Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Генерация 3D-опухолевых сфероидов для исследований по оценке лекарственных средств

3.5K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/65125

⸱

24 февраля 2023 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

В данной статье демонстрируется стандартизированный метод построения трехмерных опухолевых сфероидов. Также описана стратегия наблюдения сфероидов и анализа глубокого обучения на основе изображений с использованием автоматизированной системы визуализации.

Аннотация

В последние десятилетия, в дополнение к клеткам, культивируемым монослоями, были разработаны трехмерные опухолевые сфероиды в качестве потенциально мощного инструмента для оценки противоопухолевых препаратов. Тем не менее, традиционные методы культивирования не имеют возможности манипулировать опухолевыми сфероидами гомогенным образом на трехмерном уровне. Чтобы устранить это ограничение, в этой статье мы представляем удобный и эффективный метод построения опухолевых сфероидов среднего размера. Кроме того, мы описываем метод анализа на основе изображений с использованием программного обеспечения для анализа на основе искусственного интеллекта, которое может сканировать всю пластину и получать данные о трехмерных сфероидах. Было изучено несколько параметров. Используя стандартный метод построения опухолевого сфероида и высокопроизводительную систему визуализации и анализа, эффективность и точность тестов на лекарства, выполняемых на трехмерных сфероидах, могут быть значительно увеличены.

Введение

Рак является одним из заболеваний, которых больше всего боятся люди, не в последнюю очередь из-за высокого уровня смертности1. В последние годы возможности лечения рака увеличились, поскольку были введены новые методы лечения 2,3,4,5. Двумерные (2D) и трехмерные (3D) модели in vitro используются для изучения рака в лабораторных условиях. Однако 2D-модели не могут сразу и точно оценить все важные параметры, указывающие на противоопухолевую чувствительность; следовательно, они не могут полностью представить

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

Протокол

1. Конструкция сфероида

  1. Антиадгезионная обработка культуральной пластины
    1. Пипетку 100 мкл антиадгезионного реагента в каждую лунку 48-луночной пластины с U-образным дном колодца и держать в течение 10 мин. Через 10 минут аспирируйте реагент для покрытия и дважды промойте стерилизованным PBS.
    2. Поместите культуральную тарелку в инкубатор (37 ° C в увлажненном воздухе с 5% CO2) до использования.
  2. Подготовка, сбор и подсчет клеток
    1. Используйте питательную среду, специфичную для клеток, для культивирования клеток в колбах для клеточных культур (дополнительная таблица 2). Напри....

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

Результаты

На рисунке 1A, B показан процесс, используемый для построения опухолевых сфероидов в этом исследовании. Сначала мы засеяли клетки в 48-луночную U-образную нижнюю пластину. Этот шаг почти такой же, как и в 2D-культуре клеток. Мы держали пластину в общем инкубаторе с водой, окружающей лунки, чтобы отложенные клетки начали образовывать сфероиды в процессе самосборки. В нормальных условиях эксплуатации большинство типов опухолевых сфероидов полностью формировались через 5 дней п.......

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

Обсуждение

Микроокружение играет важную роль в росте опухоли. Он может влиять на обеспечение внеклеточных матриц, градиенты кислорода, питание и механическое взаимодействие и, таким образом, влиять на экспрессию генов, сигнальные пути и многие функции опухолевых клеток 19,20,21. Во многих случаях 2D-клетки не производят таких эффектов или даже производят противоположные эффекты, тем самым влияя на оценку медикаментозного лечения. Однако по.......

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

Раскрытие информации

Авторам раскрывать нечего.

Благодарности

Мы благодарим всех сотрудников наших лабораторий за их критический вклад и предложения. Это исследование было поддержано ключевым проектом Комиссии по здравоохранению провинции Цзянсу (K2019030). Концептуализация была проведена C.W. и Z.C., методология была выполнена W.H. и M.L., исследование было выполнено W.H. и M.L., курирование данных было выполнено W.H., Z.Z., S.X. и M.L., первоначальная подготовка проекта была выполнена Z.Z., J.Z., S.X., W.H., и X.L., обзор и редактирование были выполнены З.К., управление проектом осуществлялось К.В. и З.К., а привлечение финансирования осуществлялось К.В. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

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

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
0,5-10 мкм; L Наконечники для пипетокAXYGENT-300
1.5  mL Устойчивые к кипячению микропробиркиAxygenMCT-150-C
100-1000μ L Наконечники для пипетокKIRGENKG1313
15 мл Гнездо для центрифужных пробирок601052
200 μ L Наконечники для пипетокAXYGENT-200-Y
3D гельAvatargetMA02
48-лунка U нижняя пластинаAvatargetP02-48UWP
50 мл центрифужная трубкагнездо 602052
Alamar BlueThermo 
Раствор для полоскания против прилипанияSTEMCELL#07010
Сертифицированный FBSBI04-001-1ACS
Деионизированная водаАладдинW433884-500мл
DMEM (модифицированная среда Dulbecco's Eagle)Gibco11965-092
DMSOsigmaD2650-100ML
Excel sofware Microsoft office
Graphpad призма sofware Программное обеспечение GraphPad 
Имидж-сканер с высоким содержанием и SMART-системаAvatarget1-I01
Image J программное обеспечениеНациональный институт здравоохранения
Добавка инсулин-трансферрин-селен-А (100X)Gibco51300-044
ПарапленкаBemisPM-996
PBSSolarbioP1020
Пенициллин/ стрептомицин SolGibco15140-122
RPMI 1640Gibco11875-093
Scientific Fluoroskan AscentThermoFluoroskan Ascent
T25 FlaskJET BiofilTCF012050
трипсин, 0,25% (1X)ГиклонSH30042,01
DAL1100

Ссылки

  1. Carioli, G., et al. European cancer mortality predictions for the year 2021 with focus on pancreatic and female lung cancer. Annals of Oncology. 32 (4), 478-487 (2021).
  2. Katti, A., Diaz, B. J., Caragine, C. M., Sanjana, N. E., Dow, L. E. CRISPR in cancer ....

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

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Трехмерное культивирование клетокжизнеспособность сфероидоввысококонтентный скринингавтоматизированная микроскопияингибирование роста сфероидоввмещение в гельагрегация клетокпрограммное обеспечение для анализа изображений