Этот протокол описывает использование многофотонной микроскопии для выполнения расширенного замедленную съемку многоклеточных взаимодействий в реальном масштабе времени, в естественных условиях в одном разрешении клеток.
Методическая статья
Этот протокол описывает использование многофотонной микроскопии для выполнения расширенного замедленную съемку многоклеточных взаимодействий в реальном масштабе времени, в естественных условиях в одном разрешении клеток.
В микроокружении опухоли стромальные клетки хозяина взаимодействуют с опухолевыми клетками, способствуя прогрессированию опухоли, ангиогенезу, распространению опухолевых клеток и метастазированию. Многоклеточные взаимодействия в микроокружении опухоли могут приводить к преходящим событиям, включая направленную подвижность опухолевых клеток и проницаемость сосудов. Для количественной оценки проницаемости сосудов опухоли часто используются конечные эксперименты для измерения экстравазации сосудистых красителей. Однако из-за преходящего характера многоклеточных взаимодействий и проницаемости сосудов кинетика этих динамических событий не может быть различима. Путем мечения клеток и сосудистой сети инъекционными красителями или флуоресцентными белками, покадровая прижизненная микроскопия с высоким разрешением позволила в режиме реального времени напрямую визуализировать переходные процессы в опухолевом микроокружении. В данной статье мы опишем метод использования многофотонной микроскопии для выполнения расширенной прижизненной визуализации у живых мышей с целью непосредственной визуализации многоклеточной динамики в микроокружении опухоли. Этот метод детализирует стратегии клеточного мечения, хирургическую подготовку кожного лоскута молочной железы, введение инъекционных красителей или белков через катетер хвостовой вены и получение покадровых изображений. Покадровые последовательности, полученные с помощью этого метода, облегчают визуализацию и количественное определение кинетики клеточных событий подвижности и проницаемости сосудов в микроокружении опухоли.
Распространение опухолевых клеток из первичной опухоли молочной железы было показано, включать не только опухолевые клетки, но у себя стромальных клеток, включая макрофаги и эндотелиальные клетки. Кроме того, сосудистую сеть опухоли является ненормальным с повышенной проницаемостью 1. Таким образом, определение того, как опухолевые клетки, макрофаги и эндотелиальные клетки взаимодействуют посредничать проницаемость сосудов и опухолевых клеток intravasation в микросреды первичной опухоли имеет важное значение для понимания метастазирования. Понимание кинетики проницаемости сосудов, опухолевых клеток intravasation и основной механизм передачи сигналов многоклеточных взаимодействий в микроокружение опухоли может предоставить важную информацию в разработке и введению анти-терапии рака.
Основным средством изучения опухолевой сосудистой проницаемости в естественных условиях было измерение экстраваскулярных красителей , таких как голубой Эванса 2, декстраны с высокой молекулярной массой (155 кДа)3 и флуорофор или радиоиндикаторные-конъюгированные белки ( в том числе альбумин) 4 в фиксированные моменты времени после инъекции красителя. Достижения в области микроскопии, животные модели и флуоресцентные красители позволили визуализации клеточных процессов и проницаемости сосудов в живых животных через прижизненной микроскопии 5.
Живое животное изображений с приобретением статических изображений или короткое время покадровой последовательностей в течение нескольких моментов времени не позволяет для полного понимания динамических событий в микроокружение опухоли 6,7. В самом деле, статическое получение изображений в течение 24 часов , показали , что опухоль сосудистая негерметичен, однако динамика проницаемости сосудов не наблюдалось 6. Таким образом, расширенное время непрерывной покадровой изображений до 12 часов захватывает кинетики динамических событий в микроокружение опухоли.
Этот протокол описывает использование расширенного покадровой multiphotна прижизненной микроскопии для изучения динамических многоклеточные событий в опухоли микроокружения. Несколько типов клеток в опухоли микроокружения помечены инъекционные красителей или с использованием трансгенных животных, экспрессирующие флуоресцентные белки. Использование вены катетер хвоста сосудистые красители или белки могут быть инъецированы после начала обработки изображений для получения кинетических данных многоклеточных событий в микроокружение опухоли. Для получения изображений живых клеток опухоли молочной подвергается через хирургической подготовки кожного лоскута. Изображения приобретаются на срок до 12 часов с использованием многофотонного микроскопа , оборудованного с несколькими фотоумножителей (ФЭУ) детекторов 8. При использовании соответствующих фильтров, алгоритм вычитания позволяет 4 детекторов PMT приобрести 5 флуоресцентные сигналы в опухоли микроокружения одновременно 9. Высокое разрешение многофотонная прижизненной микроскопии захватывает одного элемента разрешения визуализации опухоли стромы взаимодействий в микроокружение опухоли, что приводит к лучшему Understanding проницаемости сосудов и intravasation опухолевых клеток 10-13. В частности, расширенные прижизненной визуализации выявили высоколокализованной, транзиторные сосудистых событий , которые происходят проницаемости селективно на участках взаимодействия между опухолевой клетки, макрофаг и эндотелиальных клеток (определяемой как Опухоль микросреде метастаз, TMEM 14) 13. Кроме того, опухолевые клетки intravasation происходит только при TMEM и пространственно и временно коррелирует с проницаемостью сосудов 13. Одно разрешение клеток динамики этих событий стало возможным благодаря использованию расширенного покадровой многофотонной микроскопии флуоресцентно меченых клеток в опухоли микроокружения.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры, описанные должны быть выполнены в соответствии с действующими нормами и правилами для использования позвоночных животных, в том числе предварительного одобрения колледжа Альберта Эйнштейна медицины Институциональные уходу и использованию животных комитета.
1. Создание флуоресцентно меченных Опухоли и ассоциированные с опухолью макрофаги
2. Настройка микроскопа и обработки изображений Подготовка
Примечание: Эта процедура описывает настройкудля прижизненной визуализации на многофотонном микроскопа 8.
3. Получение хвостовую вену катетером и реагенты для инъекций во время съемки
4. Размещение пребывающей в хвостовую вену Катетера
5. лоскут кожи хирургическая процедура, чтобы Выставляют опухоли молочной железы
6. Подготовка животных для микроскопии
7. Получение изображения и инъекция Fluorescлор Красители и инъекционные Белки
8. Эвтаназия
Обработка 9. Изображение
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Расширенный покадровой прижизненной микроскопии позволяет одного элемента разрешения визуализации многоклеточных процессов в опухоли микроокружения. По флуоресцентно опухолевых клеток маркировки, макрофагов, сосудистого пространства и визуализации сети коллагеновых волокон с использованием второго сигнала генерации гармоник, несколько отсеков в микросреды опухоли одновременно отслеживается во время съемки. Опухолевые клетки , меченные флуоресцентными белками могут быть получены в трансге...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Межклеточных взаимодействий, которые происходят спонтанно в микроокружение опухоли может привести к изменениям в опухолевых клеток моторики и intravasation. Высокое разрешение прижизненной визуализации тканей живого опухоли позволяет визуализировать многоклеточных динамики , которые могут быть весьма переходная 10,13,24. Конечная точка в анализах естественных условиях или покадровой изображений , полученных с помощью дискретных моментов времени может обеспечить существенную информацию о моле...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Это исследование было поддержано Министерством обороны груди Программа исследований рака под номером премии (ясень, W81XWH-13-1-0010), NIH CA100324, PPG CA100324 и Программа комплексной обработки изображений.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 155 кДа декстран-тетраметилродамина изотиоцианат | Sigma Aldrich | T1287 | восстанавливается в дозе 20 мг/мл в 1x PBS |
| 70 кДа декстран-Texas Red | Life Technologies | D-1830 | восстанавливается в дозе 10 мг/мл в 1x PBS |
| 10 кДа декстран-флуоресцеин изотиоцианат | Sigma Aldrich | FD10S | восстанавливается в дозе 20 мг/мл в 1x PBS |
| Qdot 705 ITK Amino (PEG) Quantum Dots | Life Технологии | Q21561MP | разбавления 25 μ l в 175 μ l из 1x PBS для инъекций |
| мышей MMTV-PyMT | Лаборатория Джексона | 2374 | |
| Csf1r-ECFP мыши (Csf1r-Gal4/VP16,UAS-ECFP) | Лаборатория Джексона | 26051 | |
| Csf1r-EGFP мыши | Лаборатория Джексона | 18549 | |
| 1x PBS | Life Technologies | ||
| Изоэтезия (изофлуран) | Henry Schein Animal Health | 50033 | 250 мл |
| шприц Oxygen | AirTech | ||
| 1 мл, туберкулиновый наконечник | BD | 309659 | |
| 30 г x 1 (0,3 мм x 25 мм) игла | BD | 305128 | |
| Полиэтиленовая микро медицинская трубка | Scientific Commodities Inc | BB31695-PE/1 | внутренний диаметр 0,28 мм x внешний диаметр 0,64 мм |
| Покровное стекло для микроскопа | Corning | 2980-225 | толщина 1,5, 22 x 50 мм |
| ФизиоSuite MouseSTAT пульсоксиметр, программное обеспечение и датчики | Кент Научная | ||
| лабораторная лента | Fisher Scientific | 159015R | |
| мягкая резиновая прокладка | McMaster-Carr | 8514K62 | Ультрамягкая полиуретановая пленка, 3/16" Толстый, 12" x 12", 40 Oo Durometer, плоская задняя жесткая |
| резиновая прокладка | McMaster-Carr | 8568K615 | Высокопрочный неопреновый резиновый лист толщиной 1/4", 12" x 12", 50 Дюрометрический |
| микроскоп | Olympus | Микроскоп представляет собой изготовленный по индивидуальному заказу двухлазерный многофотонный микроскоп на основе стенда Olympus IX-71 с объективом 20X 1.05NA. | |
| Набор 7-дыроколов | McMaster-Carr | 3429A12 | диаметром от 1/4" до 1" для перфоратора с ударным молотком |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение