Главный атрибут прижизненной визуализации является продольной визуализации клеточных процессов без инвазивного вмешательства. Для этого используются трансгенных животных, выражая учредительных или индуцибельной флуоресцентные маркер в клетках интерес. Рисунок 2 иллюстрирует выражение флуоресцентные метки в eNOStag Зеленый флуоресцентный белок (ГПУП)9 и Роза mTmG мыши линии10. ENOStag-GFP — мыши линия, которая была произведена собственными силами с использованием усеченного Энос ген как тег для GFP. Важно отметить, что Енос высоко выражается в эндотелиальных клеток, и сигнал GFP ясно видели в eGolgi й и клеточную мембрану (рисунок 2A). Роза mTmG мышей имеют ориентированные на мембраны двухцветный флуоресценции Cre репортер аллеля. Эта линия выражает mTomato флуоресценции в широко клеток и mGFP в клетках рекомбиназа выражая КРР и значительно используется для трассировки линии. Как часть опухоли пересаженные от не трансгенных донора, красной флуоресценцией выражается преимущественно частями стромальные опухоли (например, в мембраны клеток сосудистой, циркулирующих клеток, проникли клетки крови и опухольассоциированных фибробластов (рис. 2B)).
Формирования судна жестко регулируется, и отличную модель для изучения этого является развивающейся сетчатки12,13. Кроме того рост опухоли судна является кинетическая процесс, который в принципе аналогично развитию сетчатки судна. Однако опухоль сосудов отсутствие организации и, как опухоль непрерывно Ремоделирование, поэтому опухольассоциированных сосудистую. Это может иметь свои преимущества при использовании опухоли как модель ангиогенных, как все этапы развития судна можно часто найти в том же опухоль в то же время. К ним относятся эндотелиальной прорастания фронт, растущих в ООН васкуляризированной часть опухоли (рис. 2 c); поврежденные сосуды (Рисунок 2D); и установленного сосудистого русла (Рисунок 2E-я) с зрелой, разветвленных судов (Рисунок 2E-II). Однако ангиогенных эндотелиальные клетки можно также найти в этих областях. Простимулировано ангиогенных раздражители, эндотелиальных клеток выступала filopodia (Рисунок 2E-III) и может заранее в оконечности ячейку, используя эти filopodia для сканирования и направления миграции (Рисунок 2E-IV). Этот Совет клеток мигрирует в интерстиции опухоли и следуют делящиеся клетки стебля. Один оконечности эндотелиальных клеток имеет несколько filopodia расширения, отзыв и обновление в любое время и может отслеживаться с помощью прижизненной микроскопии (Рисунок 2F).
Во-вторых прижизненной микроскопии может использоваться для определения формирования люмен на фронте ангиогенных, кровотока в опухоли и кровоподтек. В зависимости от уже в настоящее время неотъемлемой флуоресцентные сигналов в животное можно применять различные флуоресцентные соединений. Поток крови и кровоподтек могут быть визуализированы с помощью Hoechst, флуоресцентные декстраны или FITC-BSA. Для расширенного исследования крови поток и частицы кровоподтек, длинные циркуляции дневно помечены Пегилированный наночастиц 100 Нм могут быть использованы. Подробную информацию о подготовке этих наночастиц увидеть предыдущие публикации5. Занятости этих соединений показано на рисунке 3. Эндотелия кончик клетки в Роза mTmG мышь ясно видно, вторжение в опухолевой ткани. Функциональные кровотока проявляется в фиолетовый Флуоресценция наночастиц системно вводят в просвет сосудов труб (Рисунок 3A-я). Наночастицы тесно достигают клеток эндотелия подсказка, иллюстрирующие формирования люмен в районе клетки стебля (Рис. 3A-II). Поставка системно управляемых химиотерапевтические зависит функциональное сосудистую достигнуть опухоли интерстиция, и как показано на рисунке 3B, инъекционные агентов, независимо от их размера, не проникают районы с разрушенных судов, сжатых судов или судов с застой крови.
В большинстве органов эндотелиальные подкладка образует функциональные барьер между кровью и основной ткани, и прохождения молекул жестко регулируется. Опухольассоциированных сосудистую, однако, как известно, быть Дырявый, и размер пор отсечения в значительной степени зависит от типа опухоли14. Флуоресцентный конъюгированных декстраны с разными размерами могут быть введены для оценки потока крови, проницаемость и кровоподтек. Хехст (615 Da) быстро диффундирует в опухолевой ткани и поглощается окружающие клетки (Рисунок 3 c-я). Вскоре после инъекции декстран 10 кДа (рисунок 3CII) и 2 MDa (Рис. 3 C-III) находятся в крови. Однако 10 кДа также видели в опухоли интерстиция, указывающее проницаемость эндотелия подкладки для малых молекул, которая является особенностью декстран приписывается опухоль сосудов. 40 мин после инъекции (Рис. 3 C-IV), декстран, которую 10 кДа очищается от поток крови (Рис. 3 C-V) и интенсивности флуоресценции декстрана 2MDa также сократился (Рис. 3 C-VI). Однако большие декстраны не найдены в опухоли интерстиция, свидетельствует об отсутствии проницаемость для больших молекул в течение этого периода времени.
Патофизиология опухоли, с его пролиферирующих, некротические и снимите васкуляризированной областей, могут быть весьма информативным при использовании опухоли как ангиогенных модель. Однако это представляет собой проблему для эффективной терапии и расследования. Гетерогенность опухольассоциированных сосудистую вызывает гетерогенных распределения управляемых наркотиков, оставляя весь снадобь свободная15районов. Для улучшения доставки лекарств, несколько стратегий может быть прикладной15,16,17, и терапевтические прогрессии может проверяться с помощью этой прижизненной дизайн. Сосудистую опухольассоциированных можно манипулировать с помощью вазоактивных веществ для улучшения доставки наркотиков17. Результаты опухоли судно манипуляции с использованием альфа некроза опухоли (ФНО) как вазоактивных агента в сочетании с Doxil, инкапсулированные липосомальных формулировка доксорубицин, как химиотерапевтический агент представлены в этой рукописи5, 18 , 19. в отличие от декстраны, распространить на несколько часов, если не дни, в циркуляции крови20производятся Пегилированный наночастиц.
Как упоминалось ранее область опухоли может быть предварительно проверенных определить правильный опухоли области в зависимости от исследования вопрос. Судьба наркотиков может быть оценен в районах с функциональной сосудистую против районов с уже поврежденных сосудистого русла (данные не показаны). Расследовать судьбу химиотерапевтических агентов без цитотоксических вмешательства, наночастиц с тот же состав, терапевтический агент может использоваться как модель наркотиков. ENOStag-GFP животное было лечение и.в. с эти наночастицы и imaged 24 h позже. Наночастицы были все еще присутствуют в сосудистую, с минимальным кровоподтек в интерстиции опухоли (Рисунок 4A-я). Однако когда наночастиц вводили в сочетании с TNF, кровоподтек наблюдалась из кровотока в опухоли интерстиция (Рис. 4A-II), увеличивая внутриопухолевых доставки лекарств. С помощью линзы с высоким разрешением цель, внутриклеточной локализации соединения могут быть признаны, как показано здесь ядерной расположение Hoechst в зеленый эндотелиальных клеток и клеток опухоли интерстиция (рис. 4B). Кроме того как многие химиотерапевтических агентов, как доксорубицин, вставлять с ДНК, локализация этих соединений может оцениваться. Доксорубицин имеет красный флуоресцентные свойства, и nanocarrier могут быть помечены, например, tetramethylindotricarbocyanine перхлорат (DiD). ENOStag-GFP животным вводили и.в. с Doxil-сделал в сочетании с TNF, и изображения были приняты 24 ч после лечения. Doxil-extravasated из кровеносных сосудов и был взят вверх на окружающие ткани опухоли (Рисунок 4 c-я). Более подробную оценку отдельных клеток (Рис. 4 C-II) показал, что перевозчик можно найти в цитоплазме, в то время как выпущенные доксорубицин наблюдалось в клеточном ядре.

Рисунок 1: приборы, дорсальная складки камеры и установки оборудования, необходимые для процедуры. (A) опухоли фрагменты () и хирургические инструменты, необходимые для имплантации. Нестандартные инструменты являются уха перфоратор (b), микро отвертка (c) и изогнутой иглой (d). (B) спинной складки окно камеры. Фронт (а) и назад (b) окно (стрелка: отверстия для швов; стрелка: отверстия для болтов), 2 болтов (c), 2 гайки (d), 1 филлер стеклянные (e), 2 стаканами крышку (f) и 2, сохраняя кольца (g). Кроме того стопорные кольца без крючков (белая стрелка) может использоваться при необходимости. Платформа с контролируемой температурой (C) по заказу камеры держатель (), болты для камеры камеры держатель (b), (c), болты для защиты камеры держатель для платформы (d), и держатель с анестезией трубки (e). (D) животное установлен в держателе камеры на платформе. В области просмотра окна виден B16BL6 опухоли (стрелка). (E) оборудование, необходимое для прижизненной оценки. Компьютер с изображений и Микроскоп управления программного обеспечения (), стандартные флуоресцентный свет (b) и Микроскоп. Multiphoton конфокальный был используется (c) с блоком анестезии (d). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2: встроенные флуоресценции трансгенных животных. Все изображения, показанные здесь, Z-стек прогнозы между 50 и 70 мкм толщиной. (A) в eNOSGFP тег линии, GFP выражается в Гольджи (звездочка) и клеточной мембраны (стрелка) эндотелиальных клеток. Шкалы бар = 100 µm. (B) внутриопухолевых выражение mTomato в строке Роза mTmG встречается преимущественно в клеточной мембраны клеток сосудистой (стрелка) и клетки крови (звездочка). Шкалы бар = 100 µm. (C) A проекции растущего ангиогенных фронта в ООН васкуляризированной опухоль. Шкалы бар = 100 µm. (D) A проекции части опухоли с установленным и поврежденных судов (звездочка). (E) проекция установленных опухоли сосудистую (EI) показаны пожилые клеща судов (EII); клетки эндотелия наконечник ангиогенных с filopodia (EIII, стрелки); и пожилые сосуд, от которого один эндотелиальных клеток простирается filopodium (е, стрелки) в интерстиции. Шкалы бар = 100 µm. (F) движение filopodia, за 1 ч. Каждые 15 мин, Z-стека было принято; Максимальная прогноз представлен здесь. Filopodia являются расширение (белая стрелка), застойные (=), втягивания (красная стрелка), или даже полностью исчезает (-). Шкалы бар = 25 µm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3: администрация инъекционные этикетки для иллюстрации кровоподтек и приток крови. (A) A Роза mTmG мыши вводили с фиолетовым флуоресцентные наночастиц, и Z-стек вторжение кончик ячейки фронта было принято спустя 10 мин (МА). Проекция, показывающие, что наиболее эндотелиальной побеги имеют функциональный люмен (AII, стрелка). Только редко можно увидеть эндотелиальной побеги без потока (AII, стрелки). Шкалы бар = 250 мкм. (B) этой проекции Z-стек показывает область судно разрушенного опухоли в eNOStag-GFP животного до начала лечения (BI). Животным вводили с наночастицами (фиолетовый, ВП) и Хехст (синий, BIII). Наночастицы и "Хёхст" не доходят до разрушенных районов, обозначается гранулированный ячейки мусор по-прежнему выражая GFP. Шкалы бар = 250 мкм. (C) eNOStag-GFP мыши вводили с двумя декстраны разных размеров (красный = декстрана 2 MDa; фиолетовый = декстрана 10 кДа) и Хехст (синий = 615 да), и одного плоскости изображения представлены здесь. 10 мин после инъекции, наличие в крови и кровоподтек, видели в тот же образ. "Хёхст" extravasates почти сразу из кровеносных сосудов и поглощается окружающие клетки (CI). Декстран 10 кДа (CII) можно увидеть в сосудах и в интерстиции опухоли. Декстран 2 MDa (CIII) можно найти в сосудах. 40 мин после инъекции (CIV), декстран 10 кДа исчезает из крови (CV), и интенсивности флуоресценции декстрана 2 MDa также уменьшилось (CVI). Шкалы бар = 100 µm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4: расследование судьбы химиотерапевтических агентов. (A) eNOStag-GFP животное было лечение и.в. с наночастицами и образы 24 часа позже. Наночастицы по-прежнему присутствуют в сосудах, с минимальным кровоподтек в интерстиции опухоли (МА). Когда наночастиц объединяются с TNF, кровоподтек наблюдается из кровотока в опухоли интерстиция (Оки). Шкалы бар = 250 мкм. (B) использование линзы с высоким разрешением, эндотелиальных цитоплазмы (зеленый) и ядра (синий) отдельной ячейки могут быть признаны. Шкалы бар = 50 µm. (C) eNOStag-GFP животным вводили и.в. с Doxil-сделал в сочетании с TNF, и снимки были сделаны позднее 24 ч. Здесь, кровоподтек Doxil-сделали из сосудов в опухоль интерстиция является очевидным (CI). Более подробную оценку отдельных клеток (CII) показывает, что фиолетовый перевозчика можно найти в цитоплазме (стрелка), в то время как выпущенные доксорубицин (красный) наблюдается в клеточном ядре (стрелки). Шкалы бар = 50 µm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.