Этот протокол описывает использование многофотонной микроскопии для выполнения расширенного замедленную съемку многоклеточных взаимодействий в реальном масштабе времени, в естественных условиях в одном разрешении клеток.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
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.