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Articolo metodologico

Ex vivo dal vivo Imaging di polmone metastasi e il loro micro

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DOI:

10.3791/53741

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3 febbraio 2016

 ,  ,  , 

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Descriviamo un metodo relativamente semplice per ex vivo l'imaging dal vivo del tumore interazioni cellula-stroma all'interno di metastasi polmonari, utilizzando i reporter fluorescenti nei topi. Utilizzando la microscopia confocale spinning-disk, questa tecnica consente la visualizzazione di cellule vive per almeno 4 ore e potrebbe essere adattato per studiare altre malattie polmonari infiammatorie.

Abstract

Metastasi è una delle principali cause di morbilità e mortalità per cancro. Metastasi è un processo a più fasi e causa della sua complessità, le esatte processi cellulari e molecolari che regolano la diffusione e la crescita metastatica sono ancora sfuggente. Immagini dal vivo permette la visualizzazione delle interazioni dinamiche e spaziali delle cellule e il loro microambiente. I tumori solidi comunemente metastasi ai polmoni. Tuttavia, la posizione anatomica dei polmoni rappresenta una sfida per l'imaging intravitale. Questo protocollo fornisce un metodo relativamente semplice e veloce per ex vivo l'imaging dal vivo delle interazioni dinamiche tra le cellule tumorali e la loro stroma circostante all'interno di metastasi polmonari. Utilizzando questo metodo, la motilità delle cellule tumorali, nonché le interazioni tra cellule tumorali e cellule stromali nel loro microambiente possono essere visualizzati in tempo reale per diverse ore. Utilizzando topi transgenici reporter fluorescente, una linea cellulare a fluorescenza, iniettabili fluorescentemolecole e / o anticorpi, componenti multipli del microambiente polmonare possono essere visualizzati, come i vasi sanguigni e cellule immunitarie. Per immagine diversi tipi cellulari, è stato usato un disco rotante microscopio confocale che permette a lungo termine di imaging continuo con acquisizione delle immagini rapida, a quattro colori. filmati time-lapse compilati da immagini raccolte su più posizioni e piani focali mostrano le interazioni tra metastatico dal vivo e le cellule immunitarie per almeno 4 ore. Questa tecnica può essere ulteriormente utilizzato per testare chemioterapia o terapia mirata. Inoltre, questo metodo potrebbe essere adattato per lo studio di altre patologie polmonari correlati che possono influenzare il microambiente polmonare.

Introduzione

L'aspetto più letale del cancro sono le metastasi, che rappresentano oltre il 90% della morbilità e della mortalità correlate al cancro1. La metastasi è un processo a più fasi e, a causa della sua complessità, gli esatti meccanismi cellulari e molecolari che governano la disseminazione e la crescita metastatica sono ancora sfuggenti. Per metastatizzare, le cellule tumorali nel tumore primario devono staccarsi dalle cellule vicine e dalla membrana basale, attraversare la matrice extracellulare, intravasare, viaggiare attraverso vasi sanguigni o linfatici, stravasare nel sito secondario e, infine, sopravvivere e stabilire tumori secondari. Oltre alle propriet....

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Protocollo

Tutte le procedure descritte devono essere eseguite in conformità con le linee guida e regolamenti per l'uso di animali vertebrati, tra cui l'approvazione preventiva della Istituzionale Cura locali animali e del Comitato Usa (IACUC).

1. Generazione di polmone metastasi per ex vivo l'imaging dal vivo (transgenico o la coda Vein Injection)

NOTA: metastasi polmonari possono essere generati utilizzando modelli murini geneticamente o per via endovenosa (ev) delle cellule tumorali.

  1. Generare metastasi polmonari per l'imaging attraversando un modello murino di tumore geneti....

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Risultati

Utilizzando la microscopia confocale spinning-disk, i vari sistemi modello mouse e iniettabili, il microambiente metastatico possono essere visualizzati e monitorati nel tempo. L'utilizzo di un MMTV-PyMT; ACTB-ECFP; c-fms-EGFP tripla modello di topo transgenico, diversi componenti cellulari sono fluorescente (Figura 2A, Film 1). La struttura tipica del parenchima polmonare può essere visualizzato nel canale PCP poiché tutte le cellule esprimono ECFP sotto i.......

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Discussione

Questo manoscritto descrive un metodo dettagliato per ex vivo l'imaging dal vivo di metastasi polmonare in modelli murini di metastasi. Questo protocollo di imaging fornisce una visualizzazione diretta delle interazioni tumore a cellule-stroma dinamici e spaziali all'interno del microambiente polmonare. Si tratta di un metodo relativamente semplice e veloce che permette l'imaging affidabile di metastasi polmonari per almeno 4 ore. Film acquisiti da questi esperimenti possono essere utilizzati per mo.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare. Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati condotti in conformità con i protocolli approvati dall'IACUC, UCSF.

Ringraziamenti

Ringraziamo Nguyen H. Nguyen per il suo aiuto tecnico e Audrey O'Neill per il supporto con il microscopio confocale a disco rotante Zeiss Cell Observer. Questo lavoro è stato supportato da una borsa di studio post-dottorato del Dipartimento della Difesa (W81XWH-11-01-0139) e dal Weizmann Institute of Science-National Postdoctoral Award Program for Advancing Women in Science (to V.P.).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
MMTV-PyMT/FVB topiJackson Laboratory2374Topi femmina
Topi ACTB-ECFP/FVBUCSF Werb labTopi femmina
c-fms-EGFP/FVB topiUCSF Werb labTopi femmina
Topi FVBJackson Laboratory1800Topi femmina
GFP+ VO-PyMT celluleUCSF Werb lab
70.000 kDa Destronano, coniugato con rodaminaInvitrogenD1818Diluire a  4 mg/ml in 1 x PBS e conservare a -20  °C. Utilizzare 0,4 mg per animale.
10.000 kDa Dextran, Alexa Fluor 647 coniugatoInvitrogenD22914Diluire a  4mg/ml in 1 x PBS e conservare a -20  °C. Utilizzare 0,4 mg per animale. 
Anticorpo Gr-1 anti-topo Alexa Fluor 647UCSF Nucleo di anticorpi monoclonaliStock 1mg/ml. Utilizzare 7 ug per animale.
Anestesiaapprovata da IACUC, utilizzata per anestesia e/o eutanasia
1X PBSUCSF impianto
PBS, USP sterile Amresco INCK813-500MLGrado ultra puro per iniezione endovenosa
di polistiroloVerrà utilizzato come pannello di dissezione
Forbici fini affilate Fine Science Tools14060-11
PinzeRoboz Surgical StoreRS-5135
Sterilizzatore a perline caldeFine Science Tools18000-45Accendere 30 minuti prima dell'uso
AriaUCSF
OssigenoUCSF
Anidride carbonicaUCSF
1 mL siringa senza ago BD309659
27 G x 1/2 ago   BD305109per iniezione endovenosa
20 G x 1 ago, smusso corto  BD305178
Agarosio a bassa temperatura di fusione Lonza50111Per preparare 10 ml di soluzione, pesare 0,2 g di agarosio, aggiungere a 10 ml 1 x PBS e scaldare per sciogliere. L'agarosio si solidifica a temperatura ambiente, quindi mantiene in una temperatura di 37 ° C bagnomaria fino al momento dell'utilizzo per il gonfiaggio.
Terreno RPMI-1640 senza rosso fenoloLife Technologies11835-030
Piastra di imaging a 24 pozzetti E& K scientificEK-42892
Vetrini di copertura, 15 mm Fisher Scientific22-031-144
Regolatore digitale di CO2 e temperaturaOkolabDGTCO2BXhttp://www.oko-lab.com
Camera climaticaOkolabhttp://www.oko-lab.com
Cell Observer Microscopio confocale a disco rotanteZen Zeiss
MicroscopioinvertitoCarl Zeiss IncZeiss Axiovert 200M
fotocamera ICCDStanford PhotonicsXR-Mega-10EX S-30
Testa di scansione confocale a disco rotanteYokogawa CorporationCSU-10b
ImarisBitplane
mManagerVale lab, UCSFSoftware open source
anestetica di coltura cellularePiattaforma Software

Riferimenti

  1. Chaffer, C. L., Weinberg, R. A. A perspective on cancer cell metastasis. Science. 331 (6024), 1559-1564 (2011).
  2. Plaks, V., Kong, N., Werb, Z. The cancer stem cell niche: how essential is the niche in regulating stemness of tumor cells. Cell stem cell. 16 (3....

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