방법 논문

therapy-induced senescent cancer cells의 유세포 분석 기반 정량화

2025년 7월 8일

이 논문에서

초록

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출처: Flor, A., et al. 유세포 분석에 의한 노화 종양 세포 식별 및 농축을 위한 원적색 형광 노화 관련 β-갈락토시다제 프로브. J. Vis. 특급 (2022년)

이 비디오는 이중 노화 마커로 치료 유도 노화 암세포를 정량화하기 위한 유세포 분석 기반 분석을 보여줍니다. 노화 세포의 검출 및 정량화에는 β-갈락토시다아제 기질을 사용하는 것이 포함됩니다. 기질은 노화 세포 내에서 활성 리소좀 β-갈락토시다아제에 의해 절단되어 자가형광 리포푸신 과립과 함께 노화 암세포를 표시하는 형광 생성물을 생성합니다.

프로토콜

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1. 배양된 암세포에서 화학요법 약물에 의한 노화 유도

참고: 이 섹션의 모든 세포 조작 단계는 멸균 방법을 사용하여 생물 안전 캐비닛에서 수행해야 합니다. 이 섹션은 부착성 세포 유형에 대해 작성되었습니다. 현탁 세포는 언급된 바와 같이 적절한 변형과 함께 사용될 수 있습니다.

  1. 사용된 특정 세포주를 제공한 공급업체 또는 실험실의 표준 프로토콜에 따라 암 세포주를 성장시킵니다.
    메모: 낮은 계대 세포(p < 10)는 처리되지 않은 세포 샘플에서 복제 노화 수준이 낮기 때문에 일반적으로 선호됩니다.
  2. 약물에 의한 노화 유도 하루 전에 트립신-EDTA 0.25%(또는 권장에 따라)로 세포를 채취합니다. 동일한 부피의 완전한 배양 배지를 추가하여 트립신을 중화하고 세포 현탁액을 멸균 원뿔형 튜브로 옮깁니다.
    메모: 이 단계는 부유 세포에는 필요하지 않습니다.
  3. 표준 혈구계 방법을 사용하여 세포를 계수하고 세포/mL를 기록합니다. 플레이트 셀 1 × 10 3-10 × 103 cells/cm2 in standard 6-well plastic culture dish.
    메모: 최적의 도금 밀도는 세포의 증식 속도에 따라 달라지며 사용자가 결정해야 합니다. 세포는 치료 시점에 약 10%-20% 포화도에서 대수상 성장해야 합니다(즉, 도금 후 18-24시간 배양 후). 현탁 세포의 시작 밀도(cells/mL)는 사용자가 결정해야 합니다. 6-well plate는 일반적으로 하나의 standard 유세포 분석 샘플에 대해 well당 충분한 노화 cell을 생성합니다. 유동 분류의 경우, 다운스트림 분석을 위해 충분한 수의 노화 세포를 회수할 수 있도록 훨씬 더 큰 표면적(예: 여러 P150 플레이트)을 사용해야 합니다(≥1 × 10,6).
  4. 도금된 세포를 5% CO2와 습도 팬이 있는 37°C 인큐베이터에서 밤새(18-24시간) 배양합니다.
  5. 노화를 유발하는 화학 요법 약물로 도금된 세포를 치료합니다. 하나 이상의 양성 대조군, 예를 들어, 에토포사이드(ETO) 또는 블레오마이신(BLM)을 포함합니다. 약물별로 중복 웰을 준비합니다. 차량 전용 처리된 한 세트를 control.
    으로 포함합니다. 메모: 사용자는 사용 중인 세포주에서 노화 유도를 위한 최적의 농도를 결정하기 위해 각 실험제에 대한 용량 곡선을 테스트해야 합니다.
  6. 37% CO2와 습도 팬이 있는 5°C 인큐베이터에서 4일 동안 세포를 배양하여 노화를 시작합니다. 광학 현미경을 사용하여 예상되는 형태 변화를 매일 검사합니다.
    메모: 3-5일의 잠복기는 노화 발병 속도에 따라 허용될 수 있습니다. 배지를 변경하고 원하는 대로 제제를 재도포(또는 적용하지 않음)하여 건강한 성장 조건을 촉진하는 동시에 허용 가능한 비율의 노화 세포를 달성할 수 있습니다.
  7. 노화가 시작된 후 37°C에서 5분 동안 트립신-EDTA 0.25%를 첨가하여 세포를 수확합니다. 세포가 현탁액으로 해리될 때, 동일한 부피의 완전한 배지로 트립신을 중화합니다.
    메모: 이 단계는 현탁액에서 성장하는 세포에는 필요하지 않습니다. 표면 마커 염색을 수행할 경우 세포의 표면 항원을 일시적으로 파괴할 수 있으므로 트립신-EDTA의 사용을 피하십시오. 대신, 멸균 플라스틱 세포 스크레이퍼(또는 표면 항원을 보존하도록 설계된 대체 해리 시약)를 사용하여 단층을 부드럽게 해리합니다.
  8. 혈구계를 사용하여 각 샘플의 세포를 계수합니다. 각 샘플의 셀/mL를 계산합니다.
    메모: 이 시점에서(즉, 약물 치료로 인해) 죽은 세포의 비율을 평가하기 위해 트리판 블루를 추가할 수 있지만, DDAOG 염색 워크플로우 중에 형광 생존도 염료로 세포 사멸을 측정할 수도 있습니다.
  9. 샘플당 ≥0.5 × 106개 세포를 1.7mL 마이크로 원심분리 튜브에 분취합니다.
    메모: 샘플당 세포 수는 모든 샘플에서 표준화되어야 합니다.
  10. 4°C의 마이크로 원심분리기에서 1,000×g으로 5분 동안 튜브를 원심분리합니다.상층액을 제거합니다.
    메모: 냉장 마이크로 원심분리기를 사용할 수 없는 경우, 특정 탄력적인 세포 유형에 대해 상온에서 원심분리를 수행하는 것이 허용될 수 있습니다.
  11. 섹션 2에서 DDAOG 염색을 진행합니다.

2. 세포 샘플에서 SA-β-Gal의 DDAOG 염색

  1. 1mM Bafilomycin A1 스톡을 1:1,000x로 DMEM 배지(FBS 제외)에 희석하여 최종 농도를 1μM로 만듭니다.
  2. 준비된 Baf-DMEM 용액을 세포 펠릿 샘플(단계 1.11)에 1 × 106 cells/mL.
    의 농도로 추가합니다. 메모: 예를 들어, 샘플당 0.5 × 106 셀을 사용하는 경우 0.5mL의 Baf-DMEM을 추가합니다.
  3. 37 ° C (CO2 없음)에서 느린 속도로 설정된 회전 장치 / 셰이커에서 30 분 동안 배양합니다 .
    메모: 용액을 산성화하여 Baf 및 DDAOG 염색을 방해할 수 있는 염색 공정에 CO2 인큐베이터를 사용하지 마십시오.
  4. 세척하지 않고 1:500x(10μg/mL 최종)의 DDAOG 원액(5mg/mL)을 각 샘플에 추가합니다. 혼합할 피펫. 37°C(CO2 제외)의 로테이터/셰이커에서 60분 동안 교체합니다. 직사광선을 피하십시오.
  5. 4°C에서 1,000 x g에서 5분 동안 튜브를 원심분리합니다. 상층액을 제거합니다.
  6. 튜브와 피펫당 얼음처럼 차가운 0.5% BSA 1mL로 세척하여 혼합합니다. 튜브를 4°C에서 1,000 x g에서 5분 동안 원심분리하고 상층액을 제거합니다. 이 단계를 2회 반복하여 세포를 철저히 씻습니다. 상층액을 제거하고 계속 진행합니다.
    메모: 원치 않는 형광 방출(460/610nm)을 나타낼 수 있는 절단되지 않은 DDAOG를 제거하려면 2.6단계의 세척 단계를 수행하는 것이 중요합니다.
  7. (선택 사항) 추후 분석을 위한 DDAOG 염색 세포의 고정 및 보관
    1. 세척된 각 샘플에 얼음처럼 차가운 0.5mL의 4% 파라포름알데히드를 적가합니다. 혼합할 피펫.
    2. 실온에서 10분 동안 배양합니다.
    3. PBS 1mL로 세포를 2x 세척합니다.
    4. 유세포 분석 전에 4°C에서 최대 1주일 동안 샘플을 보관하십시오.
      메모: 고정 샘플의 경우 2.8단계를 건너뜁니다.
  8. Calcein Violet 450 AM 스톡(1mM)을 1:1,000x에서 1% BSA-PBS(1μM 최종)로 희석합니다. 2.6단계에서 세척된 세포 펠릿에 300μL(배양된 세포 샘플의 경우)를 추가합니다. 어둠 속에서 얼음 위에서 15분 동안 배양합니다.
  9. 유세포 분석 설정을 진행합니다(섹션 3).

3. 유세포 분석기 설정 및 데이터 수집

  1. 세포 시료를 유세포 분석 기기와 호환되는 튜브로 옮깁니다. 튜브를 얼음 위에 놓고 빛으로부터 보호하십시오.
    메모: 세포 현탁액에서 응집체가 관찰되면 분석 전에 70-100μm 세포 스트레이너를 통해 현탁액을 통과시킵니다. 40μm 스트레이너는 더 큰 노화 세포 중 일부를 제외할 수 있으므로 사용하지 마십시오.
  2. 참조된 소프트웨어(재료 표 참조)에서 1) FSC-A 대 SSC-A 점도표, 2) 보라색 채널 히스토그램, 3) 원적외선 채널(예: APC-A) 대 녹색 채널(예: FITC-A) 도트 플롯을 엽니다.
    메모: Doublet 제외 플롯 및 단일 채널 히스토그램도 사용할 수 있지만 반드시 필요한 것은 아닙니다.
  3. 유세포 분석기 데이터 수집을 시작합니다.
    1. 차량 전용 제어 s를 놓습니다.amp흡기 포트에 DDAOG로 염색된 le. 낮은 흡기 속도에서 샘플 데이터를 수집하기 시작합니다.
    2. 이벤트의 >90%가 플롯 내에 포함되도록 FSC 및 SSC 전압을 조정합니다. 셀이 플롯에 잘 맞지 않으면 영역 배율 설정을 0.33-0.5 단위로 낮춥니다.
    3. 데이터를 기록하지 않고 차량 전용 샘플을 제거합니다.
    4. (선택 사항) 1mL의 PBS가 있는 세포분석기 튜브에 무지개 보정 마이크로스피어 한 방울을 추가합니다. 세포분석기 흡입 포트에 튜브를 놓습니다. 샘플 데이터 수집을 시작합니다.
    5. 무지개 마이크로스피어의 상단 피크가 각 채널에서 상대 형광의 104-105 단위 범위에 있고 모든 피크가 각 채널에서 잘 분리되도록 보라색, 녹색 및 원적외선 채널 전압을 조정합니다. 10,000개의 이벤트를 기록합니다. 튜브를 제거합니다.
  4. DDAOG로 염색된 양성 대조군 샘플(예: BLM, ETO)을 흡기 포트에 놓습니다. 저속으로 샘플 데이터를 수집합니다. FSC, SSC, 보라색, 녹색 및 원적외선 채널에서 이벤트를 관찰하여 이벤트의 90% 이상이 모든 플롯 내에 포함되어 있는지 확인합니다. 차량 전용 제어와 비교하여 AF 및 DDAOG 신호의 증가를 찾습니다.
  5. 분류 세포분석기를 사용하는 경우 이 단계에서 분류를 시작하십시오.
    1. 기록 보관을 위해 대조군 샘플과 분류된 각 샘플에 대해 10,000개의 셀을 기록합니다.
    2. 원하는 양의 세포(일반적으로 1 × 10,6 ≥)를 3-5mL의 배양 배지가 있는 기기에 적합한 수집 튜브에 분류합니다.
    3. 정렬 후 다운스트림 배양 또는 분석으로 진행합니다.
      메모: 본 명세서에 사용된 보정된 유세포분석기의 경우, 최적 채널 전압은 일반적으로 250 및 600(중간 범위) 사이였지만, 최적 전압 및 채널 전압 범위는 기기에 따라 다를 수 있습니다. 볼륨을 사용하지 마십시오.tages는 신호를 억제하거나 증폭할 수 있는 매우 낮거나 높은 범위에서tages.
  6. 3.1-3.5단계를 완료하고 필요에 따라 유세포 분석기 설정을 조정한 후 모든 샘플에 대한 데이터를 기록합니다. 모든 s에 대해 설정이 균일하게 유지되는지 확인하십시오.amp르 녹음. 배양된 세포 샘플당 ≥10,000개의 이벤트를 기록합니다.
    메모: 게이팅 및 분석은 데이터 수집 소프트웨어(예: FACSDiva)를 사용하여 수행할 수 있지만, 별도의 분석 소프트웨어(FlowJo)를 사용하여 수집 후 수행해야 하는 완전한 게이팅 및 분석 워크플로는 아래 섹션 4에 설명되어 있습니다. 수집 후 분석은 세포분석기 워크스테이션에서의 시간을 줄이고 전용 분석 소프트웨어에 포함된 추가 도구를 활용하기 위해 선호됩니다.
  7. 샘플 데이터를 .fcs 파일 형식으로 저장합니다. 파일을 유세포 분석 소프트웨어(예: FlowJo)가 설치된 워크스테이션 컴퓨터로 내보냅니다.

4. 유세포 분석 데이터 분석

참고: 제시된 워크플로우는 FlowJo 소프트웨어를 사용합니다. 이 섹션에 설명된 주요 단계를 유사하게 따르는 경우 대체 유세포 분석 데이터 분석 소프트웨어를 사용할 수 있습니다.

  1. FlowJo 소프트웨어를 사용하여 3.7단계의 .fcs 데이터 파일을 엽니다.
  2. 레이아웃 창을 엽니다.
  3. 모든 샘플을 레이아웃 창으로 끌어다 놓습니다.
  4. 게이트 생존 가능한 세포.
    1. 먼저 차량 전용 컨트롤에 대한 샘플 데이터를 두 번 클릭하여 데이터 창을 엽니다.
    2. 데이터를 보라색 채널 히스토그램으로 시각화합니다. CV450에 의해 염색된 생존 가능한 세포는 죽은 세포보다 더 밝은 형광을 기반으로 합니다.
    3. 단일 게이트 히스토그램 도구를 사용하여 사용 가능한 셀만 포함하는 게이트를 그립니다. 게이트의 이름을 실행 가능으로 지정합니다.
    4. 그런 다음 Sample Layout 창에서 실행 가능한 게이트를 다른 셀 샘플로 드래그하여 게이트를 균일하게 적용합니다.
    5. 레이아웃 창에서 모든 샘플을 보라색 채널(생존력) 히스토그램으로 시각화합니다. 진행하기 전에 생존 가능한 세포 게이팅이 샘플 전반에 걸쳐 적절한지 확인하십시오. 그렇지 않은 경우 필요에 따라 조정합니다.
      메모: 생존력 염색은 처리에 따라 차이를 보일 수 있습니다.
  5. 노화 세포를 게이트합니다.
    1. 차량 전용 컨트롤에 대한 게이트된 실행 가능한 셀 데이터를 두 번 클릭하여 데이터 창을 엽니다.
    2. 데이터를 원적외선 채널(DDAOG) 대 녹색 채널(AF)에 대한 점도표로 시각화합니다.
    3. 사각형 게이팅 도구를 사용하여 DDAOG+ 및 AF+(오른쪽 위 사분면)인 셀의 <5%를 포함하도록 게이트를 그립니다. 게이트의 이름을 senescent로 지정합니다.
    4. 그런 다음 Sample Layout 창에서 senescent gate를 다른 세포 샘플의 실행 가능한 부분 집합으로 드래그하여 게이트를 균일하게 적용합니다.
    5. 레이아웃 창으로 섹션 4.4에서 제어된 모든 사용 가능한 셀 하위 집합을 끌어다 놓습니다. 모든 실행 가능한 샘플을 녹색 채널(예: FITC-A) 도트 플롯 대 연적외선(예: APC-A)으로 시각화합니다.
    6. 4.5.3단계에서 그린 노화 게이트가 모든 플롯에서 표시되고 차량 전용 제어에 대한 게이트가 ≤5%-10% 노화 셀을 나타내는지 확인합니다.
  6. 위의 단계를 사용하여 노화 세포의 백분율이 결정되면 FlowJo 플롯을 사용하여 결과 데이터를 제시하고, 데이터 테이블에 요약하고, 표준 소프트웨어를 사용하여 통계적으로 분석합니다.

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공개 사항

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
바필로마이신 A1국제 리서치 제품B40500
블레오마이신 설페이트케이맨13877
소 혈청 알부민(BSA)미국 생물학A1380
Calcein Violet 450 AM 생존도 염료써모피셔 사이언티픽Tel.: 65-0854-39이바이오사이언스
DPP4 항체, PE conjugate바이오레전드137803클론 H194-112
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디엠소시그마D2438
DNAse I시그마DN25
독소루비신, 염산염 주사(USP)화 이자재질 보기 NDC 0069-3032-20
독소루비신, PEGylated liposomal (USP)썬 제약재질 보기 NDC 47335-049-40
EDTA 0.5 미터생명 기술제15575-038
에토포사이드케이맨12092
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유세포 분석기 (세포 분석기)벡턴 디킨슨(BD)다양한LSRF포르테사
유세포 분석기 (cell sorter)벡턴 디킨슨(BD)다양한FACS아리아
글루타맥스 100배생명 기술35050061
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리바아제 TL시그마5401020001로슈
파라포름알데히드 16%전자 현미경 과학15710
페니실린/스트렙토마이신 100x생명 기술15140122
인산염 완충 식염수(PBS) 1x코 닝MT21031CVDulbecco's PBS (칼슘 및 마그네슘 없음)
무지개 보정 입자, 울트라 키트스페로테크UCRP-38-2케이3.5-3.9 μm, 2E6/mL
RPMI-1640 미디엄 1x생명 기술11875-119
염화나트륨 0.9% (USP)박스터 헬스케어 코퍼레이션제2B1324
세포분석기 데이터 수집을 위한 소프트웨어 "FACSDiva"벡턴 디킨슨(BD)해당 없음라이센스에 대해 BD에 문의하십시오
유세포분석기 데이터 분석용 소프트웨어 "FlowJo"트리스타해당 없음라이센스에 대해 TreeStar에 문의
트립신-EDTA 0.25%생명 기술25200-114
년 년 조 년 호 년 표시기 년 년 호 . 년

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