Методическая статья

Продольная Измерение внеклеточного матрикса жесткости в 3D Опухолевые модели с помощью частиц отслеживания микрореология

11.1K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/51302

⸱

10 июня 2014 г.

 ,  ,  , 
1Department of Physics, University of Massachusetts Boston

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Микрореология частиц отслеживания может быть использован для неразрушающего количественного и пространственно карту изменений в внеклеточного матрикса механических свойств в 3D моделей опухолей.

Аннотация

Механический микросреда как было показано, действовать в качестве важнейшего регулятора поведения роста опухоли и сигнализации, которая сама отремонтирован и модифицированной в рамках набора сложных, двусторонняя механочувствительных взаимодействий. В то время как развитие биологически-соответствующих 3D моделей опухолевых способствовали механистические исследования о влиянии матрицы реологических на рост опухоли, обратная задача изменения отображения в механической среде, вызванной опухолями остается сложной. Здесь мы описываем реализацию частиц отслеживания микрореологические (PTM) в сочетании с 3D моделями рака поджелудочной железы в рамках надежной и жизнеспособной подхода для продольно мониторинга физические изменения в опухоли микроокружения, на месте. Описываемая здесь методология интегрирует систему подготовки в пробирке 3D модели, внедренные в модели внеклеточного матрикса (ECM) лесов из типа I коллагена с флуоресцентной меченые зонды, равномерно распределенное для роsition-и нестационарные измерения микрореология всей образца. опухоли в искусственных условиях высевают и исследовали в параллельных условиях с использованием многоямного рентгенографические пластины. Опираясь на установленных методов, видео трассирующих движений зонда превращаются через отношение Обобщенная Стокса Эйнштейна (GSER) представить сложную частотно-зависимого модуля сдвига вязкоупругая, G * (ω). Потому что такой подход является визуализация на основе механической характеристики также отображается на больших передается освещенности пространственных областях одновременно сообщить качественные изменения в 3D размера опухоли и фенотипа. Представитель результаты, показывающие контрастные механическую ответ в субрегионов, связанных с локализованным вторжения вызванной деградации матрицы, а также калибровки системы, данные по валидации представлены. Нежелательные результаты от общих экспериментальных ошибок и устранения неисправностей этих вопросов также представлены. 96-а 3D формате культура покрытие реализованы в этом протоколе есть сonducive соотношению измерений микрореология с терапевтическими скрининга или молекулярной визуализации, чтобы получить новое понимание влияния лечения или биохимических раздражителей на механической микросреды.

Введение

Как видно из растущего организма доказательств в литературе, что раковые клетки, как и доброкачественных эпителиальных клетках млекопитающих, очень чувствительны к механическим и биофизических свойств окружающей внеклеточного матрикса (ECM) и других компонентов микроокружения 1-9. Элегантные механистические исследования предоставили понимание роли внеклеточной жесткости как сложной механочувствительных партнера сигнализации, которая регулирует злокачественную поведение роста и морфогенеза 2,3,10,11. Эта работа была облегчена, в частности, развития 3D в пробирке опухолевых моделях, которые восстанавливают биологически соответствующую архитектуру ткани и могут быть выращены в каркасных материалов с перестраиваемой механики и отображаемого с помощью оптической микроскопии 12-19. Однако, с другой стороны этого mechanoregulatory диалога между опухолью и микросреды, через который раковые клетки в свою очередь изменяет реологические свойства их окружения, остается несколькотруднее учиться. Например, во время нашествия процессов, клетки на периферии опухоли могут претерпевать эпителиально-мезенхимальных перехода (EMT) и увеличения экспрессии матриксных металлопротеаз (ММР), которые вызывают местный деградацию внеклеточного матрикса 20-22, который, в свою очередь, влияет на поведение механочувствительных роста другие проксимальных опухолевые клетки. С помощью различных биохимических процессов, раковые клетки непрерывно набрать местную жесткость окружающей их среды вверх и вниз в соответствии с различными процессами в разное время. Описываемая здесь методология мотивируется необходимостью аналитических инструментов, которые сообщают местные изменения в жесткости и соответствия ЕСМ в процессе роста, которые могут быть интегрированы с 3D моделей опухоли и коррелирует продольно биохимических и фенотипических изменений, не выключая культуру.

В поисках подходящей техники для реализации в этом контексте, частица отслеживания микрореология (PTM) выступает как сильного кандидата.Этот метод, впервые первоначально Мейсон и Вайц 23,24, использует движение трассирующих зондов, встроенных в комплексной жидкости сообщить комплексный модуль частотно-зависимого сдвига вязкоупругая, G * (ω) при длине микронных масштабах. Этот общий подход был разработан с несколькими вариациями подходят для различных применений в мягких конденсированных сред, коллоидов, биофизики и физики полимеров 25-31. PTM имеет определенные преимущества по сравнению с другими методами, так как показания местного вязкоупругости предоставляются неразрушающего видео визуализации биохимически неактивных меченых зондов, которые включены в момент подготовки культуры и оставаться на месте в течение продолжительных периодов роста. Это в отличие от золота стандартных измерений с колебательной сдвига объемной реометре, который обязательно требует прекращения культуры и сообщает объемную макроскопического реологические свойства образца, а не точечных измерений в рамках комплексной 3D опухоли microenvirютере. Действительно ряд исследований показано полезность интерпретации измерения движений трассирующими зонда в или вокруг раковых или не раковых клеток для измерения деформации, связанные с клеточной миграции 32, механическим нагрузкам, вызванной расширяющейся сфероида 33, внутриклеточного реологии 34,35, и для сопоставления механических напряжений и деформаций в инженерных тканей 36 и соотношение между размером пор и скорости вторжения 37. Другие методы, подходящие для микрореологические, такие как атомно-силовой микроскопии (АСМ) может быть реализован, но, прежде всего, для зондирования точки на поверхности образца, а также может представлять проблемы стерильности культуры, которые усложняют продольные измерений 38.

Здесь мы описываем комплексный протокол, охватывающий методы для роста 3D опухолевых сфероидов, пригодных для передачи в ECM со встроенными флуоресцентных зондов для видео частиц отслеживания и анализа методов надежно отображения пространственныеизменения в микрореологические с течением времени в культуре. В текущей реализации, модели 3D опухолевые выращивают в многоямного формате с целью к включению измерений микрореология с другими традиционными анализами (например, цитотоксичность), которые этот формат способствует. В этом представительного иллюстрации данной методики мы, в культуре пробирке 3D сфероидов с использованием PANC-1 клетки, установлено, линия поджелудочной железы раковые клетки, как известно, образуют сфероидов 39, но все измерения, описанные здесь, могут широко применяться для изучения солидных опухолей с использованием различных клеточных линий подходит для 3D культуры. Поскольку этот метод по своей сути визуализации на основе он идеально подходит для совместного регистрации микрореология данных высокого разрешения с большими передается-световых полей зрения, которые сообщают изменения в клеточного роста, миграции и фенотипа. Осуществление PTM интегрирована с передаваемой световой микроскопии таким образом предполагает, воспроизводимое позиционирование микроскопа стадии Whич как правило, доступны на моторизованных коммерческий Widefield эпифлуоресцентной биологических микроскопов. Протокол, разработанный ниже, могут быть реализованы с любым разумно оборудованный автоматизированный флуоресценции биологического микроскопа. Само собой, это данные с интенсивным методом, который требует получения гигабайт цифровых данных видео микроскопии для автономной обработки.

В следующем протоколе Протокол 1 относится к первоначальной подготовки опухолевых сфероидов, который описанных здесь с помощью наложения на агарозе но могут быть замещены различными другими способами, такими как висит капли 40 или 41 поворотного культуры методов. Протокол 2 описывает процесс встраивания сфероидов в коллагеновой строительные леса, хотя в качестве альтернативы, в пробирке 3D опухоли могут быть выращены инкапсуляции или вложения ресуспендировали клеток в ECM 12,15, а не отдельных предварительно сформированных неадгезивных сфероидов. Последующие протоколы описывают процедуры для Øbtaining временным разрешением измерения микрореология путем приобретения и обработки данных видео микроскопии, соответственно. Обработка данных описывается с помощью MATLAB, используя процедуры с открытым исходным кодом для PTM построен на алгоритмах первоначально описанных Крокер и Грира 42, который также широко развитой для различных программных платформ (см. http://www.physics.emory.edu/ ~ недели / IDL /).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Культивирование Опухолевые Сфероиды

  1. Смешайте 10 мл сорта культуры клеток воды с 0,1 г агарозы, чтобы получить 1%-ный раствор агарозы.
  2. Тепло раствор агарозы в свыше 70 ° С (примерно 14 сек в стандартном микроволновой печи или с помощью нагревательной плитке) до аликвоты 40 мкл раствора агарозы в скважину на 96-луночный планшет.
  3. Инкубируют планшет при 37 ° С в течение по меньшей мере 1 ч при уборке клеток с использованием стандартных методик.
  4. С помощью гемоцитометра, чтобы определить концентрацию клеток в суспензии.
  5. Развести клеточной суспензии до 1000 клеток / мл и добавить 100 мкл этого разведения к колодцу, содержащий вылечить агарозном кровать.
  6. Поместите образец на шейкере в течение ночи в инкубатор при 37 ° 5% СО 2 С и.
  7. Снять образец из шейкере и добавить 100 мкл клеточной культуры.
  8. Выдержите сфероидов пока желаемый диаметр не будет достигнута. Например, после 9 дней, зрheroid будет примерно 450 мкм в диаметре. В течение этого времени свежую среду роста могут быть добавлены к лункам, но стремление следует избегать, поскольку это приведет к удалению сфероида.

2. Подготовка 3D опухолевых сфероидов Embedded в ECM

  1. Подготовить рабочее место с необходимым материалов внутри ламинаре.
  2. Подготовка разбавленной смеси карбоксилат-модифицированный 1 мкм диаметра люминесцентных меченых зондов, добавив 2 части акций зондов (2% твердых частиц) до 25 частей стерильной водой.
  3. Удалить бутылку 3,1 мг / мл бычьего коллагена из холодильника и положите его на лед.
  4. Аликвоты 125 мкл коллагена в пустую 2 мл флакон.
  5. Добавить 50 мкл разбавленного раствора трассировщик зонда во флакон, содержащий коллаген и вихрь кратко распределить зондов.
  6. Добавить 235 мкл соответствующих среды для культивирования клеток, содержащей фенол красный (который станет желтой) для общего объема 410 мл и вихрь кратко до удаления 205 мл (половина от общего объема) и размещение его в новом 2 мл флаконе. Флакон 1 будет содержать сфероид опухоли и колба 2 будет контроль смесь.
  7. Добавить ~ 2 мкл 1 М NaOH, чтобы флакон 1 для доведения раствора обратно в нейтральном рН (питательные среды, содержащие фенол красный должен вернуться в красный цвет). Заметим, что это приведет к тому, смесь начать лечение, если оно не держат на льду. Vortex кратко перемешать, затем немедленно вернуться в ледяной стойки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: сфероид едва виден невооруженным глазом после 9 дней культуры и ее удаления из агарозном кровати является деликатной задачей. Использование микроскопом рассечение может быть полезным для некоторых пользователей. Поддержание целостности сфероида во время передачи имеет первостепенное значение.
  8. Использование пипетки с широким горлом, аккуратно удалить 40 мкл СМИ из колодца, содержащий сфероид опухоли. Сохраните это 40 мкл при проведении следующий шаг.
  9. Проверьте хорошо, чтобы убедиться, сфероидудаляли в предыдущем шаге. Если бы это было, добавьте 40 мкл, содержащие сфероид чтобы флакон 1. Если нет, то поместите 40 мкл обратно в колодец и повторите предыдущий шаг.
  10. Аккуратно перемешать флакон 1 (не рискуете вихревание, это может привести к повреждению сфероид) перед передачей смесь в 60 мкл порциями на три отдельных лунки 96-луночного планшета. Проверьте каждую лунку с помощью микроскопа после добавления смесь определить, какие хорошо содержит сфероид.
  11. Добавить ~ 2 мкл 1 М NaOH и 40 мкл клеточной культуры в флакон 2 и вихрь перед aliquotting 60 мкл этой смеси в пустой хорошо в 96-луночный планшет и маркировки в качестве контроля.
  12. Место пластины в 37 ° С инкубатор лечить, по крайней мере 1 часа.

3. Построить сетку из точек выборки и снять видео в каждой точке

  1. Передача образца пластину из инкубатора, чтобы столик микроскопа. Разрешить 10 мин для образца, чтобы equilibrate с комнатной температурой, если нагретый этап не доступен.
  2. Соблюдайте образца с малой мощности объективов, чтобы убедиться, что это нетронутыми и готовы для работы с изображениями. Определить положение опухоли в скважине.
  3. Решите, сколько точек выборки взять. Как правило, 20 точки отбора проб в каждой лунке, распределенные в концентрических колец вокруг сфероида будет производить адекватно подробные результаты.
  4. Перемещение на сцену, чтобы каждого нужное положение и использовать микроскоп взаимодействия программного обеспечения для записи х и у координаты (или запись координат вручную, если взаимодействие программного обеспечения недоступна).
  5. Переключите микроскоп для высокой мощности объектива (обычно 100X), и выберите соответствующий куб фильтра для длины волны возбуждения из трассирующих зондов. Используйте список точек, созданных в шаге 3.4, чтобы перейти к первой точке в сетке.
  6. Настройте фокус найти дно колодца, а затем перейти до найти поле зрения (FOV), содержащий несколько в фокусе ПРОФэ зонды.
  7. Соблюдайте гистограмму интенсивности и регулировать интенсивность и время экспозиции, чтобы дать наибольшее динамический диапазон можно, обеспечивая при этом изображение не становится насыщенным.
  8. Получить видеоряд с частотой кадров 20-30 мс на кадр (примерно 800 кадров или 16-24 сек в длину рекомендуется предоставить достаточные статистики для надежной расчета MSD сбалансированы с потребностью в минимизации времени захвата в каждой точке пространства сетки) и сохранить с соответствующим конвенции. Во время записи, не прикасайтесь к микроскоп или стол.
  9. Повторите шаги 3,6 до 3,9 для каждой точки образца в сетке.
  10. Повторите этапы 3,3 до 3,10 для каждой лунки в эксперименте.

4. Анализ видеоданных вычислить реологические свойства на каждый образец Пойнт

  1. Скопируйте все видеоданные в папку анализа (возможно на другом компьютере).
  2. Данные изображения импортировать в MATLAB или другое программное обеспечение анализа.
    НЕТTE: Обширная документация относительно множества MATLAB процедур отслеживания частиц, принятых здесь можно ознакомиться на http://people.umass.edu/kilfoil . Использование пользовательских вызывающей функции для автоматизации обработки нескольких файлов в различных положениях рекомендуется.
  3. Калибровка программного обеспечения на основе анализа нескольких кадров видео, чтобы надлежащим образом определить отбора и отторжения параметры (размер, полосовых, и т.д.) для выявления позиции центра зонд. Обширная фон для этих важных шагов описывается Крокер и Грира.
  4. Используйте программное обеспечение для автоматического определения каждую позицию зонда для всех видеокадров, а затем связать эти позиции в траектории.
  5. Использование данных траектории, чтобы вычислить средний квадрат смещения (MSD) в зависимости от времени задержки, будучи уверенным, чтобы применить соответствующий коэффициент пространственной калибровки (мкм на пиксель) для конкретного объектива, любой пиксель биннинга и т.д. (как правило, осуществляетсяв мета-данных).
  6. Рассчитать G * (используя обобщенный Стокса-Эйнштейна отношение приняты во внимание пределы применимости GSER для конкретного образца 24,28,43. Кроме того, пользователи могут пожелать, чтобы интерпретировать свойства ECM непосредственно из MSD просто сравнивая степенной закон масштабирование, плато ценности, индексы неоднородности или других параметров.
  7. Повторите шаги 4,2 через 4,6 для каждого поля зрения в эксперименте.
  8. Со-зарегистрируйтесь данные о положении с шага 3.4 с вязкоупругих удлинении на определенной частоте интересов. В зависимости от производителя микроскопа, используемого, этот шаг может быть облегчено с помощью настраиваемой рутины, которая гласит метаданные микроскопа или положение данных, можно рассматривать вручную.
  9. Используйте 3D-функции интерполяции, чтобы генерировать пространственные реологических карту ЕСМ.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Чтобы убедиться в справедливости G * (ω) измерений в локализованных должности в сложной опухоли модель микросреды, были проведены два начальных проверочные эксперименты. Во-первых, мы стремились утвердить наши измерения против "золотого стандарта" объемной колебательной реометрии сдвига. Мы подготовили одинаковых образца коллагеновой матрице (без клеток) при концентрации 1,0 мг / мл коллагена. Эти образцы были исследованы с объемной реометра (TA Instruments AR-G2, с использованием 40 мм параллельной г...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В этом протоколе введем надежную и широко применимый стратегию продольно отслеживания локальные изменения в ECM жесткости в моделях 3D опухолей. Мы предполагаем, что эта методология может быть принят рака биологов и биофизиков, заинтересованных в механочувствительных поведения, причастных к матричной ремоделирования во время роста опухоли и вторжения процессов. Точное количественное определение матричных деградации кинетики может быть особенно ценным для тех, кто изучает деятельность матричных металлопротеаз, лизилоксид...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Благодарности

Мы выражаем глубокую признательность обмена с открытым исходным кодом от MATLAB частиц отслеживания код, предоставляемый Мария Kilfoil ( http://people.umass.edu/kilfoil/ ), наряду с ранее кода IDL и обширной документации, представленной John C. Крокер и Эрика Р. недель. Эта работа стала возможной благодаря финансовой поддержке Национального института рака (NCI / NIH), K99CA155045 и R00CA155045 (PI: СКП).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Бычий коллаген 1-го типаBD Biosciences, Сан-Хосе, Калифорния354231
PANC-1American Type Cell Culture, Манассас, ВирджинияCRL1469или другой подходящий тип клеток
Флуоресцентные микросферыLife Technologies, Карлсбад, Калифорния906906
MatrigelBD Biosciences, Бедфорд, Массачусетс354230
АгарозаФишер Биореагенты, Waltham, MAC12H18O9
NaOHFisher Bioreagents, Waltham, MANC0480985
96-луночные имиджевые пластиныCorning Inc., Corning, NY3904
DMEMHyclone, Waltham, MASH30243.01или соответствующие среды для клеточных культур
Zeiss AxioObsever MicroscopeZeiss, Oberkochen, Германиявключают в себя высокоскоростную камеру и программное обеспечение для обработки изображений
MATLAB программное обеспечениеThe Mathworks, Натик, Массачусетс

Ссылки

  1. Bissell, M. J., et al. Tissue structure, nuclear organization, and gene expression in normal and malignant breast. Cancer Res. 59, 1757-1763 (1999).
  2. Kumar, S., Weaver, V. M. Mechanics, malignancy, and metastasis: the force journey of a tumor cell. Cancer metastasis reviews. 28, 113-127 (2009).
  3. Paszek, M. J., et al. Tensional homeostasis and the malignant phenotype. Cancer cell. 8, 241-254 (2005).
  4. Bershadsky, A. D., Balaban, N. Q., Geiger, B. Adhesion-dependent cell mechanosensitivity. Annual review of cell and developmental biology. 19, 677-695 (2003).
  5. Dupont, S., et al. Role of YAP/TAZ in mechanotransduction. Nature. 474, 179-183 (2011).
  6. Ingber, D. E. Tensegrity-based mechanosensing from macro to micro. Prog Biophys Mol Biol. 97, 163-179 (2008).
  7. Peyton, S. R., Ghajar, C. M., Khatiwala, C. B., Putnam, A. J. The emergence of ECM mechanics and cytoskeletal tension as important regulators of cell function. Cell Biochem Biophys. 47, 300-320 (2007).
  8. Schmeichel, K. L., Bissell, M. J. Modeling tissue-specific signaling and organ function in three dimensions. J Cell Sci. 116, 2377-2388 (2003).
  9. Nelson, C. M., Bissell, M. J. Of extracellular matrix, scaffolds, and signaling: tissue architecture regulates development, homeostasis, and cancer. Annu Rev Cell Dev Biol. 22, 287-309 (2006).
  10. Butcher, D. T., Alliston, T., Weaver, V. M. A tense situation: forcing tumour progression. Nat Rev Cancer. 9, 108-122 (2009).
  11. Assoian, R. K., Klein, E. A. Growth control by intracellular tension and extracellular stiffness. Trends Cell Biol. 18, 347-352 (2008).
  12. Lee, G. Y., Kenny, P. A., Lee, E. H., Bissell, M. J. Three-dimensional culture models of normal and malignant breast epithelial cells. Nat Methods. 4, 359-365 (2007).
  13. Debnath, J., Brugge, J. S. Modelling glandular epithelial cancers in three-dimensional cultures. Nature reviews. Cancer. 5, 675-688 (2005).
  14. Ulrich, T. A., Jain, A., Tanner, K., MacKay, J. L., Kumar, S. Probing cellular mechanobiology in three-dimensional culture with collagen-agarose matrices. Biomaterials. 31, 1875-1884 (2010).
  15. Abu-Yousif, A. O., Rizvi, I., Evans, C. L., Celli, J. P., Hasan, T. PuraMatrix encapsulation of cancer cells. J. Vis. Exp. (34), e1692(2009).
  16. Debnath, J., Muthuswamy, S. K., Brugge, J. S. Morphogenesis and oncogenesis of MCF-10A mammary epithelial acini grown in three-dimensional basement membrane cultures. Methods. 30, 256-268 (2003).
  17. Celli, J. P., Rizvi, I., Evans, C. L., Abu-Yousif, A. O., Hasan, T. Quantitative imaging reveals heterogeneous growth dynamics and treatment-dependent residual tumor distributions in a three-dimensional ovarian cancer model. J Biomed Opt. 15, 051603-051610 (2010).
  18. Rizvi, I., et al. Synergistic Enhancement of Carboplatin Efficacy with Photodynamic Therapy in a Three-Dimensional Model for Micrometastatic Ovarian Cancer. Cancer Res. 70, 9319-9328 (2010).
  19. Cretu, A., Castagnino, P., Assoian, R. Studying the Effects of Matrix Stiffness on Cellular Function using Acrylamide-based Hydrogels. J. Vis. Exp. (42), e2089(2010).
  20. Kenny, H. A., Lengyel, E. MMP-2 functions as an early response protein in ovarian cancer metastasis. Cell Cycle. 8, (2009).
  21. Kenny, H. A., Kaur, S., Coussens, L. M., Lengyel, E. The initial steps of ovarian cancer cell metastasis are mediated by MMP-2 cleavage of vitronectin and fibronectin. J Clin Invest. 118, 1367-1379 (2008).
  22. Lee, J. M., Dedhar, S., Kalluri, R., Thompson, E. W. The epithelial-mesenchymal transition: new insights in signaling, development, and disease. J Cell Biol. 172, 973-981 (2006).
  23. Mason, T. G., Weitz, D. A. Optical Measurements of Frequency-Dependent Linear Viscoelastic Moduli of Complex Fluids. Physical Review Letters. 74, 1250(1995).
  24. Mason, T. G., Ganesan, K., van Zanten, J. H., Wirtz, D., Kuo, S. C. Particle Tracking Microrheology of Complex Fluids. Physical Review Letters. 79, 3282-3285 (1997).
  25. Crocker, J. C., et al. Two-Point Microrheology of Inhomogeneous Soft Materials. Physical Review Letters. 85, 888(2000).
  26. Valentine, M. T., et al. Investigating the microenvironments of inhomogeneous soft materials with multiple particle tracking. Physical Review E. 64, 061506(2001).
  27. Helfer, E., et al. Microrheology of Biopolymer-Membrane Complexes. Physical Review Letters. 85, 457(2000).
  28. Levine, A. J., Lubensky, T. C. One- and Two-Particle Microrheology. Physical Review Letters. 85, 1774(2000).
  29. Jonas, M., Huang, H., Kamm, R. D., So, P. T. Fast fluorescence laser tracking microrheometry, II: quantitative studies of cytoskeletal mechanotransduction. Biophys J. 95, 895-909 (2008).
  30. Celli, J., et al. Viscoelastic properties and dynamics of porcine gastric mucin. Biomacromolecules. 6, 1329-1333 (2005).
  31. Pelletier, V., Gal, N., Fournier, P., Kilfoil, M. L. Microrheology of microtubule solutions and actin-microtubule composite networks. Phys Rev Lett. 102, 188303(2009).
  32. Bloom, R. J., George, J. P., Celedon, A., Sun, S. X., Wirtz, D. Mapping local matrix remodeling induced by a migrating tumor cell using three-dimensional multiple-particle tracking. Biophys J. 95, 4077-4088 (2008).
  33. Gordon, V. D., et al. Measuring the mechanical stress induced by an expanding multicellular tumor system: a case study. Exp Cell Res. 289, 58-66 (2003).
  34. Li, Y., Schnekenburger, J., Duits, M. H. Intracellular particle tracking as a tool for tumor cell characterization. J Biomed Opt. 14, 064005(2009).
  35. Tseng, Y., Kole, T. P., Wirtz, D. Micromechanical Mapping of Live Cells by Multiple-Particle-Tracking Microrheology. Biophysical Journal. 83, 3162-3176 (2002).
  36. Gjorevski, N., Nelson, C. M. Mapping of Mechanical Strains and Stresses around Quiescent Engineered Three-Dimensional Epithelial Tissues. Biophysical Journal. 103, 152-162 (2012).
  37. Yang, Y. L., Motte, S., Kaufman, L. J. Pore size variable type I collagen gels and their interaction with glioma cells. Biomaterials. 31, 5678-5688 (2010).
  38. Ludwig, T., Kirmse, R., Poole, K., Schwarz, U. S. Probing cellular microenvironments and tissue remodeling by atomic force microscopy. Pflugers Archiv : European journal of physiology. 456, 29-49 (2008).
  39. Sipos, B., et al. A comprehensive characterization of pancreatic ductal carcinoma cell lines: towards the establishment of an in vitro research platform. Virchows Archiv : an international journal of pathology. 442, 444-452 (2003).
  40. Timmins, N. E., Nielsen, L. K. Generation of multicellular tumor spheroids by the hanging-drop method. Methods Mol Med. 140, 141-151 (2007).
  41. Kim, J. B. Three-dimensional tissue culture models in cancer biology. Semin Cancer Biol. 15, 365-377 (2005).
  42. Crocker, J. C., Grier, D. G. Methods of Digital Video Microscopy for Colloidal Studies. Journal of Colloid and Interface Science. 179, 298-310 (1996).
  43. Savin, T., Doyle, P. S. Static and Dynamic Errors in Particle Tracking Microrheology. Biophysical Journal. 88, 623-638 (2005).
  44. Evans, C. L., et al. Killing hypoxic cell populations in a 3D tumor model with EtNBS-PDT. PLoS ONE. 6, e23434(2011).
  45. Debnath, J., et al. The role of apoptosis in creating and maintaining luminal space within normal and oncogene-expressing mammary acini. Cell. 111, 29-40 (2002).
  46. Celli, J. P., et al. Helicobacter pylori moves through mucus by reducing mucin viscoelasticity. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 14321-14326 (2009).
  47. Bansil, R., Celli, J. P., Hardcastle, J. M., Turner, B. S. The Influence of Mucus Microstructure and Rheology in Helicobacter pylori Infection. Frontiers in immunology. 4, 310(2013).
  48. Furst, E. M. Applications of laser tweezers in complex fluid rheology. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 10, 79-86 (2005).
  49. Gosse, C., Croquette, V. Magnetic Tweezers: Micromanipulation and Force Measurement at the Molecular Level. Biophysical Journal. 82, 3314-3329 (2002).
  50. Dembo, M., Wang, Y. -L. Stresses at the Cell-to-Substrate Interface during Locomotion of Fibroblasts. Biophysical Journal. 76, 2307-2316 (1999).
  51. Franck, C., Maskarinec, S. A., Tirrell, D. A., Ravichandran, G. Three-dimensional traction force microscopy: a new tool for quantifying cell-matrix interactions. PLoS ONE. 6, e17833(2011).
  52. Celli, J. P., Petrovic, L., Massdodi, I., Rizvi, I., Hasan, T. Overcoming therapeutic resistance in pancreatic cancer is not a simple mix of PDT and chemotherapy: Evaluation of PDT-chemotherapy combinations in 3D tumor models. Proc SPIE. , 85680R-85680R (2013).
  53. Glidden, M. D., et al. Image-Based Quantification of Benzoporphyrin Derivative Uptake, Localization, and Photobleaching in 3D Tumor Models, for Optimization of PDT Parameters. Theranostics. 2, 827-839 (2012).
  54. Celli, J. P., et al. An imaging-based platform for high-content, quantitative evaluation of therapeutic response in 3D tumour models. Scientific reports. 4, 3751-3710 (2014).
  55. Celli, J. P. Stromal interactions as regulators of tumor growth and therapeutic response: A potential target for photodynamic therapy. Israel journal of chemistry. 52, 757-766 (2012).
  56. Garber, K. Stromal depletion goes on trial in pancreatic cancer. J Natl Cancer Inst. 102, 448-450 (2010).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

3D

Похожие статьи