 6-18 שעות לפני ביצוע הבדיקה.
  16. הניחו למכלול לעמוד במכסה המנוע למשך 30 דקות לפני הרכבה על מנתח התאים הדו-שימושי למדידת עכבה.

6. מדידת רקע ועכבה

  1. מקם את המערך בעריסה של מכשיר מנתח התאים הדו-תכליתי.
  2. פתח את תוכנת מנתח התאים ובחר את העריסה שבה יש להשתמש.
  3. לחץ על הכרטיסייה הודעה וודא שכתוב חיבורים בסדר כדי לוודא שהמערך ממוקם היטב בעריסה והאלקטרודות מיושרות היטב עם החיישנים.
  4. לחץ על הכרטיסייה הערות ניסוי ומלא מידע רב ככל האפשר על הניסוי.
  5. לחץ על הכרטיסייה פריסה ומלא את תיאור פריסת המערך.
  6. לחץ על הכרטיסייה לוח זמנים והוסף שני שלבים מתפריט השלבים; שלב רקע (טאטוא אחד) ושלב בדיקה עם 100 טאטוא - טאטוא כל 15 דקות, בסך הכל 25 שעות.
  7. לאחר שהמערך היה באינקובטור מנתח התאים הדו-תכליתי במשך 30 דקות, לחץ על כפתור ההפעלה כדי להתחיל במדידת רקע. חלון המבקש לבחור את התיקיה לשמירת הנתונים יופיע.
  8. לאחר ביצוע מדידת הרקע, הסר את המערך מהעריסה והחזיר אותו למכסה המנוע של תרבית התא.
  9. הוסף תאים לתא העליון כמתואר בשלב 5.13, ושמור את המכלול במכסה המנוע של תרבית הרקמה למשך 30 דקות כדי שהתאים יתיישבו.
  10. החזיר את המערך למנתח התאים הדו-תכליתי ובדוק בכרטיסיה הודעה את ההודעה אישור חיבורים.
  11. לחץ על כפתור ההפעלה כדי להתחיל במדידת עכבה.
  12. לחץ על הכרטיסייה מגרש כדי לעקוב אחר התקדמות האות.
  13. אם מגיעים לנקודת הקצה לפני 25 שעות, לחץ על שלב ביטול מהתפריט הנפתח ביצוע.
  14. כדי לייצא נתונים, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הגרף, בחר העתק בתבנית הרשימה ולאחר מכן הדבק את הנתונים בגיליון אלקטרוני.
    הערה: ניתן לייצא את הנתונים כאינדקס תאים או כאינדקס תאי דלתא. ניתן גם לבחור נתוני תרשים ו/או פריסה לייצוא.

טבלה 1: הרכב מדיה של תרבית תאים. הטבלה מפרטת את ההרכבים של מדיית MDA-MD-231, מדיית פיברובלסטים J2, מדיית DCIS ומדיית PDX.

מדיהמרכיבי המדדריכוז/פרופורציה
מד"א-MD-231 מדיהDMEM
סרום בקר עוברי (FBS)10%
J2 פיברובלסטים מדיה DMEM
סרום בקר עוברי (FBS)10%
מדיית DCIS DMEM F12
סרום סוסים (HS)5%
גורם גדילה אפידרמיס (EGF)20 נ"ג/מ"ל
אינסולין10 מיקרוגרם/מ"ל
הידרוקורטיזון0.5 מיקרוגרם/מ"ל
רעלן כולרה100 ננוגרם/מ"ל
מדיית PDXDMEM F12
סרום בקר עוברי (FBS)2%
HEPES1 מטר
אינסולין טרנספרין סלניום אתנולאמין (ITS)10 מיקרוגרם/מ"ל
הידרוקורטיזון0.5 מיקרוגרם/מ"ל
אלבומין בסרום בקר (BSA)1 מ"ג/מ"ל

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
איור 1: תמונות של תאי המערך ושינויים.

(A) שלושת התאים ששימשו לבניית המערך. לא נעשה שינוי בתא העליון המכיל את האלקטרודות. (ב) מבארות החדר האמצעיות גולח גובה של 2 מ"מ ומחובר קרום לקרקעית הפתוחה; חרכי אורך (1.5 מ"מ x 5.6 מ"מ) נוספו לכל צד. (C) תא תחתון (72 מ"מ x 18 מ"מ) שיוצר כדי לשכפל את העיצוב של 16 בארות; בארות הן 4.8 מ"מ ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
לא הוכרז על ניגוד עניינים.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0.05% טריפסין-EDTAתרמופישר25300-054
דבקדבק אופטי נורלנד NOA63
אלבומין בסרום בקר (BSA)סיגמאA9418
מרים תאיםזארשטדט83.1832
רעלן כולרה מבית Vibrio choleraeתרמופישר 12585-014
צלחת CIMAgilent 5665817001צלחת מנתח תאים
Collagenase מ Clostridium histolyticumסיגמאC0130
DMEMתרמופישר 11995-065
DMEM-F12תרמופישר11875-093
סרום בקר עוברי (FBS), מנוטרל בחוםאומגה סיינטיפיק FB-12
HEPES תרמופישר15630106
סרום סוסים (HS)גיבקו16050-122
EGF אנושיפפרוטקAF-100-15
הידרוקורטיזון סיגמא H4001
אינסולין טרנספרין סלניום אתנולמין (ITSX) (100x)תרמופישר51500056
אינסולין, רקומביננטי אנושי, תמיסת אבץסיגמאC8052
J2 פיברובלסטיםתאי גזע (RRID:CVCL_W667) 100-0353
LymphoPrepתאי גזע7851מדיום שיפוע צפיפות לבידוד תאים חד-גרעיניים
מטריג'לקורנינג354230מטריצת קרום מרתף
תאי MCFDCIS.com (DCIS)RRID:CVCL_5552
תאי MDA-MB-231 RRID:CVCL_0062
מכונת כרסום ברידג'פורט סדרה 1 אנכי
מלח חוצץ פוספט (1x)תרמופישר10010049
קרום פוליאתרסולפון (PES)סטרליטקPCTF029030
פתרון ליזה RBCתאי גזע7800
מנתח DP RTCAאג'ילנט3X16 מנתח תאים דו-תכליתי
טריפסיןסיגמא T4799

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Three Chambered ArrayElectrical ImpedanceCancer Cell InvasionStromal Cell FactorsMicroporous MembraneImpedance Based AnalyzerDual Purpose Cell AnalyzerInvasive Phenotype AssessmentReal Time DetectionCell Migration Assay

Related Articles