We beschrijven een werkwijze voor beeldvorming respons op anti-kankerbehandeling In vivo En cel resolutie.
Methodenartikel
We beschrijven een werkwijze voor beeldvorming respons op anti-kankerbehandeling In vivo En cel resolutie.
De tumor micro speelt een centrale rol in tumorinitiatie, progressie, metastase, en respons op anti-kankertherapieën. Driedimensionaal co-cultuur systemen worden vaak gebruikt om tumor-stroma interacties, inclusief hun rol in drug reacties zjin. Echter, veel van de interacties die optreden in vivo in het intacte micro niet volledig worden gerepliceerd in deze in vitro instellingen. Zo heeft directe visualisatie van deze processen in real-time een belangrijk hulpmiddel bij het begrijpen tumor respons op therapie en identificatie van de interactie tussen kankercellen en het stroma dat deze reacties kunnen beïnvloeden. Hier geven we een methode om met draaiende schijf confocale microscopie van levende, verdoofde muizen direct observeren distributie van medicijnen, kanker cel responsen en veranderingen in tumor-stroma interacties na toediening van systemische therapie bij borstkanker modellen. We beschrijven procedures voor Labellng verschillende tumor componenten behandeling van dieren voor het waarnemen therapeutische respons en de chirurgische procedure voor het belichten tumorweefsels voor imaging tot 40 uur. De resultaten van dit protocol zijn time-lapse filmpjes, waarin dergelijke processen als medicijn infiltratie, het afsterven van kankercellen en stromale cel migratie kan worden geëvalueerd met behulp van beeldanalyse-software.
Vaste tumoren bestaan uit twee grote compartimenten: kankercellen en de stromale bestanddelen (zowel cellulaire en niet-cellulaire) die het behoud van een geschikte omgeving voor tumorgroei 1. Deze stromale bestanddelen spelen kritieke rollen in de ontwikkeling, progressie en metastase van vele soorten kanker, inclusief die van de borst 2-5. De stromale omgeving beïnvloedt ook de therapeutische respons 2,4,5. Aldus bepalen hoe kankercellen conventionele en nieuwe therapieën reageert binnen de context van het intacte micro is belangrijk voor de bevordering van ons begrip van kankerbiologie en verbeteren van de huidige therapeutische strategieën. Bovendien bepalen hoe kankercel-stroma interacties te veranderen na de toediening van de therapie is van cruciaal belang voor het begrijpen van de biologie van de tumor recidief.
Organotypische co-kweken systemen zijn nuttig voor het bestuderen van tumor-stroma interacties 6, maar het is duidelijk dat de methoden beschikbaar niet met succes herhalen de intacte tumor micro-omgeving in vitro, met name met betrekking tot vasculaire functie en rekrutering van immuuncellen. Inderdaad, kanker cel responsen op therapieën die in vitro waren ook sterk verschillen van die waargenomen in vivo, waarbij de micro intact 5. Zo kan in vivo modellen voor de studie van tumor-stroma interacties en hun impact op de therapeutische respons beter aansluiten bij klinisch relevante mechanismen 7.
De primaire middel voor het bestuderen reacties op anti-kankertherapie in vivo zijn door metingen van tumorgrootte en histologisch onderzoek van weefsels afkomstig van dieren of patiënten. Er zijn echter ontwikkelingen in de microscopie en fluorescentie verslaggevers in de afgelopen twee decennia kon de visualisatie van inter-en intracellulaire processenmet een hoge resolutie in levende, verdoofde dieren (intravitale imaging) 8. Deze intravitale microscopie technologieën hebben bewezen bijzonder waardevol voor ruimte en tijd ontleden van de in vivo dynamiek van tumor-stroma interacties op cellulaire en sub-cellulaire resolutie 8,9.
Processen die zijn ontrafeld door intravitale imaging omvatten anti-tumor T-cel cytotoxiciteit 10,11, interacties tussen T-cellen en myeloïde cellen 12, de dynamiek van veranderingen in collageen samenstelling en die na een therapeutische behandeling 13, macrofaag-afhankelijke kankercellen intravasatie en metastase 14 en vasculaire permeabiliteit 15.
Er zijn drie belangrijke eisen voor intravitale beeldvorming. Deze omvatten passende voorbereiding en de blootstelling van weefsels voor de beeldvorming, TL-etikettering van het weefsel componenten van belang, en een gepaarde microscopie-camera'system bouwen die beelden 16. De meest voorkomende strategieën gebruikt om deze eisen aan te pakken zijn onder meer: 1) heterotope preparaten (bijvoorbeeld inoculatie van het oor of oog orbitaal), permanente beeldvorming vensters of geëxterioriseerde preparaten (bijvoorbeeld, dorsale huid flap), 2) transgene fluorescerende verslaggevers en.. fluorescerende injectables om weefsel-componenten worden, en 3) multifoton of confocale microscopie systemen gecombineerd met fotomultiplicatorbuizen of charge-coupled device (CCD) camera's, respectievelijk 9. We maken gebruik van een chirurgisch voorbereide huid flap model om de lies borstklier bloot voor beeldvorming bij verdoofde dieren die transgenen die coderen voor fluorescerende verslaggevers uit te drukken. Beelden worden verkregen over een periode van 12 tot 40 uur met een geïntensiveerde CCD (ICCD) camera gekoppeld met vier draaiende schijf laser confocale microscoop systeem 17. Imaging op deze manier heeft ons toegestaan om dergelijke processen te bestuderen in vivo distributie van medicijnen, podium-afhankelijke chemotherapeutic reacties, type chemotherapie geïnduceerde celdood en myeloïde celgedrag 5.
Wij een protocol voor de intravitale beeldvorming van kanker cel responsen op anti-kankertherapie en tumor-stroma interacties in muismodellen van borstkanker. Dit protocol kan worden gebruikt om het gedrag en de dood van zowel kankercellen en stromale componenten met een grote verscheidenheid van transgene en injecteerbare fluorescente labels in zowel transgene en transplantatiemodellen voor een periode van maximaal 40 uur in een opnamesessie volgen.
Beschreven Alle procedures moeten worden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen en voorschriften voor het gebruik van gewervelde dieren, met inbegrip van voorafgaande goedkeuring door de plaatselijke Institutionele Animal Care en gebruik Comite.
1. Het genereren van de Muis van mammatumoren for Imaging (Transgene of orthotoop)
2. Visualiseren Onderdelen van de tumor micro-of sub-cellulaire componenten
3. Microscopen en Imaging software
4. (Pre)-behandeling van dieren voor Imaging
5. Bereiding van Saline voor het behouden Hydratatie en bloed osmolariteit van het dier tijdens Imaging
6. Voorbereiding van de isofluraananesthesie System
7. Voorbereiding van chirurgische instrumenten en chirurgische Platform
8. Voorbereiding van de Microscoop
9. Het ontmaskeren van de lies borstklier for Imaging
10. Het plaatsen van de muis in het werkgebied
11. Overname van afbeeldingen
De open source software μManager (Vale Lab, UCSF) wordt gebruikt om time-lapse beelden te verwerven. De ruwe gegevens worden verzameld in Imaris (bitplane) software, en kan handmatig worden gescoord door onafhankelijke waarnemers, of geanalyseerd in een van beide Imaris of andere software voor beeldanalyse (bijv. Volocity [PerkinElmer] of ImageJ [NIH]).
12. Euthanasie
Aan het einde van de afbeelding zitting (1-40 uur, afhankelijk van het type werkwijze geanalyseerd), wordt het dier gedood.
13. Representatieve resultaten
Intravitale imaging deze methode maakt de directe visualisatie van verschillende processen, waaronder drug delivery tumoren, extravasatie en verdeling van het geneesmiddel wanneer het de tumor, celdood na therapeutische behandeling en tumor-stroma interacties in reactie op celdood 5. Om de komst van een geneesmiddel aan de tumor en de verspreiding ervan naar aanleiding extravasatie in tumor weefsel te observeren, wordt het dier geïnjecteerd terwijl beelden worden verkregen. Hoewel verschillende klassen van chemotherapeutics zijn zwak fluorescerend (zoals doxorubicine), veel niet. Fluorescent geconjugeerd dextranen kan worden gebruikt als surrogaat markers voor drug delivery en diffusie in weefsels. Figuur 2 en Film 1 tonen de komst van een fluoresceïne-isothiocyanaat (FITC)-geconjugeerd 2 MD dextran (Invitrogen, 1 mg / ml 1xPBS) geïnjecteerd iv. in een tumor van een MMTV-PyMT; ACTB-ECFP muis.
Na de komst van het geneesmiddel in de tumor kan extravasatie en diffusie door het weefsel afgebeeld zowel de intravasculaire halfwaardetijd van een geneesmiddel en geneesmiddelendistributie 5 bepalen. Film 2 toont de extravasatie en distributie van Alexa Fluor 647-geconjugeerd 10 kD dextran (Invitrogen, 1 mg / ml in 1 x PBS) geïnjecteerd iv. een C3 (1)-Tag, ACTB-ECFP, c-fms-EGFP muis tijdens beeldvorming. Na compilatie van time-lapse films in Imaris (bitplane), wordt intravasculaire halfwaardetijd en de distributie van medicijnen gekwantificeerd. Om intravasculaire halfwaardetijd te metenWordt de gemiddelde fluorescentie-intensiteit in tumorbloedvaten op elk tijdstip berekend en uitgezet tegen de tijd. De distributie van medicijnen wordt gekwantificeerd als een percentage van het gebied per totaal tumor gebied dat is positief voor de drug.
Naast het volgen van de kinetiek van geneesmiddelafgifte naar tumoren is het vaak belangrijk om te bepalen hoe tumoren reageren op therapie. Als anti-kankertherapieën verwacht celdood kan propidiumjodide (PI) kleuring of structurele nucleaire veranderingen worden gebruikt als een marker van geneesmiddel-geïnduceerde celdood 5. Figuur 3 toont de tumor respons op de cytotoxische chemotherapeutische doxorubicine in een MMTV -PyMT; ACTB-ECFP, c-fms-EGFP muis. In deze triple transgene MMTV-PyMT; ACTB-ECFP, c-fms-EGFP dier, ECFP labels borstkankercellen (blauw) en EGFP labels myeloïde cellen (groen). Het dier afgebeeld tijdens deze sessie werd toegediend doxorubicine 18 uur vóór beeldvorming begon en PI werd geleverd ip heel thij opnamesessie zoals hierboven beschreven. Kankercellen (ACTB-ECFP etikettering) verschijnen als blauwe, en dode of stervende cellen als rode (PI kleuring). De tijdreeksen hier gepresenteerde toont inductie van doxorubicine-afhankelijke celdood in de tijd. De inductie van celdood in tumoren kwantificeren, is hetzelfde soort analyse voor het bepalen van de distributie van medicijnen gebruikt, waarbij de kwantitatieve uitgang percentage gebied per totaal tumorgebied die positief is voor PI.
Imaging bij een sterke vergroting geeft u graag informatie over de aard van celdood dat kankercellen 5 ondergaan. Film 3 toont de resultaten van een experiment imaging nucleaire veranderingen typisch apoptotische celdood volgen in reactie op systemische therapie met doxorubicine. Te visualiseren kernen, het dier afgebeeld in deze sessie wordt ACTB-H2B-EGFP reporter plaats van de c-fms-EGFP reporter herbergt, zodat de kernen van kankercellen gekenmerkt groen. Dit MMTV-PyMT; ACTB-ECFP; ACTB-H2B-EGFP dier was administered doxorubicine (8 mg / kg in 1 x PBS) ip 24 uur voor het begin van de film, en ontving hourly injecties van 1 x PBS bevattende PI (Invitrogen, 1 mg / ml verdund 1:15). Structurele veranderingen in de kernen van kankercellen kan worden waargenomen in een cel naast apoptotische cellen die necrose ondergaan (PI positieve cellen dat minimale wijzigingen in de nucleaire morfologie te geven). Kernen van apoptotische cellen wordt uiteindelijk rood door de opname van PI kleuring (niet getoond). Het aantal necrotische en apoptotische gebeurtenissen handmatig gekwantificeerd voor elk tijdstip gebaseerd op PI-positiviteit en nucleaire morfologie.
Chemotherapie geïnduceerde kanker celdood resulteert vaak in een reactieve rekrutering van immuuncellen in tumoren 2,4,5. Figuur 4 toont een voorbeeld van stromale reactie op acute behandeling met doxorubicine. De MMTV-PyMT; ACTB-ECFP, c-fms-EGFP dier afgebeeld hier doxorubicine werd toegediend (8 mg / kg in 1 x PBS) ip . ongeveer 20 uur vóór het begin van beeldvorming en ontvangen uur PI injecties ip. voor de duur van het experiment om celdood te visualiseren. De aangegeven tijden vertegenwoordigen het aantal uur na doxorubicine behandeling, en de schaal balk vertegenwoordigt 100 pm. In dit experiment, myeloïde cellen infiltreren in gebieden van celdood, zoals aangegeven door de witte pijlen. Om myeloïde celinfiltratie kwantificeren in tumoren na doxorubicine toediening hetzelfde soort analyse voor het bepalen van de distributie van medicijnen en tumor respons op chemotherapie gebruikt, waarbij de kwantitatieve uitgang percentage gebied per totaal tumorgebied die positief is voor EGFP.
Naast het visualiseren van de totale stromale respons op chemotherapie, kan gespecialiseerde stromale reacties ook gevisualiseerd 5. Movie 4 toont de fagocytose van necrotisch celmateriaal door een naburige cel. De rode kernmateriaal kan worden gezien wordt opgenomen door een cel met een large intact groene kern, die typisch macrofagen. De MMTV-PyMT; ACTB-ECFP; ACTB-H2B-EGFP dier afgebeeld tijdens de sessie werd toegediend doxorubicine (8 mg / kg in 1 x PBS) ip. 24 uur voor het begin van de film. Het dier kreeg hourly injecties van 1 x PBS bevattende PI (Invitrogen, 1 mg / ml verdund 1:15). Kernen (ACTB-EGFP etikettering) worden weergegeven als groen, maar rood als de cel ondergaan necrose.

Figuur 1. Voorbeeld etikettering van verschillende tumor onderdelen met behulp van transgene en injecteerbare etiketten Dit is een triple-transgene MMTV-PyMT;. ACTB-ECFP, c-fms-EGFP dier waarbij kankercellen worden in het blauw aangeduid door middel van expressie van ECFP en myeloïde cellen worden geëtiketteerd groen door expressie van EGFP van een myeloïde specifieke promoter. Het dier werd geïnjecteerd met propidiumjodide (PI, rood, ~ 0,07 mg / ml in 1X PBS) tijdensde imaging-sessie tot celdood te visualiseren. PI etiketten DNA, maar enkel over de celmembranen van dode of stervende cellen. Schaal bar = 100 urn.

Figuur 2. Drug extravasatie en distributie in tumoren Deze dubbele transgene MMTV-PyMT;. ACTB-ECFP dier waarbij kankercellen in blauw gelabeld door expressie van ECFP werd geïnjecteerd met FITC-geconjugeerde 2 MD dextran (groen) tijdens de opnamesessie te visualiseren hoe drugs te bereiken tumoren na iv injectie (blauw). Na beeldvorming werd ingeleid aangegeven. Schaal bar = 100 urn.

Figuur 3. Kankercel respons op systemische therapie. An MMTV-PyMT; ACTB-ECFP, c-fms-EGFP dier behandeld met het chemotherapeutischedoxorubicine voorafgaand aan beeldvorming en geïnjecteerd met PI (rood, ~ 0,07 mg / ml in 1X PBS) om celdood te labelen. Dit beeld serie toont de ophoping van PI kleuring tijd (zoals aangegeven door witte pijlen), die de inductie van celdood volgende doxorubicine behandeling. Aangegeven tijd is het tijd na doxorubicine behandeling. Afbeelding zijn maximale intensiteit uitsteeksels van een z-stack met drie beelden in de z-as. Schaal bar = 100 urn.

Figuur 4. Myeloïde cel respons op chemotherapie in een MMTV-PyMT; ACTB-ECFP;. C-fms-EGFP triple transgene muis toegediend doxorubicine 20 uur voorafgaand aan de beeldvorming Het dier kreeg per uur ip. injecties van PI (rood, ~ 0,07 mg / ml in 1X PBS) om dode cellen te labelen. Dit beeld serie toont de ophoping van EGFP-positieve myeloïde cellen (zoals aangegeven door witte pijlen) in de tijd na doxorubicin behandeling. Deze immuunrespons is aangetoond dat therapeutische respons tot verschillende klassen van chemotherapieën 4,5 belemmeren. Aangegeven tijd is het tijd na doxorubicine behandeling. Afbeelding zijn maximale intensiteit uitsteeksels van een z-stack met drie beelden in de z-as. Schaal bar = 100 urn.
Movie 1. . Drug delivery in een tumor Dit is een dubbel-transgene MMTV-PyMT; ACTB-ECFP dier waarbij kankercellen worden in het blauw aangeduid door middel van uitdrukking van ECFP. Het dier werd geïnjecteerd met een 2 MD FITC-geconjugeerd dextran (groen) tijdens de opnamesessie te visualiseren hoe drugs tumoren te bereiken na iv injectie. Scale bar = 100 um. Klik hier om film te bekijken .
Movie 2. Drug infiltratie in het tumorweefsel A triple transgene C3 (1)-Tag,. ACTB-ECFP, c-fms-EGFP dier waarbij kankercellen labeled in blauw door expressie van ECFP en myeloïde cellen gelabeld in groen door expressie van EGFP werd iv geïnjecteerd met een Alexa Fluor 647-geconjugeerd 10 kD dextran (rood). Het gezichtsveld wordt onmiddellijk na injectie met dextran. De dextran labelt aanvankelijk de vasculatuur, snel extravasates in het tumorweefsel en wordt tenslotte opgenomen door macrofagen. Scale bar = 100 um. Klik hier om film te bekijken .
Movie 3. Beeldvorming van nucleaire veranderingen na chemotherapie geïnduceerde celdood Deze triple transgene MMTV-PyMT;. ACTB-ECFP, H2B-EGFP dier werd geïnjecteerd met doxorubicine voorafgaand aan beeldvorming. Nucleaire morfologie (groen) en gevolgd door expressie van een H2B-EGFP-fusie-eiwit, maakt directe visualisatie van door chemotherapie geïnduceerde nucleaire structurele veranderingen typisch apoptose gezien de cel in de rechterbovenhoek. Het dier receIVED half uur ip. injecties van PI (rood) voor de duur van de opnamesessie op dode en stervende cellen te labelen. Aangegeven tijd is het tijd na doxorubicine behandeling +24 uur. Beelden werden verkregen met behulp van een hoge vergroting objectief (40x, NA 1.1, water lens). Scale bar = 15 micrometer. Klik hier om film te bekijken .
Movie 4. Beeldvorming van nucleaire veranderingen en opname van dode celmateriaal na chemotherapie geïnduceerde celdood Deze triple transgene MMTV-PyMT;. ACTB-ECFP, H2B-EGFP dier werd geïnjecteerd met doxorubicine voorafgaand aan beeldvorming. Nucleaire morfologie (groen) en gevolgd door expressie van een H2B-EGFP-fusie-eiwit, maakt directe visualisatie van door chemotherapie geïnduceerde nucleaire structurele veranderingen. Het dier kreeg half uur ip. injecties van PI (rood) voor de duur van de opnamesessie op dode en stervende cellen te labelen. Beelden werden verkregenhet gebruik van een hoge vergroting objectief (40 x, NA 1.1, water lens). Het ontbreken van grote structurele veranderingen vóór codering met PI en de verandering in de nucleaire morfologie en verlies van GFP signaal geeft necrose-achtige celdood. Het dode materiaal wordt gezien wordt opgenomen door een cel met een grote kern, typisch van macrofagen. Aangegeven tijd is het tijd na doxorubicine behandeling +24 uur. Scale bar = 10 micrometer. Klik hier om film te bekijken .
De reacties van tumoren voor systemische therapieën in vivo kan sterk verschillen van die van kankercellen in vitro, aangezien de micro zowel de acute respons en recidief 5 beïnvloedt. Een van de grootste obstakels voor expliceren in vivo chemoresistentie paden is de complexiteit van de interacties tussen kankercellen en hun micro-omgeving. Met name omdat solide tumoren hebben een evenwicht tussen kankercellen en stromale cellen, verstoringen van een component, zoals celdood die optreedt tijdens antikankerbehandeling kan leiden tot dramatische gevolgen voor weefsel organisatie.
De intravitale beeldvormingstechniek die hier maakt de directe visualisatie van kankercel-stroma interacties in de tumoren van levende, verdoofde muizen tijdens de behandeling met anti-kanker geneesmiddelen. We maken gebruik van draaiende schijf confocale microscopie, die een relatief beperkte indringdiepte heeft (zie 17 ), maar onze chirurgische en labeling techniek kan worden gebruikt met andere vormen van microscopie. Films verkregen uit deze experimenten kan worden gebruikt om processen die veranderingen in fluorescentie-intensiteit (bijvoorbeeld door infiltratie van een gemerkte populatie of inductie van celdood), celmotiliteit, verdeling van injectables (bijv. vasculaire lekkage sporen), en co-sporen omvatten lokalisatie van fluorescentiesignalen 5,12,17,20.
We routinematig beeld muizen voor meer dan 6 uur en ook uitgevoerd beeldvorming voor meer dan 18 uur. Dit vereist het handhaven van de muizen onder narcose continu voor deze lange tijdsperioden. Met de juiste verdoving, meer dan 90% van onze dieren te overleven 6 uur, en ongeveer 80% overleeft meer dan 18 uur. Details over hoe de lange termijn anesthesie uit te voeren zijn eerder 19 gepubliceerd. In onze ervaring, vijf factoren zijn van cruciaal belang: het vermijden van hypothermie, het vermijden van uitdroging, het onderhouden van fysiologische bloed zuurstof saturatie niveaus, uzingen bevochtigd draaggas voor isofluraan, en het houden van de dieren op het laagste niveau van de anesthesie, waarbij zij geen tekenen van pijn. Om lichaamstemperatuur houden we muizen in een verwarmde deken (bij 38 ° C). Om uitdroging te voorkomen, we injecteren van kleine hoeveelheden zout ip gedurende de gehele beeldvorming procedure. Om fysiologische bloed zuurstof saturatie op peil te houden, beginnen we met 21% zuurstof in het dragergas (in plaats van de gebruikelijke 100%). Dit stelt ons in staat om ingeademde zuurstof te verhogen als een muis - uren in een experiment - laat een daling zien in het bloed zuurstof verzadiging. In onze ervaring, het verhogen van de ingeademde zuurstof niveaus op een zodanig tijdstip (bijv. 30-40%) bijna altijd zullen stabiliseren het dier waardoor uur extra beeldvorming. Het optimale niveau van anesthesie is bereikt met de meeste muizen 1-1,5% isofluraan en resulteert in adem percentages 60-65/min en hartslag van 400-450/min. In onze beeldvorming experimenten hebben we voornamelijk gebruik van transgene muismodels (MMTV-PyMT en C3 [1]-Tag) waarin tumoren multifocale, waardoor beeldvorming van meerdere laesies in verschillende stadia van tumorprogressie in parallel op verschillende x, y posities tijdens een opnamesessie. Dit vermindert bezorgdheid over mouse naar muis variatie met betrekking tot experimenten gericht op het identificeren fase-afhankelijke therapeutische respons en vermindert het aantal dieren vereist voor imaging.
De MMTV-PyMT model (en andere spontane kanker modellen) gaan door middel van progressieve histopathologische fasen die kunnen worden herkend tijdens intravitale beeldvorming, hoewel de pathologische stadiëring van de tumor laesies die kunnen worden gedaan tijdens intravitale beeldvorming is anders, en minder gedetailleerd dan die van de histologische coupes 5,17. In tegenstelling, transplantatie modellen hebben de neiging om het beste weerspiegelen laat stadium tumoren, omdat de kankercellen meestal geïsoleerd van gevorderde tumoren. Dergelijke modellen zijn dus beter geschikt voor het bestuderen van tumor-stromainteracties van laat stadium tumoren dan verschillen in deze interacties tussen verschillende stadia.
We tonen voorbeelden van hoe je beeld nucleaire structurele veranderingen die zich voordoen na celdood geïnduceerd door therapie. Bij afwezigheid van anti-kankerbehandeling Deze strategie labeling plaats kan worden gebruikt om beelden celdeling in situ belichten, bijvoorbeeld hoe celproliferatie en dormantie wordt beïnvloed door de micro-omgeving. In de toekomst kunnen fluorescente labeling van mitochondriale componenten maken het mogelijk om beeld mitochondriale veranderingen tijdens apoptose.
In dit protocol hebben wij ook aangetoond voorbeelden van het beeld kankercel-immune cel interacties na de therapie, maar andere microenvironmental componenten kunnen worden gevisualiseerd en afgebeeld. Bestaande transgene reporter lijnen voor stromale componenten omvatten die voor fibroblasten (bijv.., FSP1-EGFP 17, αSMA-RFP 21, COL1A1-EGFP 21) of cellen van de vasculatuur (bijvoorbeeld Tie2-GFP 22; VEGF-GFP 23).
Intravitale beeldvorming maakt het mogelijk om real-time visualisatie van de interacties en processen die zich voordoen in vivo volgende toediening van chemotherapie. Met de technologie die momenteel beschikbaar is, hebben we grote vooruitgang geboekt in het begrijpen hoe myeloïde cellen beïnvloeden therapeutische respons, maar omdat de tumor micro-omgeving is zo complex, grote vooruitgang is nog steeds noodzakelijk om te beginnen te mechanistisch verdiepen in de processen die ten grondslag liggen aan milieu-gemedieerde resistentie tegen geneesmiddelen. Een van de belangrijkste verbeteringen nog steeds nodig is de identificatie van betere markers voor specifieke celpopulaties. Het belang van een betere markers goed geïllustreerd met twee van de belangrijkste componenten stromale cellen van de borst tumor micro-omgeving fibroblasten en immuuncellen. α-gladdespieractine (αSMA) wordt vaak gebruikt om te identificerenfibroblasten, maar het eiwit wordt ook uitgedrukt door vasculaire gladde spiercellen en myo cellen 24. Dus, hoewel αSMA-GFP reporter muizen bestaan, het bepalen van de specifieke celtype dat volgende tijdens een intravitale imaging experiment is een uitdaging. Evenzo zal een fluorescerende marker zoals EGFP expressie gebracht onder de c-fms promoter geven vaak meerdere subpopulaties van immuuncellen 12,17. Ofschoon zou het liefst een marker om een specifiek celtype identificeren de complexiteit van de onderliggende biologie een belangrijke uitdaging in deze aanpak.
Een gedeeltelijke oplossing voor dit probleem is injecteerbare labels gebruiken om verder te differentiëren subpopulaties van cellen die dezelfde fluorescerende reporter. Bijvoorbeeld worden fluorescerende dextranen opgenomen door macrofagen en kan worden gebruikt om de macrofaag subpopulaties die gelabeld door de c-fms-EGFP en Fsp1-EGFP transgene muizen reporter label 17. Antilichamen geconjugeerd met fluorescerende probes zijn ook gebruikt om specifieke deelpopulaties (bijvoorbeeld de Gr1-positieve populatie van myeloïde cellen gelabeld door de c-fms-EGFP reporter 17) te identificeren.
Anders tumor respons curven gegenereerd door caliper meting, die weinig mechanistische informatie over hoe of waarom tumoren reageren op de toegediende therapeutische of histologische reeksen uit weefsels geoogst op verschillende tijdstippen dat grote cohorten van dieren criteria beantwoorden, onze techniek levert rechtstreekse, kwantificeerbare informatie op de dynamiek van celdood en interacties van stromale cellen met kankercellen in kleine cohorten. Dus het voordeel dat de procedure die hier is dat het dynamische geneesmiddeleninfo reacties voorziet in de context van een intacte tumor micro-omgeving in real-time. Dergelijke informatie kan leiden tot belangrijke inzichten in de onderliggende processen die therapeutische respons te rijden 5 </ Sup>.
De auteurs hebben geen belangenconflicten bekend te maken. Alle dierproeven werden uitgevoerd in overeenstemming met IACUC goedgekeurde protocollen.
Wij danken J. Cappellani en J. Qiu voor technische ondersteuning. Dit werk werd ondersteund door de middelen van het National Cancer Institute (U01 CA141451), het Starr Cancer Consortium, Susan G. Komen voor de Cure, Long Island 2 Dag Loop naar borstkanker, Manhasset Women's Coalition Against Breast Cancer met mij vechten, en een pre-doctorale beurs van de Congressionally Breast Cancer Research Program, VS ESNESN is ook de ontvanger van de Leslie C. Snel en William Randolph Hearst Stichting Fellowships van de Watson School of Biological Sciences. HAA werd ondersteund door middelen van de Noorse Raad voor Onderzoek (160698/V40 en 151882), en Zuidoost-Regional Health Authorities (2007060).
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Reagens | |||
| MMTV-muizen PyMT | Jackson Laboratory | 2374 | |
| C3 (1) Tag-muizen | Jackson Laboratory | 13591 | |
| ACTB-ECFP muizen | Jackson Laboratory | 3773 | |
| ACTB-H2B-EGFP muizen | Jackson Laboratory | 5418 | |
| 1 x PBS | Made in huis | ||
| 2 MD Dextran, fluoresceïne-geconjugeerde | Invitrogen | D-7137 | Reconstitueren in dH 2 O (4 mg / ml, bij -20 ° C), verdund tot 1 mg / ml in 1 x PBS |
| Dextran 10 kD, Alexa Fluor 647-geconjugeerde | Invitrogen | D-22914 | Reconstitueren in dH 2 O (4 mg / ml, bij -20 ° C), verdund tot 1 mg / ml in 1 x PBS |
| Doxorubicine hydrochloride | Sigma-Aldrich | 44583 | Reconstitueren in dH 2 O en bewaar bij 4 ° C, verdund in 1 x PBS |
| Isothesia (Isofluraan) | Butler Animal Health Supply | 029450 | 250 ml |
| Propidiumjodide | Invitrogen | P3566 | 1 mg / ml, verdund 1:15 in 1 x PBS |
| Stikstof | |||
| Zuurstof | |||
| Uitrusting | |||
| 18G x 1 ½ "gewone schuine naald | BD | 305196 | |
| μManager | Vale Lab, UCSF | www.micro-manager.org | Open-source software |
| Alcoholdoekje | BD | 326895 | 70% isopropyl alcohol gedrenkte doekjes |
| Anesthesie-systeem | Molecular Imaging Products, Co | ||
| Cover glas | Corning | 2940-245 | No 1 ½, 24x50 mm; desinfecteren met 70% isopropanol doekjes |
| Curity gaas sponzen (steriel) | Kendall | 6939 | |
| Glazen objectglaasjes | Corning | 2948-75x25 | Vooraf gereinigd, zo niet vooraf gereinigd, ontsmet met 70% isopropanol doekjes |
| Geharde fijne schaar | Fine Science Tools | 14.090-11 | 2 paar, roestvrij staal, scherp-scherpe punten, rechte punt, 26 mm snijkant, 11 cm lengte |
| Verwarmde deken | Gaymar Industries | ||
| Hot kraal sterilisator | Fine Science Tools | 18.000-45 | Schakel ongeveer 30 min vóór gebruik gereedschap bij> 200 ° C gesteriliseerd gedurende 30 sec |
| Imaris | Bitvlak | www.bitplane.com | |
| Krazy Lijm | Elmer's Producten | KG484 | |
| Laboratorium tape (½ ") | |||
| Laboratory tape (1 ") | |||
| Dekseleen piepschuim verzendkosten koeler | Dit wordt gebruikt als chirurgische platform | ||
| Micro ontleden tang | Roboz | RS-5153 | 1x2 tanden, lichte curve, 0,8 mm tip breedte, 4 "lengte |
| Micro ontleden tang | Roboz | RS-5135 | Getande, lichte curve, 0,8 mm tip breedte; 4 "lengte |
| Microscoop | Spinning-schijf confocale, XYZ Piezo stadium epifluourescence capablility 17,25 | ||
| Microscoop podium insert | Toegepast Wetenschappelijk Instrumentatie | Op maat vervaardigde, met twee ronde imaging-poorten | |
| MouseOx oximeter, software en sensoren | STARR Life Sciences | www.starrlifesciences.com | |
| Nalgene Super Versi-Dry lab soakers | Thermo Scientific | 74.218-00 | Snijd in kwarten voor het bekleden van chirurgische platform |
| Verstuiver | Salter Labs | 8901 | Wordt gebruikt om gassen bevochtigen, voorkomt irritatie van longweefsel |
| Slip-tip wegwerp tuberculine spuit (1 ml) | BD | 309659 | |
| Surflo gevleugelde infusieset | Terumo | SV-23BLK | 23G x ¾ "ultra dunne naald, 12" buis |
| Betadine Spray | Purdue Pharma | BASP3H |
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen