Method Article

Trójkomorowy test impedancji oparty na układzie: technika analizy w czasie rzeczywistym do oceny potencjału inwazyjnego komórek rakowych poprzez pomiar impedancji elektrycznej

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Źródło: Sharif, G. M. et al., Wykrywanie i przechwytywanie inwazyjnych subpopulacji komórek z kokultur w czasie rzeczywistym. J. Vis. Exp. (2022).

Ten film opisuje test inwazji przy użyciu trzykomorowej matrycy opartej na impedancji elektrycznej. Technika ta mierzy potencjał inwazyjny komórek nowotworowych pod wpływem rozpuszczalnych czynników wydzielanych przez rezydentne komórki zrębu w mikrośrodowiskach guza.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Nowy projekt komory (Rysunek 1)

  1. Otwórz nową dwukomorową płytkę analizatora komórek. Odłóż na bok górną komorę z elektrodami.
  2. Za pomocą frezarki ogolić 2 mm dolnych studzienek w kształcie litery U płytki analizatora komórek.
  3. Przymocuj membranę polieterosulfonową (PES) o wymiarach 2 cm x 7 cm z porami o wielkości porów 0,2 μm do dna ogolonych studzienek za pomocą kleju zabezpieczonego promieniami UV. Odczekaj 30 minut, aby upewnić się, że klej jest całkowicie utwardzony i obojętny.
  4. Za pomocą frezarki wytnij dwie podłużne szczeliny (1,5 mm x 5,6 mm) po bokach, aby zatrzasnąć się w grzbietach nowo wyprodukowanej trzeciej komory.
  5. Za pomocą frezarki utwórz trzecią komorę poliwęglanową, która odwzorowuje całkowite wymiary płytki analizatora komórek; 72 mm x 18 mm (tabela materiałów).
  6. Utwórz studzienki o głębokości 4,8 mm i średnicy 4,75 mm, aby odtworzyć 16-dołkową konstrukcję płytki analizatora komórek. Pozwala to na uzyskanie 90 μl objętości na studzienkę.
  7. Po bokach utwórz dwa trójkątne grzbiety, tak aby komora zablokowała się w oryginalnych szczelinach utworzonych w kroku 1.4. Pozioma część trójkąta wynosi 1,5 mm, pionowa 1,4 mm, a przeciwprostokątna 2,052 mm.
  8. Na krótszym boku utwórz pokrętło o średnicy 50,8 mm i wysokości 1,397 mm, aby pasowało do wycięcia oryginalnej płytki (Rysunek 1, środek).
  9. Użyj gumowej podkładki o grubości 0.9 mm do każdej studzienki, aby zapewnić uszczelnione dopasowanie.

2. Hodowla komórkowa (MDA-MB-231, DCIS, DCIS-Δ4, J2-fibroblasty)

  1. Przemyć przylegające kultury komórkowe (~70% konfluencji) 1x solą fizjologiczną buforowaną fosforanami (PBS).
  2. Dodaj 0,05% roztwór trypsyny-EDTA, aby usunąć komórki.
  3. Zneutralizować roztwór trypsyny pożywką do hodowli komórkowych zawierającą surowicę i policzyć komórki, używając podwielokrotności zawiesiny komórkowej.
    nuta: Konkretne pożywki do hodowli komórkowych można znaleźć w tabeli 1.

3. Dysocjacja ksenoprzeszczepu pochodząca od pacjenta

  1. Pokrój świeży kawałek guza (1cm2) na drobną papkę za pomocą sterylnego skalpela.
  2. Umieścić w stożkowej probówce o pojemności 50 ml z 20 ml pożywki DMEM F12 uzupełnionej 3 mg / ml trypsyny i 2 mg / ml kolagenazy.
  3. Inkubować w wytrząsarce termicznej (150 obr./min) w temperaturze 37°C przez 20 min.
  4. Wirować probówkę o masie 500 x g przez 5 minut; usunąć supernatant.
  5. Dodać 20 μl DMEM F12 + 2% FBS, aby przepłukać komórki; wirować w temperaturze 300 x g przez 5 minut i usunąć supernatant. Powtórz pranie jeszcze dwa razy.
  6. Ponownie zawiesić w 1 ml pożywki PDX (Tabela 1), aby policzyć komórki.

4. Ekstrakcja komórek szpiku kostnego

  1. Przepłukać filtr zbiorczy szpiku kostnego (BM) 25 ml 1x PBS.
    nuta: W tym badaniu PBS dodano do używanego filtra zbiorczego BM ze szpitala w celu zebrania pozostałego BM w filtrze.
  2. Powoli dodaj przepłukany BM do stożkowej probówki o pojemności 50 ml z 25 ml pożywki o gradiencie gęstości, uważając, aby warstwy były jak najbardziej oddalone.
  3. Wirować z prędkością 800 x g przez 20 minut w temperaturze 18 °C.
  4. Odsysić górne warstwy po odwirowaniu (tłuszcz/osocze) i przenieść 5 ml białej warstwy powyżej pożywki o gradiencie gęstości, która zawiera komórki BM, do stożkowej probówki o pojemności 15 ml.
    nuta: Alternatywnie, zanurzyć pipetę o pojemności 5 ml w górnej warstwie, aż dotknie środkowej warstwy (BM), i bardzo powoli odpipetować środkową warstwę, nie przesuwając pipety.
  5. Napełnij stożkową probówkę o pojemności 15 ml 1x PBS (~10 ml) i wiruj z prędkością 300 x g przez 15 minut.
  6. Usunąć supernatant; pozostała biała osadka to BM.
  7. Jeśli w osadzie zaobserwuje się czerwone krwinki, dodaj 5 ml roztworu do lizy RBC (tabela materiałów) i pozostaw na 5 minut w temperaturze pokojowej (RT). Wirować w 300 x g przez 5 minut i usunąć supernatant.
  8. Dodaj 10 ml 1x PBS, aby umyć komórki, wirować w 300 x g przez 5 minut i usunąć supernatant. Powtarzać lizę RBC (krok 4.7), aż osadek stanie się biały.

5. Sadzenie i składanie komórek

  1. Umieść wszystkie trzy sterylne komory w kapturze do hodowli tkankowych.
  2. Znajdź pokrętło na krótszym boku dolnej komory. Ustaw dolną komorę tak, aby pokrętło było skierowane w stronę eksperymentatora.
  3. Dodaj 30 000-50 000 komórek w 90 μl pożywki do każdego dołka dolnej komory. Unikaj tworzenia się bąbelków. Są to komórki zrębowe, które dostarczą wydzielanych czynników, ale nie zostaną wykryte przez elektrody górnej komory.
  4. Stosować 5% pożywki wzbogaconej płodową surowicą bydlęcą w dwóch studzienkach dolnej komory jako pozytywną kontrolę ruchliwości komórek. Stosować pożywkę 0% uzupełnioną surowicą jako kontrolę negatywną.
  5. Pozostaw dolną komorę z komórkami na 10-15 minut w okapie, aby się uspokoiła.
    nuta: Ten krok jest zalecany, jeśli komórki przylegają lub rosną w zawiesinie.
  6. Obróć dolną komorę o 90° i umieść środkową komorę na górze, tak aby pokrętło na dolnej komorze wsunęło się w wycięcie w środkowej komorze.
    nuta: Pokrętło na dolnej komorze i niebieska kropka na środkowej komorze znajdują się na przeciwległych końcach zespołu.
  7. Dociśnij pionowo w dół, aż usłyszysz kliknięcie z każdego z dłuższych boków zespołu.
  8. Dodać 160 μl pożywki bez surowicy do wszystkich studzienek środkowej komory.
  9. Upewnij się, że menisk w kształcie kopuły jest widoczny po napełnieniu studzienek; w przeciwnym razie dostosuj końcową objętość w oparciu o kalibrację pipety. Unikaj tworzenia się bąbelków.
  10. Umieść górną komorę z elektrodami skierowanymi w dół na środkową komorę, upewniając się, że niebieskie kropki są wyrównane na środkowej i górnej komorze.
  11. Dociśnij pionowo w dół, aż usłyszysz kliknięcie z każdego z dłuższych boków zespołu.
  12. Do górnej komory dodać 25-50 μl podłoża bez surowicy.
  13. Zamontuj zestaw na dwufunkcyjnym analizatorze komórek w inkubatorze do hodowli tkankowych i odczekaj 30 minut przed pomiarem tła.
    nuta: Czas ten jest niezbędny do zrównoważenia macierzy i może być wykorzystany do przygotowania linii komórkowych, które mają zostać dodane do górnej komory.
  14. Zmierzyć tło (patrz sekcja 6) i umieścić zestaw z powrotem w kapturze do hodowli tkankowych.
  15. Dodaj 30 000-50 000 komórek w 100 μl pożywki bez surowicy do każdego dołka górnej komory. Są to komórki, które elektroda wykryje po pomyślnej migracji przez membranę
    nuta: Aby osiągnąć maksymalną odpowiedź, zaleca się hodowlę komórek w pożywce bez surowicy lub o niskiej surowicy przez 6-18 godzin przed wykonaniem testu.
  16. Pozostaw zespół w osłonie na 30 minut przed zamontowaniem na dwufunkcyjnym analizatorze ogniw do pomiaru impedancji.

6. Pomiar tła i impedancji

  1. Umieść macierz w podstawce dwufunkcyjnego analizatora komórek.
  2. Otwórz oprogramowanie analizatora komórek i wybierz podstawkę, która ma być używana.
  3. Kliknij kartę Wiadomość i upewnij się, że jest na niej napisane Połączenia OK, aby upewnić się, że matryca jest dobrze umieszczona w podstawce, a elektrody są dobrze wyrównane z czujnikami.
  4. Kliknij zakładkę Notatki z eksperymentu i podaj jak najwięcej informacji o eksperymencie.
  5. Kliknij zakładkę Układ i wypełnij opis układu tablicy.
  6. Kliknij kartę Harmonogram i dodaj dwa kroki z menu Kroki: krok w tle (jedno przeciągnięcie) i krok testowy ze 100 przebiegami - przemiatanie co 15 minut, w sumie 25 godzin.
  7. Po 30 minutach przebywania matrycy w inkubatorze dwufunkcyjnego analizatora komórek, kliknij przycisk Odtwórz, aby rozpocząć pomiar tła. Pojawi się okno z prośbą o wybranie folderu, w którym chcesz zapisać dane.
  8. Po wykonaniu pomiaru tła wyjmij matrycę z kołyski i umieść ją z powrotem w kapturze do hodowli komórkowych.
  9. Dodaj komórki do górnej komory zgodnie z opisem w kroku 5.13 i trzymaj zespół w kapturze do hodowli tkankowej przez 30 minut, aby komórki się ustabilizowały.
  10. Umieść macierz z powrotem w dwufunkcyjnym analizatorze komórek i sprawdź kartę Komunikat dla komunikatu Połączenia OK.
  11. Kliknij przycisk Play, aby rozpocząć pomiar impedancji.
  12. Kliknij zakładkę Wykres, aby monitorować postęp sygnału.
  13. Jeśli punkt końcowy zostanie osiągnięty przed 25 godzinami, kliknij krok Przerwij z menu rozwijanego Wykonaj.
  14. Aby wyeksportować dane, kliknij wykres prawym przyciskiem myszy, wybierz opcję Kopiuj w formacie listy, a następnie wklej dane do arkusza kalkulacyjnego.
    nuta: Dane można wyeksportować jako indeks komórki lub indeks komórki delta. Do eksportu można również wybrać informacje o wykresie i/lub układzie.

Tabela 1: Skład pożywki do hodowli komórkowych. W tabeli wymieniono składy pożywek MDA-MD-231, pożywek J2 Fibroblasts, pożywek DCIS i pożywek PDX.

.
mediaSkładnikówStężenie/proporcja
Nośnik MDA-MD-231DMEM (DMEM)
Płodowa surowica bydlęca (FBS)10%
J2 Pożywki fibroblastów DMEM (DMEM)
Płodowa surowica bydlęca (FBS)10%
Nośniki DCIS DMEM F12
Surowica końska (HS)5 proc.
Naskórkowy czynnik wzrostu (EGF)20 ng/ml
insulina10 μg/ml
Hydrokortyzon0,5 μg/ml
Toksyna100 ng/ml
Nośniki PDXDMEM F12
Płodowa surowica bydlęca (FBS)2 proc
HEPESY1 mln
Insulina Transferyna Selen Etanoloamina (ITS)10 μg/ml
Hydrokortyzon0,5 μg/ml
Albumina surowicy bydlęcej (BSA)1 mg/ml

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Rysunek 1: Obrazy komór matrycy i ich modyfikacji.

(A) Trzy komory użyte do budowy tablicy. Nie dokonano żadnych modyfikacji w górnej komorze, w której znajdują się elektrody. (B) Ze środkowych studzienek komorowych odcięto wysokość 2 mm i przymocowano membranę do otwartego dna; Z każdej strony dodano podłużne szczeliny (1,5 mm x 5,6 mm)....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0,05% trypsyna-EDTARybak termiczny25300-054
klejKlej optyczny Norland NOA63
Albumina surowicy bydlęcej (BSA)SigmaNr kat. A9418
Podnośnik komórekSarstedt83.1832 Rozdział 1832
Toksyna z Vibrio choleraeRybak termiczny Numer katalogowy: 12585-014
Płyta CIMAgilent 5665817001Płytka analizatora komórkowego
Kolagenaza z Clostridium histolyticumSigmaZobacz materiał C0130
DMEM (DMEM)Rybak termiczny Numer katalogowy 11995-065
Zobacz materiał DMEM-F12Rybak termicznyNumer katalogowy 11875-093
Płodowa surowica bydlęca (FBS), inaktywowana termicznieOmega Naukowa FB-12
HEPESY Rybak termiczny15630106
Surowica końska (HS)Gibco (firma Gibco)Numer katalogowy 16050-122
Ludzki EGFPeprotechAF-100-15
Hydrokortyzon Sigma H4001
Insulina Transferyna Selen Etanoloamina (ITSX) (100x)Rybak termiczny51500056
Insulina, ludzka rekombinant, roztwórSigmaZobacz materiał C8052
Fibroblasty J2Komórka macierzysta (RRID:CVCL_W667) Numer katalogowy: 100-0353
Preparat LymphoPrepKomórka macierzystaNumer telefonu 7851Pożywka o gradiencie gęstości do izolacji komórek jednojądrzastych
MatrigelCorningNumer telefonu 354230Matryca membrany podstawnej
MCFDCIS.com ogniwa (DCIS)RRID:CVCL_5552
Ogniwa MDA-MB-231 RRID:CVCL_0062
frezarka Bridgeport Seria 1 pionowy
Solanka fizjologiczna buforowana fosforanami (1x)Rybak termiczny10010049
Membrana polieterosulfonowa (PES)Sterlitech (Sterlitech)PCTF029030
Roztwór do lizy RBCKomórka macierzystaNumer katalogowy: 7800
Analizator RTCA DPAgilent3x16 Dwufunkcyjny analizator komórek
trypsynaSigma Zobacz materiał T4799
powiedział: powiedział: powiedział: szt. TGL

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Three Chambered ArrayElectrical ImpedanceCancer Cell InvasionStromal Cell FactorsMicroporous MembraneImpedance Based AnalyzerDual Purpose Cell AnalyzerInvasive Phenotype AssessmentReal Time DetectionCell Migration Assay

Related Articles