Name: 操作された複合三次元組織インビトロ /インシリコ肺腫瘍モデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 34 s
Description: 学ぶ 3D肺がんモデルによる標的治療薬感受性評価とインシリコ予測手法。コラーゲンスカフォールドを用いた複合的アプローチで、非小細胞肺がんの薬剤応答性を最適化し、臨床前試験の精度向上に貢献します。

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この研究は学際臨床ヴュルツブルクの大学病院の研究（IZKF、グラントBD247）及び（平家Wallesに付与された）バイエルンフィットプログラムのためのセンターが主催しました。

<ol><li>Bhattacharjee, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomedicine+Pharma+firms+push+for+sharing+of+cancer+trial+data%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Biomedicine Pharma firms push for sharing of cancer trial data.</a> Science. 338, 29(2012).</li>
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<li>Buettner, R., Wolf, J., Thomas, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lessons+learned+from+lung+cancer+genomics%3A+the+emerging+concept+of+individualized+diagnostics+and+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Oncol%22%5BJournal%5D)">Lessons learned from lung cancer genomics: the emerging concept of individualized diagnostics and treatment.</a> J Clin Oncol. 31, 1858-1865 (2013).</li>
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<li>Noro, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gefitinib+%28IRESSA%29+sensitive+lung+cancer+cell+lines+show+phosphorylation+of+Akt+without+ligand+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Cancer%22%5BJournal%5D)">Gefitinib (IRESSA) sensitive lung cancer cell lines show phosphorylation of Akt without ligand stimulation.</a> BMC Cancer. 6, 277(2006).</li>
<li>Gill, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+synthetic+matrix+with+independently+tunable+biochemistry+and+mechanical+properties+to+study+epithelial+morphogenesis+and+EMT+in+a+lung+adenocarcinoma+model%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">A synthetic matrix with independently tunable biochemistry and mechanical properties to study epithelial morphogenesis and EMT in a lung adenocarcinoma model.</a> Cancer Res. 72, 6013-6023 (2012).</li>
</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

我々は、バイオマーカー誘導の治療の予測のためのシリコ腫瘍試験システムのin vitro /で組み合わせ確立しています。 in vitroモデルは、また、 シリコ 17 でシミュレートすることができ、特定の突然変異背景に、腫瘍細胞の増殖およびアポトーシスの変化などの化合物のアクションの異なる重要な側面を評価します。ここでは、3D腫瘍モデルの生成および増殖およびアポトーシスの定量化とシリコモデルで予測の確立を含む化合物試験のための標準化されたプロトコルを提示します。 3D腫瘍モデルは、特定の変異を有する腫瘍細胞株に基づいています。細胞は、細胞冠における脱細胞化組織マトリックス上で増殖させます。行列の脱細胞化、二つの金属リング（セルクラウン）、バイオリアクターシステムの組み立てとの固定だけでなく、足場の播種は25前にJoveの中で可視化されています。 試験管内で </em&gt;の<s...

製薬業界は、莫大なコスト1-5を引き起こす臨床段階における癌治療の分野で最大95％の高い離職率に直面しています。この赤字の1つの理由は、現在、潜在的な新規化合物の有効性は、癌細胞株の2D細胞培養でまたは動物モデルでの大規模スクリーニングで評価することです。動物モデルは、より高い複雑さを持っていますが、マウスと男性6,7間の決定的な違いがあります。 10年で、異なるアプローチを使用して3D癌モデルは、2D癌細胞株の培養およびインビボ腫瘍 6,8,9 における複合体との間のギャップを埋めるために生成されています。細胞分化にもシグナル伝達に対する3D環境の影響は数年前にいくつかの研究で示されている（ 例えば 、ミナザビッセルによって）10,11。今日では、多くの3D細胞培養モデルは、スフェロイド培養、ヒドロゲルまたはマイクロ流体チップ12-16として入手可能です。でもthesというかかわらずEモデルは、それらが主に腫瘍担持の効果と影響の薬効を有することが知られている組織の微小環境を欠いている、従来の2D培養システムと比較して複雑性を高めます。 この問題に対処するために、我々は、脱細胞化ブタ空腸に由来するSISmuc（ 小腸、粘膜下層+粘膜 ）と呼ばれる生物学的足場に基づいた3D腫瘍モデルを生成しました。これにより、組織構造や、異なるコラーゲンと同様に基底膜構造としてECMの重要な構成要素は、17を保持されます。このユニークな機能は、上皮から生じ、固形腫瘍の約80％を占める癌の腫瘍モデル生成のために重要です。さらに、我々の組織工学腫瘍モデルにおける増殖速度は、2D培養で達成され、人為的に高い速度に比べて低減されます。増殖が薬効を評価する上で重要なパラメータであるように、薬物検査は類似で我々のモデルで有効になっています17 in vivoでの腫瘍内への条件。 そのEGFRの -biomarker状態が異なる2つの異なる肺癌細胞株のための正常なバイオマーカー依存性薬物の有効性を予測するために我々のモデルの可能性を評価するために、ここで現在のデータ。この変異状態は、NSCLC患者に日常的に決定され始めています。例えば、白金ベースの化学療法18-21のものと比較して、活性化EGFR変異ショー優れた成果を保有する腫瘍に対するEGFR -inhibitorゲフィチニブなどのTKIとターゲットを絞った治療法。 我々は、化合物の有効性を評価するために関連するいくつかの読み出し技術を確立しました。さらに、TGF-β-1刺激後に、我々は、悪性形質転換22,23における重要なステップであると考えられ、薬物RESISTANに接続されたEMTプロセスを、開始した腫瘍細胞における化合物の作用を調査することができますCE 24。 3D腫瘍モデルは、良好なコントラストで標的治療、化学療法、または薬物の組み合わせに細胞特異的応答を監視することができます。さらに強化し、薬剤スクリーニングをスピードアップし、抵抗に遭遇するために、これはシリコシミュレーションにによって補完されます。いくつかの実験に基づいて、腫瘍反応は、薬物およびそれらの組み合わせの完全な範囲についての結果についてインシリコで予測することができます。

<table><tbody><tr><td>組織</td><td>工学および再生医療のバイオリアクター議長、W&uuml;rzburg (GER)</td><td></td><td>Bioreactor setup</td></tr><tr><td>BioVoxxel Toolbox (ImageJ / Fiji)</td><td>Jan Brocher, Thorsten Wagner, https://github.com/biovoxxel/BioVoxxel_Toolbox</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cell crowns</td><td>Chair of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, W&uuml;rzburg (GER)</td><td></td><td>静的3D培養用</td></tr><tr><td>CellDesigner</td><td>http://www.celldesigner.org/</td><td>-</td><td>このソフトウェアは、ネットワークの描画に使用されました。</td></tr><tr><td>クエン酸緩衝液原液(10倍)</td><td>自社生産</td><td></td><td>42 g/L クエン酸一水和物、17.6 g/L 水酸化ナトリウムペレット、脱イオン水、pH 6.0、RTで保存</td></tr>。<tr><td>自社生産</td><td></td>における<td>クエン酸緩衝液の作業溶液</td><td>10% クエン酸緩衝液 脱塩水中の溶液、RTで保存。</td></tr><tr><td>クエン酸一水和物</td><td>VWR, ダルムシュタット (GER)</td><td>1002441000</td> ク<td>エン酸緩衝液に使用</td></tr><tr><td>カバー スリップ</td><td>VWR, ダルムシュタット (GER)</td><td>631-1339</td><td></td></tr><tr><td>DAPI Fluoromount-GTM</td><td>SouthernBiotech, Birmingham (USA)</td><td>SBA-0100-20</td><td></td></tr><tr><td>KEGG, HPRD, QIAGEN などのデータベース (Genes &Pathways)</td><td>http://www.genome.jp/kegg/pathway.html; http://www.hprd.org/; https://www.qiagen.com/de/geneglobe/</td><td>-</td><td>ネットワークトポロジーの生成には、異なる既知の文献データベースが使用された。</td></tr><tr><td>女性ルアーラグスタイルTシャツ</td><td>メドネット、M&uuml;nster (GER)</td><td>FTLT-1</td><td>バイオリアクター セットアップ</td></tr><tr><td>メス ルアー スレッド スタイル、5/16" 六角から 1/4-28 UNF スレッド</td><td>Mednet、M&uuml;nster (GER)</td><td>SFTLL-J1A&nbsp;</td><td>バイオリアクターのセットアップ</td></tr><tr><td>子牛胎児血清</td><td>バイオ&SELL、Feucht(GER)</td><td>FCS。ADD.0500</td><td>熱不活化されていない</td></tr><tr><td>Gefitinib</td><td>Absource Diagnostics GmbH, M&uuml;nchen(GER)</td><td>S1025-100 mg</td><td>100 mMストック溶液、DMSO</td></tr><tr><td>グラスフラスコ(Schott、GER)グラスホース接続付き</td>ウェ<td>ッケルト、キッツィンゲン(GER)</td><td>カスタムメイド</td><td></td></tr><tr><td>Histofix 4%(パラホルムアルデヒド)</td><td>カール・ロス、カールスルーエ(GER)</td><td>P087.1</td><td></td></tr><tr><td>ホースカップリングMednet</td><td>、M&uuml;nster (GER)</td><td>CC-9</td><td>バイオリアクターセットアップ</td></tr><tr><td>バイオリアクター用インキュベーター</td><td>組織工学および再生医療の議長、W&uuml;rzburg (GER)</td><td></td><td>バイオリアクターのセットアップ</td></tr><tr><td>M30 CytoDeathTM ELISA</td><td>Peviva, Bromma (SWE)</td><td>10900</td><td></td></tr><tr><td>オス ルアー インテグラル ロック リング</td><td>Mednet, M&uuml;nster (GER)</td><td>MTLL230-J1A</td><td>バイオリアクターのセットアップ</td></tr><tr><td>モイスチャーチャンバー</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td></td></tr><tr><td>マウス抗汎サイトケラチン</td><td>Sigma-Aldrich, Munich (GER)&nbsp;&nbsp;</td><td>C2562-2ML</td><td>クローンC-11 + PCK-26 + CY-90 + KS-1A3
+M20+A53-B/A2、免疫蛍光法に1/100を使用</td></tr><tr><td>ニードルフリースワブルバルブメス ルアー</td><td>メドネット、M&uuml;nster (GER)</td><td>NVFMLLPC</td><td>バイオリアクターのセットアップ、サンプリング用、ガンマ滅菌済み</td></tr><tr><td>O-リング MVQ 10 赤 37 x 3 mm</td><td>Arcus Dichtelemente、Seevetal (GER)</td><td>21444</td><td>O-リング大、バイオリアクターセットアップ</td></tr><tr><td>O-Ring MVQ 70 赤 27 x 2.5 mm</td><td>Arcus Dichtelemente、Seevetal (GER)</td><td>19170</td><td>O-リング小、バイオリアクターセットアップ</td></tr><tr><td>PAP ペン</td><td>Dako、ハンブルク (GER)</td><td>S002</td><td></td></tr><tr><td>パラフィン</td><td>Carl Roth, Karlsruhe (GER)</td><td>6642.6</td><td></td></tr><tr><td>蠕動ポンプ</td><td>Ismatec, Wertheim-Mondfeld (GER)</td><td></td><td>バイオリアクターのセットアップ</td></tr><tr><td>Phosphate Buffered Saline</td><td>Sigma-Aldrich, Munich (GER)&nbsp;&nbsp;</td><td>D8537-6x500ml</td><td></td></tr><tr><td>ポンプ チューブ カセット</td><td>Ismatec、ヴェルトハイム (GER)</td><td>IS 3710</td><td>バイオリアクターのセットアップ</td></tr><tr><td>Rabbit anti Ki67</td><td>Abcam、ケンブリッジ (英国)</td><td>ab16667</td><td>クローン SP6、1/100 に使用</td></tr><tr><td>Rabbit anti Vimentin</td><td>Abcam、ケンブリッジ (英国)</td><td>ab92547</td> 1<td>/100 IF</td></tr><tr><td>RPMI-1640 medium</td><td>Life technologies、ダルムシュタット (GER)</td><td>61870-044</td><td>37°Cで暖かい。使用前のCウォーターバス</td></tr><tr><td>シリコンチューブ</td><td>カール・ロスGmbH、カールスルーエ(GER)</td><td>HC66.1</td><td>バイオリアクターのセットアップ</td></tr><tr><td>水酸化ナトリウム</td><td>Sigma-Aldrich、M&uuml;ク</td><td>エン酸バッファー</td>分隊 http://sbos.eu/docu/docu/SQUAD/doku.php.htm に使用したnchen(GER)<td>30620-1KG-R</td></tr>-<tr><td></td><td></td><td></td><td>半定量シミュレーションに使用したソフトウェアです。</td></tr><tr><td>滅菌エアフィルター、細孔サイズ0.2 & マイクロ;m</td><td>ザルトリウス・ステジウム・バイオテック、G&ouml;ttlingen (GER)</td><td>16596-HYK</td><td>Bioreactor setup</td></tr><tr><td>Syringe Luer Lok 5 ml</td><td>BD Biosciences, Heidelberg (GER)</td><td>309649</td><td>for bioreactor sampling</td></tr><tr><td>組織培養試験プレート: 6-,&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;12、24、96ウェル</td><td>TPPテクノプラスチックプロダクツAG、Trasadingen(GER)</td><td>92006、92012、92024、92048&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>トランスフォーミング成長因子-ベータ1(TGF-&β;1)キャリア</td><td>細胞シグナル伝達、フランクフルト(GER)</td><td>8915LC</td><td>ストック溶液、滅菌クエン酸緩衝液pH 3.0</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich、M&uuml;nchen (GER)</td><td>X100-1L</td><td></td></tr><tr><td>Tween-20</td><td>Sigma-Aldrich, M&uuml;nchen (GER)</td> <td>P7949-500ml</td><td>免疫蛍光染色の洗浄バッファー用</td></tr></tbody></table>

操作された複合三次元組織<em&gt;インビトロ</em&gt; /<em&gt;インシリコ</em具体的な突然変異背景に薬物の有効性を予測するための&gt;肺腫瘍モデル

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

本研究では、我々は特定の突然変異背景に基づいて、薬物応答の予測を最適化するために、 シリコモデルで用いたin vitro 3D肺腫瘍モデルを組み合わせます。モデルは、基底膜を含む細胞外マトリックス組成物およびアーキテクチャに関する組織特異的特性を再現脱細胞化ブタの足場上に生成されます。私たちは、薬物治療の3日を含め14日以内に人工的な腫瘍組織の生成を可能にするプロトコルを標準化しました。私たちの記事では、読み出しの有効性を評価するための便利なツールである増殖指数Ki67染色の、M30-ELISAによって上清からアポトーシスと間葉転換 （EMT） に上皮の評価の決意のようなスクリーニング技術を、3Dのいくつかの詳細な説明を提供します治療用化合物。我々は、2D培養物にrelatある我々の3D腫瘍モデルにおける増殖の減少を比較し示すことができ臨床状況にエド。このより低い増殖のにもかかわらず、このモデルは、HCC827肺癌細胞株の比較によって示されるように正確にバイオマーカーの状態に応じてEGFR -targeted薬物応答を予測（EGFRは -mutated、KRAS野生型）およびA549（EGFR野生型KRAS -変異） チロシンキナーゼ阻害剤 （TKI）ゲフィチニブで処理しました。ビメンチン/パン - サイトケラチン免疫蛍光染色によって評価されるように、より高度の腫瘍細胞の薬物応答を調べるために、我々は、TGF-β-1との長期治療によりEMTを誘導しました。フローバイオリアクターは、組織の生成を改善し、生理的条件下に培養物を調整するために使用しました。アポトーシス、増殖指数とEMT - -ブール値へのシリコモデルではさらに、我々は、ゲフィチニブ治療またはTGF-β-1刺激の際に薬剤応答の統合を示しています。さらに、当社は、特定の突然変異背景とカウントを有する腫瘍細胞のどの薬物応答を説明します抵抗に対するerstrategiesを予測することができます。我々は、特にそのインシリコ拡大を用いたin vitroのアプローチで私たちの 3Dは2D細胞培養におけるよりもより現実的な条件での前臨床薬物検査のための付加価値を提供することを確信しています。

SISmuc足場（Cに図2A）に基づき、我々は3D腫瘍試験システム（ 図2D）の生成、刺激及び治療 ​​のための標準化された操作手順を確立しました。それぞれ、 図1および図3に示すように、このモデルは、増殖指数及びM30-ELISAを使用して、アポトーシスの定量化の決意を可能にします。3に示すA549およびHCC827モデルの代表的なH＆E染色とゲフィチニブとの一つの代表アポトーシスの測定図 。ここに提示さモデルが正常に診療所における標的阻害剤で治療されているEGFR -mutated NSCLCの例を使用して設計されています。これに対応し、唯一のEGFRは HCC827細胞を-mutatedおよびA549細胞は、アポトーシスの増加によって評価されるように我々のモデルでTKIのゲフィチニブによるEGFR阻害に応答しな...

私たちは、非小細胞肺がん(NSCLC)標的治療に対する感度を研究するために、生物学的コラーゲン足場に基づく3次元(3D)肺がんモデルを提示します。増殖指数、アポトーシス、および上皮間葉転換(EMT)の状態を決定するためのさまざまな読み出し技術を示します。収集されたデータは、薬物感受性の予測のためにin silicoモデルに統合されます。

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

この In Vitro/In Silico 肺がんモデルの全体的な目標は、非小細胞肺がん標的療法の感度を研究し、新物質の有効性を予測することです。この3Dモデルシステムにより、標的治療または直接組み合わせに対する細胞特異的な応答をモニタリングすることができます。この手法の主な利点は、in Silico予測でカバーされているため、より生理学的に関連する環境での前臨床薬物試験を容易にすることができることです。この手法の意味は、特定の突然変異の背景に基づいて薬物反応予測を最適化するために使用できるため、さまざまな腫瘍実体の治療にまで及びます。手順を実演するのは、私たちの研究室の研究助手であるフランツィスカシュミットです。動的培養をセットアップするには、まず、従来のインキュベーターで、摂氏37度、CO2 5%の細胞冠で、静的培養条件下で腫瘍モデルを培養します。3日後、オートクレーブバイオリアクターを組み立て、播種した生物学的小腸粘膜下組織と粘膜足場をシステムに挿入します。次に、45ミリリットルのRPMIを、適切な量のFCSを補充してフラスコに加え、バイオリアクターと培地のフラスコとの間のチューブシステムにニードルフリーサンプリング装置を接続します。バイオリアクターをインキュベーターに入れ、ポンプに接続して腫瘍モデルを培養し、さらに14日間、毎分3ミリリットルの一定の中流量で培養します。従来のインキュベーターでの培養の11日目に、ゲフィチニブで静的腫瘍モデルを治療するには、まずパスツールピペットを使用して古い培地をウェルから取り出します。次に、FCSとゲフィチニブを添加した新たに調製したRPMIを各細胞冠の内側に1ミリリットル、各ウェルの底に1.5ミリリットルを加えます。動的培養からElisaのサンプルを採取するには、培養の11日目から14日目に、シリンジをサンプリング装置に取り付け、バイオリアクターシステムから1ミリリットルの培地を取り出します。次に、Elisaが実行されるまで、サンプルを摂氏マイナス80度で保存します。Ki67陽性核の数を決定するには、まず倒立顕微鏡を使用して、標本の重ならない部分から、各条件の20倍の倍率で2D培養物の5つのDAPIおよび5つのKi67染色蛍光画像を取得します。Ki67 陽性核を手動でカウントするには、フィジーで出現した画像を開き、[プラグイン]、および [セルカウンター] を選択してから、[初期化] をクリックし、カウンタータイプを選択して、各 Ki67 陽性核をクリックします。クリックされたセルの数は、選択したカウンタータイプの横に表示されます。2D画像内の核の総数を自動的に細胞カウントするには、マクロレコーダーを起動し、DAPI画像を開き、画像、タイプ、8ビットをクリックしてから、コントラストの強化をクリックし、飽和パラメータを1に設定して正規化します。画像をシャープにするには、半径 1 とマスク 60 を使用して、アンシャープ マスクを設定します。画像をバインダー化するには、[自動しきい値]をクリックし、黒い背景に白いオブジェクトを使用するReny/Entropyメソッドを選択します。次に、[プラグイン]、[BioVoxxel]の順にクリックし、侵食半径を5にしてセルを分離する流域不規則な機能をクリックします。[解析]をクリックし、粒子を解析し、サイズを02無限に設定し、[summarize]をオンにします。セルの数は、集計テーブルにカウントとして表示されます。次に、[作成]をクリックしてマクロを保存し、さらに2D細胞培養画像で核の自動カウントを可能にします。既知のデータベースを使用して腫瘍ネットワークを生成した後、適切なネットワーク分析ソフトウェアを開き、[ファイル]と[新規]をクリックして、ジョーブ腫瘍モデルを入力します。[OK] をクリックして新しいネットワークを生成し、[North] と [ok] を四角くクローズアップして、二重膜の受容体を視覚化します。ノードを長方形として視覚化するには、汎用タンパク質、EGFR、ネットワーク内のノード Ok.To ラベルの順にクリックし、右クリックして色と形状を変更し、示されているようにノードの色コードを設定します。読み出しパラメータを六角形として可視化するには、表現型を選択し、増殖を入力して、OKをクリックします。次に、右クリックして[色と形状の変更]を再度選択し、カラーコードを255、204、204に設定します。ノード相互作用のエッジを可視化するには、活性化矢印の [State Transition] をクリックし、鈍化抑制矢印の [inhibition] をクリックします。次に、ファイルをクリックして名前を付けて保存し、生成されたシグナルネットワークをjove tumor models.xmlとして保存します。システム平衡の定常状態解析を行うには、SQUADソフトウェアを開き、load networkをクリックして、jove tumor models. xmlファイルをアップロードします。[解析の実行]をクリックします。シミュレーションプロトコルを作成するには、[advanced]、[pertubator]の順にクリックし、[プロトコルの編集]をクリックして、抗EGFR耐性をシミュレートします。次に、穿刺をクリックし、定常状態4に等しい標準初期状態を選択します。[追加] をクリックして新しい定数パルスを追加し、状態パラメーターを選択して、ターゲットを FLIP に、時間を 0 に、値を 4 に設定します。[OK]をクリックし、同じ方法でc-METとGefitinibの状態を設定します。アクティブ EGFR ノードに状態値を設定するには、「アクティブ・ノード」をクリックし、次に「編集」をクリックします。状態を 8 に設定し、[OK] をクリックします。[OK] をクリックして、プロトコルを保存します。特定の曲線を表示するには、オプションパネルで、EGF-EGFR、スターEGF-EGFR、スターメック、カスパーゼ、PI3K、ゲギチニブ、アポトーシス、増殖、MEk阻害剤、PI3K阻害剤を選択します。次に、[初期化して実行]をクリックして、システム応答の完全なシミュレーションを開始します。PI3KとMek阻害剤の組み合わせ治療をシミュレートするには、プロトコルの編集をクリックします。次に、先ほど示したのと同じノードパラメータを使用して、pertubationをクリックし、続いてaddをクリックして、新しい定数パルスを追加します。次に、状態パラメータを選択し、ターゲットをPI3K阻害剤に、時間をゼロに、値を1に設定して、[OK]をクリックします。もう一度「add」をクリックして別の新しい定数パルスを追加し、stateパラメータの下でターゲットをMek阻害剤に設定し、時間をゼロに、値を1に設定し、「ok」をクリックし、続いて再度「ok」をクリックしてプロトコルを保存します。オプションパネルで、先ほど示したのと同じノードをグラフィカル表現に使用し、initialize and runをクリックして、システム応答の完全なシミュレーションを開始します。次に、シミュレーションを終了するには、[リセット] をクリックします。この3D腫瘍検査システムは、増殖指数の決定を容易にします。また、M30 Elisaを使用したアポトーシスの定量化。例えば、この代表的な実験では、静的培養条件下でインキュベートしたEGFR変異HCC827腫瘍細胞のみが上皮成長因子の阻害に応答しました。チロシンキナーゼ阻害剤であるゲフィチニブによる、HCC827腫瘍モデルシステムで観察されたアポトーシスの増加によって明らかになります。ここでは、上皮間葉系遷移誘導剤、TGF-β-1シミュレーションの有無にかかわらず、静的な3D腫瘍モデルの代表的な画像を示します。治療された腫瘍細胞培養におけるビメンチン発現の増加に注意してください。動的条件下では、ゲフィチニブは、未処理の制御培養物と比較して、チロシンキナーゼ阻害剤の存在下での組織様構造の減少によって証明されるように、EGFR変異HCC827細胞に対して強力な効果を発揮します。このグラフでは、HCC827細胞における変異のドライブ、EGFRとc-METの共活性化、増殖速度の増加、アポトーシス速度の低下の経時的なシミュレーションが観察されており、MEKとPI3Kの活性化と相関するゲフィチニブ誘導耐性を反映しています。実際、PI3K阻害剤とMEK阻害剤の組み合わせをモデル化すると、抗EGFR耐性効果が逆転し、増殖が減少し、アポトーシスが誘導されます。この手順に続いて、ウェスタンブロットなどの他の方法を実行したり、下流のシグナル伝達経路を調査したりすることができます。さらに、異なる細胞タイプとの共培養システムを使用して、腫瘍微小環境におけるさまざまな細胞間のクロストークを分析することもできます。この技術は、医薬品開発の分野の研究者がSilicoでの薬効を探求する道を開きます。このビデオを見れば、シグナル伝達の変化をシミュレートし、さまざまな変異や背景で得られるシステム応答を分析することで、層別化された患者グループにおける薬効を予測する方法について十分に理解できるはずです。

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操作された複合三次元組織

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