פרוטוקול זה מתאר את השימוש במיקרוסקופ multiphoton לבצע הדמית הזמן לשגות מורחבת של אינטראקציות רבות-תאי בזמן אמת, in vivo ברזולוצית תא בודד.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר את השימוש במיקרוסקופ multiphoton לבצע הדמית הזמן לשגות מורחבת של אינטראקציות רבות-תאי בזמן אמת, in vivo ברזולוצית תא בודד.
במיקרו-סביבת הגידול, תאי סטרומה מארחים מקיימים אינטראקציה עם תאי הגידול כדי לקדם את התקדמות הגידול, אנגיוגנזה, התפשטות תאי הגידול וגרורות. אינטראקציות רב-תאיות במיקרו-סביבת הגידול עלולות להוביל לאירועים חולפים כולל תנועתיות תאי גידול כיווניים וחדירות כלי דם. כימות חדירות כלי הדם של הגידול השתמש לעתים קרובות בניסויי נקודת קצה כדי למדוד אקסטרוואזציה של צבעי כלי דם. עם זאת, בשל האופי הארעי של אינטראקציות רב-תאיות וחדירות כלי הדם, לא ניתן להבחין בקינטיקה של אירועים דינמיים אלה. על ידי תיוג תאים וכלי דם עם צבעים הניתנים להזרקה או חלבונים פלואורסצנטיים, מיקרוסקופיה תוך-חיונית ברזולוציה גבוהה אפשרה הדמיה ישירה בזמן אמת של אירועים חולפים במיקרו-סביבת הגידול. כאן אנו מתארים שיטה לשימוש במיקרוסקופיה רב-פוטונית לביצוע הדמיה תוך-חיונית מורחבת בעכברים חיים כדי לדמיין ישירות דינמיקה רב-תאית במיקרו-סביבת הגידול. שיטה זו מפרטת אסטרטגיות תיוג סלולריות, הכנה כירורגית של דש עור חלב, מתן צבעים או חלבונים להזרקה על ידי קטטר וריד הזנב ורכישת תמונות זמן-lapse. רצפי הזמן-lapse המתקבלים משיטה זו מקלים על הדמיה וכימות של הקינטיקה של אירועים תאיים של תנועתיות וחדירות כלי דם במיקרו-סביבת הגידול.
הפצת תאים סרטניים מגידול החלב הראשוני הוכחה לערב תאים סרטניים רק לא, אבל לארח תאי סטרומה כוללים מקרופאגים ותאי האנדותל. יתר על כן, בכלי הדם של הגידול הוא לא נורמלי עם חדירות מוגברת 1. לפיכך, קביעת האופן שבו תאים סרטניים, מקרופאגים ותאי האנדותל אינטראקציה לתווך חדירות כלי הדם ואת intravasation תאים סרטניים ב במיקרו-סביבה של הגידול הראשוני הוא חשוב עבור גרורות הבנה. הבנת קינטיקה של חדירות כלי דם, intravasation תאים סרטניים ואת מנגנון האיתות הבסיסי של אינטראקציות רבות-תאי ב microenvironment הגידול יכול לספק מידע חיוני בדבר ההתפתחות והמנהל של טיפולים אנטי סרטניים.
האמצעי העיקרי של לימוד חדירות כלי הדם הגידול in vivo כבר למדידת צבעים extravascular כגון אוונס 2 כחול, dextrans משקל מולקולרי גבוה (155 KDA)3 ו fluorophore או חלבונים מצומדות radiotracer (כולל אלבומין) 4 בנקודות זמן קבוע לאחר ההזרקה של צבע. התקדמויות מיקרוסקופיה, במודלים של בעלי חיים ו צבעי ניאון אפשרו הדמיה של תהליכים תאיים ו חדירות כלי הדם בבעלי חיים באמצעות מיקרוסקופ intravital 5.
הדמיה חייה עם רכישת תמונות סטטיות, או רצפי זמן לשגות קצר על מספר נקודות זמן אינה מאפשרת ההבנה המלאה של אירועים דינמיים במייקרו-הסביבה של גידול 6,7. אכן, רכישת תמונה סטטית במשך 24 שעות הראו כי בכלי הדם של הגידול הוא דולף, אולם הדינמיקה של חדירות כלי הדם לא נצפתה 6. לפיכך, זמן לשגות הדמיה רציפה המורחבת עד 12 שעות לוכדת את קינטיקה של אירועים דינמי במיקרו-סביבה של הגידול.
פרוטוקול זה מתאר את השימוש multiphot זמן לשגות המורחבתעל מיקרוסקופיה intravital ללמוד אירועים רב-תאיים דינמי במיקרו-סביבה של הגידול. סוגי תאים מרובים במיקרו-סביבה של הגידול מסומנים עם צבעי בזריקות או באמצעות חיות טרנסגניות להביע חלבוני ניאון. באמצעות קטטר וריד זנב צבעי כלי דם או חלבונים ניתן להזריק לאחר תחילת הדמיה לרכוש נתונים הקינטית של אירועים רבים-תאי ב microenvironment הגידול. עבור הדמית תא חי גידול החלב חשוף תוך הכנת הכירורגית של דש עור. תמונות נרכשות עבור עד 12 שעות באמצעות מיקרוסקופ multiphoton מצויד צינורות מכפיל מרובים (PMT) גלאי 8. באמצעות מסננים מתאימים, אלגוריתם חיסור מאפשרת 4 גלאי PMT לרכוש 5 אותות ניאון במיקרו-סביבה של הגידול בו זמנית 9. מיקרוסקופיה intravital multiphoton ברזולוציה גבוהה לוכדת הדמיה ברזולוציה תא בודד של אינטראקציות גידולים stroma ב במיקרו-סביבה של הגידול, מה שמוביל טוב understanding של חדירות כלי הדם תאים סרטניים intravasation 10-13. באופן ספציפי, חשף הדמית intravital מורחב מקומי מאוד, אירועים חדירים כלי דם חולפים המתרחשים באופן סלקטיבי באתרים של אינטראקציה בין תאים סרטניים, מקרופאג ו תא האנדותל (מוגדר כגידול microenvironment של גרורה, TMEM 14) 13. יתר על כן, intravasation תאים סרטניים מתרחש רק TMEM והוא במרחב ובזמן בקורלציה עם חדירות כלי דם 13. ברזולוציה תא בודד של הדינמיקה של האירועים הללו התאפשרה באמצעות מיקרוסקופיה multiphoton זמן לשגות המורחבת של תאים שכותרתו fluorescently ב במיקרו-סביבה של הגידול.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים המתוארים חייב להתבצע בהתאם להנחיות והתקנות לשימוש בעלי חיים בעלי חוליות, כולל אישור מראש על ידי ע"ש אלברט איינשטיין טיפול בבעלי חיים מוסדיים לרפואה ועדת שימוש.
1. גידולים יצירת שכותרתו fluorescently ו המקרופאגים גידולים הקשורים
התקנת מיקרוסקופ 2. הכנת ההדמיה
הערה: הליך זה מתאר את ההגדרההדמיה intravital על מיקרוסקופ multiphoton 8.
3. הכנת זנב וריד צנתר ריאגנטים עבור הזרקה במהלך הדמיה
קלטי 4. זנב שכינת צנתר וריד
5. עור דש הליך כירורגי כדי לחשוף את גידול החלב
6. הכנת בעלי חיים למיקרוסקופיה
7. תמונה רכישה הזרקת Fluorescצבעי ent וחלבונים בזריקות
8. המתת חסד
עיבוד תמונה 9.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מיקרוסקופיה intravital הזמן לשגות מורחבת מאפשרת הדמיה ברזולוצית תא בודדת של תהליכים רבים-תאי ב microenvironment הגידול. על ידי תאים סרטניים תיוג פלורסנטי, מקרופאגים, המרחב וסקולרית, באופן חזותי רשת סיבים קולגן באמצעות האות דור הרמונית השני, מספר תאים ב במיקרו-סביבה של הגידול מתבצע המעקב אחר בו זמנית במהלך ההדמיה. תאים סרטניים שכותרתו עם חלבוני ניאון יכול להיות שנוצר בעכברים טרנסגניים כפי שנעשה בעכברים MMTV-PyMT-Dendra2, עם תאים סרטניים החלב שכותרתו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אינטראקציות הסלולר המתרחשות באופן ספונטני במיקרו-סביבה של הגידול יכול להביא לשינויים תנועתיות התא הגידול intravasation. הדמית intravital ברזולוציה גבוהה של רקמת גידול חייה מאפשרת ההדמיה של דינמיקה רבה תאית שיכול להיות 10,13,24 חולף מאוד. סוף-טעם מבחני vivo או זמן לשגות תמונות רכשה עם נקודות בזמן בדיד יכול לספק מידע חיוני על המנגנונים המולקולריים של תהליכים במיקרו-סביבה של הגידול. בדיקות הדמיה Intravital שימשו ללמוד תהליכים במיקרו-סביבה של הגידול המתרחש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים אין לי מה לחשוף.
מחקר זה מומן על ידי שד משרד ההגנה Cancer Research Program תחת מספר הפרסים (ASH, W81XWH-13-1-0010), NIH CA100324, PPG CA100324, ותכנית ההדמיה המשולבת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 155 kDa dextran-tetramethylrhodamine isothiocyanate | Sigma Aldrich | T1287 | מרכיבים מחדש ב-20 מ"ג/מ"ל ב-1x PBS |
| 70 kDa-Texas Red | Life Technologies | D-1830 | מרכיבים מחדש ב-10 מ"ג/מ"ל ב-1x PBS |
| 10 kDa דקסטרן-פלואורסצאין איזותיוציאנט | Sigma Aldrich | FD10S | מחדשים ב-20 מ"ג/מ"ל ב-1x PBS |
| Qdot 705 ITK Amino (PEG) Quantum Dots | Life טכנולוגיות | Q21561MP | דילול 25 ו#956; l ב-175 μ l של 1x PBS להזרקה |
| עכברי MMTV-PyMT | מעבדת ג'קסון | 2374 | |
| עכברי Csf1r-ECFP (Csf1r-Gal4 / VP16, UAS-ECFP) | מעבדת ג'קסון | 26051 | |
| עכברי Csf1r-EGFP | מעבדת ג'קסון | 18549 | |
| 1x PBS | Life Technologies | ||
| איזואתזיה (איזופלורן) | הנרי שיין בריאות בעלי חיים | 50033 | 250 מ"ל |
| מזרק חמצן | AirTech | ||
| 1 מ"ל, קצה החלקה של טוברקולין | BD | 309659 | |
| 30 גרם x 1 (0.3 מ"מ x 25 מ"מ) מחט | BD | 305128 | |
| פוליאתילן מיקרו צינורות רפואיים | Scientific Commodities Inc | BB31695-PE/1 | 0.28 מ"מ I.D. x 0.64 מ"מ OD |
| מיקרוסקופ כיסוי זכוכית | קורנינג | 2980-225 | עובי 1.5, 22 x 50 מ"מ |
| PhysioSuite MouseSTAT דופק אוקסימטר, תוכנה וחיישנים | מדעית | ||
| פישר | סיינטיפיק | 159015R | |
| כרית גומי רכה | McMaster-Carr | 8514K62 | סרט פוליאוריטן רך במיוחד, 3/16 אינץ' עבה, 12 אינץ' x 12 אינץ', 40 Oo דורומטר, |
| כרית גומי קשיחה | McMaster-Carr | 8568K615 | יריעת גומי ניאופרן בעלת חוזק גבוה בעובי 1/4 אינץ', 12 אינץ' x 12 אינץ', 50 מיקרוסקופ דורומטר |
| אולימפוס | המיקרוסקופ הוא מיקרוסקופ מולטיפוטון לייזר שנבנה בהתאמה אישית המבוסס על מעמד אולימפוס IX-71 המשתמש בעדשת אובייקט 20X 1.05NA. | ||
| סט 7 אגרופים | McMaster-Carr | 3429A12 | קוטר חור 1/4 אינץ' עד 1 אינץ', לאגרוף חורים מונע פטיש |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה