1. Preparazione degli aghi di microiniezione
- Accendere un tiratore di micropipette e impostare i seguenti parametri (calibrato per il modello di espellere micropipette elencato nella Tabella dei materiali): Calore, 680; Tirare, 75; Velocità, 40; Tempo, 55; Pressione: 530.
- Fissare un capillare di vetro borosilicato nell'eschetto micropipette e tirare il capillare per fare due aghi. Ripetere l'operazione per tutti gli aghi desiderati.
2. Coltura cellulare per l'impianto
NOT: Quando si utilizza questo protocollo, qualsiasi linea cellulare del cancro dei mammiferi può essere utilizzata per l'impianto in embrioni di pesce zebra come xenografi. Tuttavia, c'è molta variazione nella risposta angiogenica indotta tra diverse linee cellulari5,11,12. È stato dimostrato che le cellule di melanoma murine B16-F1 inducono una forte risposta angiogenica negli embrioni di pesce zebra11 e sono quindi appropriate per l'uso in questo protocollo.
- Coltivare le cellule B16-F1 a 37 cm in una fiaschetta di 75 cme 2 utilizzando un supporto MEM-z, integrata con siero fetale bovino (FBS) a una concentrazione finale del 10% (v/v) e Penicillin /Streptomycin, ciascuna ad una concentrazione finale di 100 g/mL.
- Rimuovere il supporto da un flacone 95-100% confluente 75 cm2 di cellule B16-F1 e lavare le cellule in 5 mL di salina con buffer fosfato a temperatura ambiente (PBS).
- Rimuovere il PBS da 5 mL, aggiungere 2 mL di temperatura ambiente 0,25% Trypsin/ acido etilenediaminetracetico (EDTA) e incubare a 37 gradi centigradi per 60 s.
- Toccare il lato del pallone per determinare se le cellule stanno cominciando a perdere il loro attaccamento alla parte inferiore del pallone.
- Aggiungere 8 mL di temperatura ambiente MEM-z con 10% FBS nel pallone, pipetta contro l'interno del pallone per portare tutte le cellule che rimangono aderenti al fondo del pallone in sospensione e pipetta la sospensione cellulare in un tubo da 15 mL.
- Centrifugare la sospensione cellulare a 800 x g, 4-8 s C per 5 min, aspirare il supporto e procedere all'etichettatura delle cellule con colorante.
3. Etichettatura delle celle B16-F1 con colorante fluorescente
NOT: Per distinguere tra le cellule tumorali impiantate e le altre cellule dell'embrione, le cellule tumorali devono essere etichettate con un colore fluorescente appropriato prima dell'impianto. Questo passaggio può essere saltato se le cellule esprimono già giornalisti fluorescenti.
- Incubare 2 mL di MEM-smaciola senza siero a 37 gradi centigradi.
- Preparare una soluzione di riserva del colorante scelto e diluirla in mezzi MEM-z senza sciometto pre-incubati per realizzare una concentrazione praticabile (esempi di coloranti e concentrazioni appropriati per le cellule B16 F1 sono forniti nella Tabella dei Materiali).
- Pipetta 1 mL della soluzione di tintura nel pellet cellulare (dal passaggio 2.6), mescolare accuratamente pipettando, quindi aggiungere l'altro 1 mL di soluzione di tintura e mescolare.
- Incubare le cellule e la miscela di tintura a 37 gradi centigradi per 40 min, mescolando dolcemente a 20 min.
- Centrifugare la sospensione cellulare a 800 x g, 4-8 s C per 5 min.
- Aspirare il supernatante e lavare le cellule etichettate pipettando con 5 mL di PBS.
- Centrifugare nuovamente la sospensione cellulare a 800 x g, 4-8 gradi centigradi per 5 min, aspirare il supernatante e posizionare le cellule sul ghiaccio fino a quando non sono pronte per l'impianto.
NOT: Il pellet finale della cellula tumorale dovrebbe avere un volume di 20-40.L.
4. Preparazione di embrioni per l'impianto
NOT: Scegliere una linea di pesci zebra transgenici con vasi sanguigni etichettati fluorescentmente (ad esempio kdrl:RFP, fli1a:EGFP, ecc.) 13 del sistema , 14.
- Due giorni prima dell'impianto, deporre le uova del pesce zebra come descritto in precedenza e raccogliere gli embrioni15.
NOT: Poiché non stiamo iniettando questi pesci in una fase precoce, non hanno bisogno di essere raccolti entro 20 min di deposizione delle uova come descritto da Rosen et al.15, ma possono essere raccolti dopo poche ore di accoppiamento.
- Mettere gli embrioni in piatti di coltura da 100 mm ad una densità di circa 100 embrioni/piatto.
- Aggiungere 50 mL di E316 (completati con 5 oluna di una soluzione di riserva di 1% w/v di blu di metilene per evitare la contaminazione) ad ogni piatto, pulire eventuali embrioni o detriti morti e tenere il piatto in un'incubatrice scura a 28 gradi centigradi fino a quando non è pronto per l'iniezione.
- A 1 giorno dopo la fecondazione (dpf), aggiungere 1-fenil-2-thiourea (PTU) ad ogni piatto per produrre una concentrazione finale di 30 mg/L PTU in E3. PTU previene la pigmentazione, che può interferire con la capacità di visualizzare le cellule tumorali e vasi sanguigni.
- A 2 dpf, utilizzare aghi o pinzette per dechorionate manualmente tutti gli embrioni che non sono schiusi. Utilizzando un microscopio fluorescente, selezionare tutti gli embrioni transgenici necessari per lo xenotrapianto (50-200).
- Prima dell'impianto, anatetizzare gli embrioni selezionati in una soluzione di 300 g/mL di Tricaine in E3 al fine di prevenire il movimento durante la procedura di iniezione.
- Riempire un piatto da 35 mm con un 2% di metilcellulosa in soluzione E3 per un quarto del volume del piatto.
- Utilizzare una pipetta di trasferimento per posizionare circa 50 embrioni (riducendo al minimo il volume della soluzione E3 anche trasferiti) sulla metilcellulosa.
- Utilizzare una punta pipetta Microloader per disporre gli embrioni in modo che siano tutti orientati verticalmente, con le teste verso l'alto e con il lato sinistro rivolto verso l'alto.
NOT: I passi 4.7-4.9 possono essere effettuati anche disponendo gli embrioni su un blocco di agarose come descritto in precedenza17, ma secondo la nostra esperienza, gli embrioni sono più facilmente disposti quando disposti in metilcellulosa.
5. Iniezione perivitelina delle cellule tumorali dei mammiferi in 2 embrioni dpf
NOT: Per garantire che le cellule si aggregano come un innesto quando impiantate, le cellule devono essere mescolate insieme a una miscela di matrice extracellulare (ECM). Abbiamo descritto i passaggi per fare una tale miscela di cellule / ECM quando si utilizza una miscela ECM a cui si fa riferimento nella Tabella dei Materiali. Se si utilizza una matrice alternativa, i passaggi devono essere regolati di conseguenza.
- Dividere uno stock di ECM in 100 aliquote in 500 tubi l e conservare a -20 gradi centigradi fino a quando necessario.
- Scongelare un'aliquota di ECM e aggiungere 100 L di PBS per diluire la miscela al 50% (v/v).
NOT: Il 50% di diluito ECM può essere immagazzinato a 4 gradi centigradi per un massimo di 1 mese.
- Mescolare bene il 50% ECM con il pellet a cellule B16-F1 (dal punto 3.7) pipettando e mescolando, per produrre una miscela di cellule/ECM in un rapporto 2:1 e conservare la miscela sul ghiaccio.
- Utilizzando una pipetta microcapillare, occupano 3-10 l. di cellule.
- Inserire con attenzione la punta della pipetta in un ago ed espellere la miscela B16-F1/matrice all'estremità dell'ago.
- Inserire l'ago nel portaaago e inclinarlo con un angolo di 45 gradi rispetto al piatto.
- Rompere la punta dell'ago utilizzando una pinzetta per fare un buco abbastanza grande per le cellule da espellere dall'ago senza spremere le cellule.
- Accendere il cilindro d'aria pressurizzato collegato all'apparato di iniezione e attivare momentaneamente l'iniettore in modalità "continua" per spingere le cellule sulla punta dell'ago.
- Togliere l'ago dal piatto e sostituire il piatto con un emocitometro.
- Mettere una goccia di olio sull'emocitometro e iniettare l'ago una volta su questa goccia.
- Contare il numero di cellule espulse con un singolo impulso utilizzando l'emocitometro e calibrare l'ago per espellere circa 150 cellule per impulso regolando la durata dell'impulso.
NOT: L'espulsione di questa quantità di cellule per impulso richiederà diversi impulsi per impiantare con successo uno xenotrapianto. Questo darà al ricercatore un maggiore controllo sulla dimensione finale dello xenotrapianto tumorale permettendo loro di regolare moderatamente il numero / posizione degli impulsi per rendere ogni xenotrapianto più grande o più piccolo come meglio credono.
- Puntare l'ago verso il sacco del tuorlo di un embrione e spingerlo attraverso il sacco del tuorlo in una direzione ventrale fino a quando la punta dell'ago è emersa dal sacco del tuorlo e sta spingendo l'epidermide embrionale sul lato ventrale dell'embrione appena posteriore al cuore.
NOT: Posizionare l'ago in modo che entri nel sacco del tuorlo embrionale anteriore alla posizione finale in cui le cellule verranno espulse. Questo farà in modo che le cellule saranno espulse in una direzione lontano dal cuore, diminuendo la probabilità di iniettare le cellule nella vena cardinale comune.
- Spingere con attenzione la punta dell'ago in avanti un po 'fino a creare uno spazio (spazio perivitelina) tra l'epidermide e la membrana sac del tuorlo e poi pulsare l'iniettore per espellere parte della miscela cellulare nello spazio perivitelina.
- Ripetere gli impulsi fino a quando 500-800 cellule sono state iniettate nello spazio perivitelina, creando un rigonfiamento visibile che si estende almeno la metà del percorso lungo il fondo del sacco del tuorlo, quindi rimuovere l'ago dall'embrione.
NOT: Se le cellule bloccano l'ago o sono danneggiate durante l'iniezione, svuotare l'ago passando momentaneamente alla modalità "continua" e quindi di nuovo a "impulso". Questo dovrebbe sbloccare l'ago e consentire alle cellule di essere espulse liberamente e intatte.
- Continuare a fare lo stesso per tutti gli embrioni nel piatto, caricando un nuovo ago con cellule tumorali quando necessario.
- Dopo aver iniettato tutti gli embrioni, rimuovere l'ago e spingere tutti gli embrioni insieme utilizzando una punta di pipetta microcapillare in modo che possano essere pipettati con il minor numero possibile di metilcellulososa.
- Trasferire gli embrioni in un piatto di recupero contenente E3 (con PTU e blu di metilene) e lavarli con il pipificamento dolcemente E3 intorno agli embrioni.
NOT: A questo punto, gli embrioni xenoinneto possono essere trattati con farmaci separandoli in piatti diversi e aggiungendo una soluzione farmacologica a un piatto e una soluzione di controllo (come il veicolo antidroga) all'altro piatto.
- Incubare gli embrioni a 34 gradi centigradi ed eseguire due volte i controlli giornalieri per rimuovere gli embrioni morti o adedematosi dal piatto.
NOTA: è stata ritenuta la temperatura ottimale per la vascolarizzazione dello xenotrapianto ed è stato utilizzato anche da altri studi che utilizzano l'angiogenesi xenotrapianto embrionale del pesce zebra18. Gli xenogratto possono essere immagine in qualsiasi momento fino a 48 hpi (ore dopo l'impianto).
6. Immagini dal vivo
- A 48 hpi, identificare 3-5 embrioni sani senza edema. Anasthetizzare in 150 g/mL Tricaine e montarli lateralmente in 1% Low Melting Point (LMP) agarose come precedentemente descritto19.
NOT: Mentre l'agarose si sta solidificando, utilizzare una punta di pipetta microcapillare per mantenere gli embrioni posizionati lateralmente.
- Accendere il microscopio confocale, il controllore del microscopio, i laser e il software informatico per il controllo del microscopio.
- Posizionare il piatto al microscopio confocale. Utilizzando un ingrandimento 20x, l'obiettivo di immersione dell'acqua, posizionare lo xenotrapianto al centro del campo utilizzando l'imaging del campo luminoso.
- Selezionare i laser di eccitazione appropriati per rilevare il tinrito utilizzato per etichettare le cellule tumorali e il fluoroforo utilizzato per etichettare i vasi sanguigni del pesce zebra.
- Regolare il guadagno per ogni laser ad un livello che consente il rilevamento di entrambe le cellule tumorali e i vasi sanguigni.
NOT: Una volta stabilite le impostazioni confocali, assicurarsi che siano mantenute invariate durante l'esperimento in modo da poter fare confronti tra gli xenogrini.
- Utilizzando il canale laser appropriato per le cellule tumorali, determinare un volume da immaginare che include l'intero volume dello xenotrapianto, consentendo almeno una o due sezioni ottiche su entrambi i lati dell'innesto. Utilizzare intervalli di sezione che si trovano a circa 5 m di distanza per creare uno z-stack.
NOT: È essenziale che lo z-stack contenga l'intero volume dello xenotrapianto.
- Utilizzando l'imaging a due canali, immagini sia lo xenotrapianto tumorale che i vasi sanguigni. Ripetere i passaggi da 6.6 a 6.7 per ogni larva da immaginare.
7. Immagine time Lapse
NOT: Questo modello è molto adatto per l'imaging di processi cellulari dinamici grazie alla sua trasparenza e alla disponibilità di transgenici di pesci zebra che etichettano fluorescentmente diversi tipi di cellule. Questo rende l'imaging time-lapse un'applicazione chiave di questo modello.
- Accendere la camera ambientale e impostare a 34 gradi centigradi almeno 2 h prima dell'imaging. Se la camera non è umidificata, aggiungere piatti d'acqua.
- Anestesizza 3-5 embrioni (utilizzando 120 Tricaine a 2 dpf e 100 Tricaine a 3 dpf) e montali lateralmente in 0,8% di Agarose per l'imaging time-lapse secondo il protocollo precedentemente descritto19.
NOT: Mentre l'agarose si sta solidificando, utilizzare una punta di pipetta microcapillare per mantenere gli embrioni posizionati lateralmente.
- Impostare l'attrezzatura e l'immagine dello xenotrapianto come descritto nei passaggi 6.2-6.7, acquisendo z-stack s dello xenotrapianto a intervalli di 10 min.
NOT: L'embrione deve essere mantenuto a 34 gradi centigradi mentre viene immaginato e l'E3 sopra le larve in agar deve essere controllato e integrato occasionalmente per garantire che non si asciughi.
8. Quantitazione della risposta angiogenica al pesce zebra Xenograft
NOTA: i passaggi seguenti utilizzano il software di analisi delle immagini 3D. I passaggi specifici variano a seconda del software utilizzato.
- Trasferire i file di immagine confocale z-stack di uno xenotrapianto tumorale in una nuova cartella sul software 3D Image Analysis.
NOT: Per quantificare i livelli di vascolarizzazione del tumore, i Protocolli di misurazione devono essere creati con impostazioni calibrate in modo che possano essere utilizzati per misurare il volume del tumore o il volume del vaso per tutti gli xenotraptanti.
- Per creare il protocollo "Volume tumorale" per misurare il volume degli xenopifti tumorali, vai alla scheda "Misurazione" nel menu in alto e trascina i protocolli denominati "Trova oggetti" dall'elenco dei protocolli che appare sul lato sinistro della finestra verso lo spazio che si intitola "Trascinare le attività qui per effettuare le misurazioni".
- Assicurarsi che questo protocollo sia impostato per misurare gli oggetti nel canale del tumore, quindi trascinare i protocolli denominati "Clip to ROIs" e "Make ROI from Population" dall'elenco dei protocolli allo spazio "Drag tasks here to make measurements". Assicurarsi che questi due comandi si applichino agli oggetti identificati da "Trova oggetti".
- Prima di calibrare le impostazioni di questo protocollo, vai al menu a discesa sopra l'etichetta "Mode" in alto a sinistra della finestra e seleziona la vista "Extended Focus".
- Deselezionare i canali non tumorali nel riquadro all'estrema destra facendo clic sul cerchio nero sotto ogni intestazione del canale, in modo che solo il canale tumorale può essere visto. Utilizzare lo strumento "Mano libera" nella parte superiore della finestra per disegnare una "regione di interesse" (ROI) intorno a tutto il volume del tumore.
NOT: Fare attenzione a garantire che nessuno del tumore è lasciato fuori dal ROI. Questo fornirà un'area su cui eseguire il protocollo durante la calibrazione delle impostazioni.
- Selezionare l'etichetta "Riepilogo" nel pannello sotto l'immagine e impostare l'opzione "Visualizza" per visualizzare "Popolazione 2". Per calibrare, fare clic sull'asterisco nell'attività Trova oggetti, che si aprirà la finestra delle impostazioni. Regolare la "Soglia" utilizzando "Intensità" e determinando la soglia "Inferiore" fino a quando non vengono selezionate solo le cellule tumorali e non la fluorescenza di fondo.
NOT: Questo è importante in modo che venga rilevata solo la fluorescenza delle cellule tumorali nel ROI selezionato (estratto in 8.5) e non viene misurata alcuna fluorescenza di fondo.
- Determinare la "Dimensione minima dell'oggetto" in modo che solo le celle intatte vengano misurate rispetto agli elementipiù piccoli di detriti cellulari (ad esempio impostando "Dimensione minima dell'oggetto" su 100 m 3). Salvare questo protocollo come "Volume del tumore" facendo clic sulla scheda Misure nel menu in alto e facendo clic su "Salva protocollo" e utilizzare le stesse impostazioni per misurare tutti gli xenotrapianto.
- Per misurare il volume dei vasi sanguigni associati allo xenotrapianto, è necessario creare un nuovo protocollo. Vai al menu in alto, fai clic sulla scheda Misure e fai clic su "Cancella protocollo". Trascinare le attività "Trova oggetti" e "Ritaglia in ROI" nello spazio intitolato "Trascina le attività qui per effettuare misurazioni" per questo protocollo.
- Assicurarsi che il primo comando sia impostato per misurare gli oggetti nel canale del vaso sanguigno e che il seguente comando sia impostato per applicare agli oggetti identificati dal primo comando. Quindi deselezionare i canali non-nave nel riquadro di estrema destra in modo che solo i vasi sanguigni possono essere visti.
- Determinare le impostazioni per il "Volume del vaso" in modo simile al protocollo "Volume del tumore" e salvare questo protocollo come "Volume del vaso" (vedere 8.6-8.7).
- Cancellare il protocollo e disegnare un ROI intorno allo xenotrapianto, avendo cura di non includere alcuna autofluorescenza non-tumorale. Misurare la somma del volume degli oggetti nel canale tumorale all'interno di questo ROI facendo clic sulla scheda Misure, selezionando il comando "Ripristina protocollo" e scegliendo il protocollo "Volume tumorale".
- Utilizzando il nuovo ROI realizzato dal protocollo "Volume del tumore", utilizzare il protocollo "Volume del vaso" per misurare il volume totale degli oggetti nel canale del vaso all'interno di questo ROI facendo clic sulla scheda Misure, selezionando il comando "Ripristina protocollo" e scegliendo il pulsante "Vessel Volume" protocollo.
- Dividere il volume del vaso per il volume del tumore e moltiplicare la risposta per 100 per ottenere un valore percentuale di vascolarizzazione dell'innesto.
- Ripetere i passaggi da 8.11 a 8.13 per tutti gli altri xenogri.