2016년 5월 14일
여기에서는 항암 치료제에 반응하는 단일 세포를 종단으로 추적하는 장기 타임 랩스 현미경 검사 방법을 설명합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 배양 중인 단일 세포에서 항암 치료 반응을 관찰하는 것입니다. 이 방법은 이질적인 치료 반응 및 세포 운명을 포함한 암 연구 분야의 주요 질문에 답할 수 있습니다. 먼저, 인증된 멸균 층류 후드 아래에서 텍스트 프로토콜에 따라 배양 인증 접시에 HT1080 세포를 준비하고 가습된 세포 배양 인큐베이터에서 세포를 배양합니다.
이미징 2일 전, 웰당 50, 000 HT1080 FuGENE 세포를 12웰, 1.5번 유리 바닥 접시의 원하는 웰 수에 플레이트화합니다. 실험 시작을 위해 약 60%의 합류를 달성하기 위해 성장 속도와 사용된 접시에 따라 도금된 세포의 수를 조정합니다.
환경 챔버를 약 80%습도로 설정하고 샘플 위치의 온도를 섭씨 37도로 설정합니다. 물통이 제조업체의 지침에 따라 멸균 증류수로 채워져 있는지 확인하십시오. 그런 다음 환경 챔버를 원하는 온도 설정으로 켜고 현미경 스테이지에 배치하고 설정합니다.
무대 상단 챔버와 무대 삽입 사이에 여유 공간이 있는 경우 챔버를 삽입하기 전에 무대 삽입 개구부의 가장자리에 파라핀 필름 조각을 놓아 챔버를 무대에 연결합니다. 챔버를 당기는 연결부가 없는지 확인하고, 둘 다 모션 아티팩트를 유발할 수 있습니다. 물이 든 더미 접시를 챔버에 삽입하고 챔버가 섭씨 37도까지 평형을 이루도록 한 다음 안정적인 온도를 유지합니다.
이미징을 설정하려면 현미경, 컴퓨터 및 필요한 주변 장치를 켭니다. 광원에 따라 필요할 때까지 기다렸다가 켜십시오. 대물렌즈 포탑을 낮은 위치에 놓고 20x 0.7 개구수 대물렌즈를 선택합니다.
그런 다음 샘플을 대물렌즈 위에 배치하면 샘플이 챔버에 있을 때 세포를 더 쉽게 찾을 수 있습니다. 이미징할 세포를 환경 챔버로 옮긴 후 텍스트 프로토콜에 따라 챔버를 밀봉하여 안정적인 환경을 유지하고 대기 가스를 켭니다. 다음으로, 노출 시간을 제한하고 더 낮은 강도의 빛을 사용하여 광 독성을 방지할 수 있는 이미징 조건을 선택합니다.
X, Y 및 Z 평면과 이미지화할 각 위치에 대한 원하는 파장을 찾습니다. 대부분의 세포 프로세스의 장기 시간 경과를 위해 10분에서 20분마다 하나의 이미지를 획득하십시오. 시간 해상도가 높을수록 더 많은 데이터 포인트와 더 강력한 세포 추적이 제공되지만 더 많은 통합 광 노출과 더 큰 데이터 세트가 생성됩니다.
HT1080 FuGENE은 동적 녹색 및 적색 플로레센트 단백질을 가지고 있으므로 다음 노출 시간을 사용하고 2x2 bin을 사용하십시오. 고급 설정에서 기본 설정을 사용하여 소프트웨어 제어 자동 초점을 활성화합니다. 권장 스텝 크기로 10마이크로미터의 자동 초점 범위를 정의합니다.
실험용 접시에서 열 드리프트를 줄이기 위해 배지의 절반을 섭씨 37도로 가열된 원하는 약물이 포함된 배지로 교체합니다. 마지막으로 타임랩스를 시작하고 텍스트 프로토콜에 따라 이미지를 획득합니다. 이 영화는 p53 상태만 다른 한 쌍의 일치하는 유방암 유래 MCF7 세포주가 kinesin-5를 억제하는 항암제로 처리되어 유사분열 정지를 초래한 예를 보여줍니다.
이 그림에서 볼 수 있듯이, p53이 안정된 p53 넉다운에 의해 제거될 때, 세포는 유사분열을 떠난 후 정지하는 대신 두 번째 유사분열에 진입하는 반복적인 주기를 거쳐 분열 없이 유사분열을 남깁니다. 여기에 보이는 것은 mCherry에 융합된 염색질 마커 Histone 2b와 EGFP에 융합된 베타 튜불린을 안정적으로 발현하는 자궁경부암 유래 Hela 세포입니다. 미세소관 안정화 약물인 파클리탁솔(paclitaxol)로 치료하면 유사분열 중에 염색체 정렬 및 분리가 중단되어 DNA 손상이 발생하기 쉬운 핵 팽창과 소핵이 형성됩니다.
이 세포주는 CDT1에 대한 주황색의 두 개의 플로레스센트 유비퀴틴 세포주기 지표와 녹색의 geminin을 안정적으로 동시 발현하며 세포주기를 정상적으로 진행합니다. 동일한 세포에 CDK46 억제제를 투여하면 세포는 G2기를 거쳐 정상적으로 분열한 다음 G1기에서 강하게 정지하여 성장하는 종양에서 정서적 세포증식 증식 효과의 가능성을 나타냅니다. 이 기술의 주요 장점은 단일 세포 반응을 추론하는 대신 며칠 동안 실시간으로 직접 추적할 수 있다는 것입니다.
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이 기사는 항암 치료제에 대한 단일 세포의 반응을 추적하기 위한 장기간 시간 경과 현미경 관찰 방법을 설명합니다. 이 기술을 통해 연구자들은 실시간으로 치료 반응의 이질성과 세포의 운명을 관찰할 수 있습니다.
Longitudinal single-cell tracking addresses a critical gap in oncology drug development by revealing heterogeneous therapeutic responses masked in population-based assays. This capability enhances predictive confidence in target validation and lead identification by enabling direct observation of cell fate decisions, pathway dynamics, and resistance mechanisms over extended periods. The method supports mechanistic de-risking and translational continuity from discovery through preclinical stages, informing portfolio triage and risk-adjusted advancement decisions.
The method fits within the discovery continuum from target validation to lead optimization, where dynamic phenotypic readouts inform structure-activity relationships and selectivity profiling.