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Cancer Research

자동차 T 세포에 의해 회전 타원 체 살인 분석 결과

Published: December 12, 2018 doi: 10.3791/58785

Summary

이 프로토콜에 대 한 3 차원 구조적된 암 세포 (spheroids)에서 실시간으로 immunotherapeutic 리디렉션된 T-셀 (자동차 T-세포) 세포 독성을 평가 하기 위해 설계 되었습니다.

Abstract

Immunotherapy는 다르게 untreatable 암와의 싸움에서 성장 관심 분야를 되었다. 모든 immunotherapeutic 방법 중 공상 항 원 수용 체 (자동차) T 세포 특히 소아 B 급성 림프 구성 백혈병 (B-모두)와 함께 가장 아름 다운 결과 얻은 리디렉션됩니다. 클래식 유효성 검사 메서드가 자동차 T 세포의 특이성의 사용 정지에서 및이 종이 식 모델에서 대상 셀에 대 한 자동차 T 세포의 기능 분석에 의존합니다. 불행 하 게도, 생체 외에서 관측은 종종 vivo에서 얻은 결과에서 분리 하 고 다른 단계를 추가 하 여 많은 노력 및 동물을 아끼지 수: 3D 문화를 사용 하 여. 그들은 동물 모델에 engrafted는 때 종양 세포의 3 차원 구조를 모방 하는 잠재적인 대상 셀에서 spheroids의 생산 이상적인 대안을 나타냅니다. 여기, 우리는 (여기 CD19 자동차 T 세포에 의해 exemplified) 입양 세포 치료에 대 한 유효성 검사 도구로 불리고 장 셀 라인에서 spheroids를 생산 하는 저렴 하 고 신뢰할 수 있는 쉬운 방법 보고. 이 메서드는 회전 타원 체 성장 따를 수 있는 고급 라이브 이미징 시스템으로 결합, 이펙터 세포 세포 독성 그리고 종양 세포 apoptosis.

Introduction

입양 세포 이동 (ACT)는 다음 세대 암 치료를 나타냅니다. 그것은 환자에 효과 기 세포 (T-또는 NK-세포)의 주입에 사용합니다. 이 세포는 유전자 그들 그들의 목표는 종양을 안내 하 고 그것을 파괴 하는 수용 체와 함께 수정할 수 있습니다. 최근이 방법은 공상 항 원 수용 체 (차) B-세포 마커 CD19에 대 한 감독을 죽 일 자신의 암1환자 T 세포에 도입 되었다 때 가능한 것으로 표시 했다. 인공 수용 체 자동차의 경우 디자인 구성 특정 항 체 파편의 바인딩 도메인은 엔터티 지정 된 단일 체인 변수 조각 (scFv), 감소 하는 항 T-세포 신호 도메인에 연결. 여러 디자인을 확인 하 고는, 가장 일반적으로 사용 되는 버전 2 세대의 자동차 디자인으로 이루어져 TCR 신호에 대 한 CD3z 및 co-stimulatory 도메인 참조 (CD28, 4-1BB, OX40, 등.) 1 , 2. immunotherapy 필드 CD19 자동차-T 세포 efficaciously B 세포 악성 종양3,4수많은 환자를 치료 법의 새로운 형태에 그것의 주의의 대부분을 감독. 이 성공 연구원은 제한 된 성공 단단한 종양에 대 한 다른 epitopes를 대상으로 비슷한 디자인을 악용 하려고 합니다. 불행 하 게도, 종양 관련 항 원 및 자동차 T 렌더링 엄격한 종양 microenvironments의 부족 단단한 종양5쪽으로 더 적은 효과적인 세포.

현재, 가장 일반적으로 사용 된 생체 외에서 유효성 검사 전략만 이미 언급 한 고체 종양도 전에 조각 하는 2 차원 (2D) 시스템에 의존 합니다. 고전적인, 2D 생체 외에서 시스템 기능 및 이러한 효과 기 세포의 특이성을 평가 하기 위해 monolayers로 차 T 세포와 대상 암 세포 라인의 혼합물을 포함 한다. 이러한 전략은 연구의 중요 하 고 중요 한 부분, 하지만 그들은 복용 하지 마십시오 고려 사항으로 복잡 한 형태와 암 세포6의 3 차원 (3D) 구조. 3D 시스템, spheroids로 배양 암 세포 유전자 식 프로필7, 리디렉션된 effector 세포에 의해 인식에 영향을 줄 수 있는 변화를 통해 새로운 phenotypic 특성을 획득 합니다. Birgersdotter와 동료 Hodgkin 림프 종 (HL) 셀 라인 3D 문화 모델에만 성장 하는 때 유전자 식 프로필 기본 종양 샘플8유사한 취득 하는 것을 설명 했다. 따라서, spheroids 또는 유사한 3D 방법론 제공 표준 2D 시스템 반대로 체 외 모델에 더 많은 관련 문화. 이러한 체계는 또한 유사한 vivo에서 연구는 특정된 자동차의 유효성 검사 과정에서 마지막 단계로 볼 수 있습니다. 2D 시스템 암 클러스터의 형태를 모방 하지 고려 spheroids 제공 하기 전에 차 T 세포의 기능을 평가 하기 위해 비슷한 형성 vivo에서 모델. 한 연구, Pickl 외. 인간 표 피 성장 인자 수용 체 (HER2) 암 세포 overexpressing의 회전 타원 체 모델 vivo에서 모델9유사한 신호 프로필 증명 확인. 이 더 더 적절 하 고 주변에-에서 비보의 평가 차 T 세포를 제공 하는 spheroids을 지원 합니다. 또한, 자동차 T-셀 유효성 검사 spheroids에 대 한 그들의 효능을 좀 더 비판적으로 평가 하 고 vivo에서 연구 중간 이동에서 일부 디자인을 방지 도움이 될 수도10; 따라서, 적은 동물을 희생 하 여 윤리적으로 관련된 연구에 기여. 또한, spheroids를 사용 하 여 프로토콜 되지 않는 더 비싼 클래식 2D 시스템 보다 훨씬 더 빨리 클래식 vivo에서 학문에 비해. 함께 촬영 한 회전 타원 체 연구의 생체 외에서 그리고 vivo에서 학문을 연결 하는 표준 연습을 곧 될 것입니다 예측할 수 있습니다.

여기, 우리는 결 장 암 세포 선 HCT 116에서에서 spheroids의 준비를 제시. 이 셀 라인 CD19 자동차 T 세포에 민감한 렌더링 임상 검증된 차 구문을 사용 하 여 살인의 명확한 평가 제공 하 고 인간의 CD19 분자를 표현 하기 위해 수정 되었습니다.

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Protocol

1. 대 장 암 세포 선에서 Spheroids의 생성

  1. 씻어 HCT 116 (클러스터 차별화 19 (CD19) 및 녹색 형광 단백질 (GFP)를 표현 하는 불리고 안정적) 셀 monolayers 인산 염과 식 염 수 (PBS, 25 cm2 또는 75 c m2 플라스 크에 10 mL 5 mL) 버퍼링. 트립 신 (0.5 mL 25 c m2 에 대 한 또는 75 c m2 플라스 크 1 mL)을 추가 하 고 5 분 동안 37 ° C에 세포를 품 어.
  2. 현미경으로 세포 분리를 확인 하 고 완전 한 로스웰 파크 기념 연구소 160 매체 (RPMI 1640)와 셀 분리 효소를 무력화 (RPMI 1640 + 10 %FCS + Gentamycin; 10 mL 25 c m2 에 대 한 또는 75 c m2 플라스 크에 대 한 20 mL).
  3. 5 분에 대 한 500 x g 에서 원심 분리기 세포 현 탁 액 표면에 뜨는 한 피 펫을 사용 하 여 제거 하 고 여러 번 완전 한 RPM1 1640 매체의 5 mL와 함께 아래로 pipetting으로 resuspend.
  4. Trypan 블루 제외 호환 셀 카운터에 사용 하 여 셀을 계산 합니다.
  5. 5 분에 대 한 500 x g 에서 원심 분리기 세포 현 탁 액 표면에 뜨는 한 피 펫을 사용 하 여 제거 하 고 5 x 103 셀/mL를 RPMI 매체에서 resuspend.
  6. 메 마른 저수지에 세포 현 탁 액을 전송 하 고 멀티 채널 피 펫을 사용 하 여 하단 플레이트 라운드 96 잘으로 200 µ L/잘 분배.
  7. 접시 (37 ° C, 5% CO2, 95% 습도) 인큐베이터 안에 자동된 이미징 장치에 전송.
  8. 수집 소프트웨어에 로그인, 일정 취득 선택 | 실행 선박 추가 | 일정 검색 | 배 만들기: 새로운.
  9. 선택 검사 유형: 회전 타원 체. 관심의 채널 선택: 단계 + 대물 (spheroids 성장 따르도록), 녹색 (종양 신호에 따라, 수집 속도 300 ms)와 레드 (apoptosis에 따라, 수집 속도 400 ms).
    1. 선택 원하는 배율: 10 배.
    2. 플레이트 모델과 서랍에 그것의 위치를 선택 하십시오. 이미지를 우물의 위치를 선택 합니다. 실험의 설명을 입력: 이름, 셀의 형식, 셀의 수.
  10. 분석 설정에 대 한 연기 분석까지 나중에 선택 합니다. 시간 표시 막대를 마우스 오른쪽 단추로 클릭 하 고 선택 스캔 그룹 간격 설정 옵션을 선택 하 고 설정 검사를 추가 모든 4 h 고 의 총 24 h.에 설정 원하는 시작 시간 (자동된 이미징 장치에 부 화 후 적어도 1 시간).
  11. 이미징 소프트웨어에 로그인 하 여 spheroids의 성장에 대 한 일 마다 확인 합니다.
    1. 보기 최근 검색 옵션을 선택 하 고 원하는 실험에는 두 번 클릭. 이미지 채널 패널에서 명시 를 선택 하 고는 spheroids의 직경을 측정 하는 측정 이미지 기능 도구 날짜를 사용 하 여. 원하는 크기에 도달 하는 회전 타원 체에 대 한 일: 0.5 m m 직경의. 하루 중 증발 효과 제한 하는 4에 잘 당 완전 한 RPMI 매체의 50 µ L를 추가 합니다.

2입니다. CD19 자동차 T 세포의 생성

  1. CD19 자동차 T 세포의 확장
    참고: CD19 자동차 T 세포의 안정적인 식 앞에서 설명한16PBMCs 건강 한 기증자의 대량 retroviral 변환에 의해 인수 되었다. CD19 자동차 retroviral 구문을 코딩 하는 것은 2 세대 자동차와 fmc63 scFv 체인, CD8 경첩 및 막 횡단 도메인, 4-1BB co-stimulatory 도메인 및 마지막으로 CD3ζ 도메인의 구성.
    1. 확장, 문화 transduced T 세포 안티-CD3/28 자석 구슬의 구슬 1: 1의 비율을 셀 10-11 일. 확장, 동안 세포는 완전 한 매체에는 (X-VIVO 15, 5% 혈 청 교체, 및 100 U/mL 재조합 인간 일리노이-2).
      참고: 효율적인 확장에 대 한 이상적인 밀도 1 ~ 2 x 106 셀/mL입니다. 초기 번호에 따라 셀 셀 문화 인큐베이터 (37 ° C, 5% CO2, 95% 습도)에 플라스 크 (25 c m2 플라스 크 20 ml, 40 mL 전체 볼륨을 75 c m2 플라스 크)에 확장할 수 있습니다.
    2. 다음 분석 실험에 대 한 부정적인 컨트롤 그룹으로 불리고 비 PBMCs (Mock으로 참조 될 것 이다) CD19 차 T 세포에 병렬 확장 프로토콜을 포함 합니다.
    3. 당일 3 및 이후, 매일 신선한 매체를 추가 하 고 필요한 경우 더 많은 문화 플라스 크로 셀을 나눕니다.
    4. 날 10-11, 5 분에 대 한 500 x g 에서 원심 분리기 세포에 상쾌한 제거 하 고 모든 셀을 결합 하 여 하나의 50 mL 튜브에 resuspend ~ 30 ml 신선한 완전 한 미디어의 셀.
    5. 장소 문화 매체에서 자석 구슬 분리 마그네틱 스탠드에 resuspended 셀을 포함 하는 50 mL 튜브.
    6. 튜브 측에 수집을 구슬에 대 한 2-3 분까지 기다립니다.
    7. 마그네틱 비드 컬렉션 영역을 건드리지 않고 피 펫과 새로운 튜브에 문화 매체를 제거 합니다.
    8. 한 번 더 최종 문화 매체에서 구슬의 수를 제한 하는 비드 제거 (2.1.5–2.1.7)에 대 한 단계를 반복 합니다.
    9. Resuspend는 셀의 개수, 1 완전 한 매체에서 2 x 106 셀/mL로 밀도 조정.
    10. 적어도 하룻밤까지 h 4 셀 나머지. 그런 다음 직접-80 ° C에 아래로 그들을 멈추게 하 고 액체 질소 탱크 장기 저장에 대 한 다음 날에 튜브를 전송. 또는 한 연장할 수 있습니다 나머지 최대 하룻밤 즉각적인 사용을 위해.
  2. 기본 T 세포에 CD19 자동차 식 제어
    1. 야간 문화 또는 동결/동결 해제 후 적당히 숫자 약간 달라질 수 있습니다으로 확장 된 T 세포의 수를 계산 하 고
    2. 5 x 10 두 CD19 자동차에서5 세포와 모의 기본 T 세포의 흐름 cytometry 튜브를 분리 전송.
    3. 흐름 버퍼의 200 μ로 세포 세척 (2% FBS PBS에) 및 원심 분리기 문화 매체에 의해 발생 하는 모든 아티팩트를 제거 세척 단계를 반복 하는 500 x g 5 분에 튜브.
    4. 1: 200 희석 흐름 버퍼에서 수행 하 여 1 차적인 항 체 (Biotin 염소 반대로 마우스 IgG, 조각 특정 F(ab') ₂)를 준비 합니다.
    5. 튜브 당 항 체 혼합의 100 μ 셀 resuspend 그리고 15 분 이전 세척 단계 초과 항 체를 제거를 두 번 반복에 대 한 얼음에 품 어.
    6. 흐름 버퍼에서 1:400 희석으로 이차 항 체 (Streptavidin-PE)를 준비 합니다.
    7. 튜브 당 항 체 혼합의 100 μ 셀 resuspend 그리고 15 분 이전 세척 단계 초과 항 체의 제거를 두 번 반복에 대 한 얼음에 품 어.
    8. 셀의 흐름 버퍼 튜브 당 200 μ에 resuspend 및 교류 cytometer에서 분석.
    9. 부정적이 고 긍정적인 게이트 설정 및 분석 CD19 자동차 사용 모의 T 세포 T 세포를 적절 하 게 불리고.

3. 3D 종양 회전 타원 체 살인 분석 결과

  1. 6 일 또는 한 번 spheroids 후 원하는 크기에 도달, 인큐베이터에서 제거 하십시오. 회전 타원 체 격판덮개에서 완전 한 RMPI 1640 매체의 100 µ L/잘 제거 부드럽게 멀티 채널 피 펫을 사용 하 여.
    1. 이 단계에 대 한 내부 쪽으로 팁 각도 spheroids의 교란을 최소화 하기 위해 우물의 바닥 접촉을 피하고 96-웰 플레이트의 벽. 볼륨에 남은 약 100 µ L 이어야 한다.
  2. 완전 한 RPMI 1640 매체의 9.95 mL와 빨간 Annexin V의 50 µ L를 혼합 하 여 Annexin V 빨강의 1: 200 솔루션을 준비 합니다.
  3. 추가 1: 200 Annexin V 붉은 솔루션 100 µ L/잘.
  4. 15 분 동안 인큐베이터 (37 ° C, 5% CO2, 95% 습도)에 접시를 전송.
  5. 수확 15 mL 튜브에 500 x g 5 분에서 상쾌한 한 피 펫을 사용 하 여 제거 하 고 여러 번 완전 한 RPM1 1640 매체의 2 mL와 함께 아래로 pipetting으로 resuspend 원심 분리기 transduced 자동차 CD19 T 세포.
  6. Trypan 블루 제외 호환 셀 카운터에 사용 하 여 셀을 계산 합니다.
  7. 5 분에 대 한 500 x g 에서 원심 분리기 세포 현 탁 액 표면에 뜨는 한 피 펫을 사용 하 여 제거 하 고 2 x 105 셀/mL를 RPMI 매체에서 resuspend.
  8. 메 마른 저수지에 세포 현 탁 액을 전송 하 고 멀티 채널 피 펫을 사용 하 여 회전 타원 체 바닥판 라운드 96 잘으로 100 µ L/잘 분배.
  9. (37 ° C, 5% CO2, 95% 습도) 인큐베이터 안에 자동된 이미징 장치 다시 접시를 전송.
  10. 수집 소프트웨어에 로깅합니다를 취득 일정을 선택 합니다.
    1. 스캔 타임 라인에서 마우스 하 고 일정 편집을 선택 합니다. 검사 그룹에서 마우스 하 고 그것을 삭제 합니다. 타임 라인에서 마우스 오른쪽 단추로 클릭 하 고 선택 스캔 그룹 간격 설정 옵션을 선택 하 고 설정 검사를 추가 모든 를 1.5 h 의 총 24 h.
    2. 원하는 시작 시간 (자동된 이미징 장치에 부 화 후 적어도 1 시간)을 설정 합니다. 일정 검색 저장을 선택 합니다.

4. 자동화 된 이미지 분석

  1. 수집에 로깅합니다, 그리고 보기 최근 검색 옵션을 선택 하 고 시작 분석 옵션을 선택. 새로운 분석 정의 만들기 선택 | 분석 유형: 회전 타원 체. 체크 이미지 채널 분석 (단계 + 대물, 녹색 및 빨강).
  2. 적어도 10 대표 이미지 선택: 일반적으로, 조건 및 적어도 3 시간 포인트 (시작, 중간 및 취득의 끝) 1.
  3. 미리 보기 기본 분석 전체 이미지 스택에 절차.
  4. 대물 마스크에 대 한 매개 변수를 수정 합니다. 일반 매개 변수는: 감도 10, 구멍 채우기 1000 µ m2분 지역 1000 µ m2. 전체 이미지 스택 미리 보기와 선택 된 매개 변수는 spheroids를 정확 하 게 감지 하는 확인 하십시오.
  5. 녹색 마스크 (GFP)에 대 한 매개 변수를 수정 합니다. 일반 매개 변수는: 반경 200 µ m와 임계값 3 모자 세분화 GCU, 가장자리 분리, 구멍 채우기 5000 µ m2, 조정 크기-2 픽셀, 지역 분 3000 μ m2. 전체 이미지 스택 미리 보기와 선택 된 매개 변수는 spheroids를 정확 하 게 감지 하는 확인 하십시오.
  6. 빨간 마스크 (Annexin V)에 대 한 매개 변수를 수정 합니다. 일반 매개 변수는: 반경 150 µ m와 임계값 2 모자 세분화 GCU, 가장자리 분리, 구멍 채우기 5000 µ m2, 조정 크기 0 픽셀, 지역 분 1000 µ m2. 전체 이미지 스택 미리 보기와 선택 된 매개 변수는 spheroids를 정확 하 게 감지 하는 확인 하십시오.
  7. 분석기를 시작 합니다.
    1. 분석 완료 되 면, 관심의 측정을 추출 합니다. 분석 된 파일 그리고 그래프 통계 옵션을 선택 합니다. 관심, 검사 및 우물의 통계를 선택 합니다. 일반적으로, 대물 경계 내 총 빨강과 녹색 강도 spheroids 경계 명시 마스크 (그림 3)에 의해 결정 하는 형광 신호를 제한 하 여 가장 정확한 측정을 제공 합니다. "데이터 내보내기"를 클릭 하 여 여러 파일 형식에서 선택한 통계를 추출 합니다.
  8. 이미지 및 동영상의 추출 분석된 파일을 선택 하 여 이동 합니다 고 내보내기 이미지 및 동영상 옵션을 선택 합니다. 두 옵션 중 "으로 표시" 검색 이미지와 영화 중 하나 "로 저장" 타사 소프트웨어를 통해 외부 분석에 대 한 원시 데이터를 검색 하는 이미징 소프트웨어 (일반적으로 복합 이미지)에 사용할 수 있습니다.

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Representative Results

그림 1에서 볼 수 있듯이 그것은 cytometry에 의해 T 세포 (그림 1A)에 CD19 자동차의 표현과 HCT116 종양 세포 라인 (그림 1B)에 CD19의 레벨의 수준을 확인 중요 합니다. 그림 2 는 전형적인 회전 타원 체 실험 결과 예로 보여주. 자동화 된 이미징 장치는 4 개의 다른 채널에서 사진을 찍는: 밝은 분야, 위상, 녹색과 적색 형광. 단계 채널 spheroids (회전 타원 체 형성의 표시에는) 근처 높은 대조 경계를 표시 하 여 spheroids의 형성을 주장 하는 데 사용 됩니다. 밝은 필드는 spheroids의 크기를 감지 하 여 상기 경계에 녹색 신호 (종양)과 빨간색 신호 (apoptosis)를 제한 분석 과정에서 사용 됩니다. 하나 직접 관련이 없는 spheroids (예를 들어 격리 된 종양 세포와 그들의 apoptosis) 이벤트를 고려 하지 않을 수 있습니다. 녹색과 빨간색 윤곽선 메트릭 계산에서 고려 하는 각각 녹색과 적색 신호를 나타냅니다. 반면 복합 "으로 표시" 옵션을 통해 추출 된 영상과 그림 3에 표시 하는 통계의 대표 그림 2, 밝은 분야, 위상, 녹색, 빨강 채널 "로 저장" 옵션을 통해 추출 되었다. 모의 T 세포와 달리 그림 2에서 볼 수 있듯이 CD19 자동차 T 세포를 구체적으로 spheroids를 죽이고 라이브 종양 세포의 수를 크게 감소 수 있었다.

그림 3 녹색 총의 진화를 표시 하 고 시간이 지남에 회전 타원 체 경계 내의 빨간색 신호 측정. 볼 수 있듯이 곧 CD19 자동차 T 세포 주입 후 spheroids의 크기 축소 (녹색 형광 신호에 의해 측정)로 신속 하 게 그리고는 apoptosis 신호 증가 신속 하 게 (로 붉은 형광 신호에 의해 측정).

Figure 1
그림 1: 표면 CD19 자동차와 CD19 표현. (A) 불리고 retrovirally T-세포에 CD19 자동차의 표면 표현. 세포는 1 차 및 2 차 항 체로 안티 Streptavidin PE로 안티 mouse 팹 biotinylated 통해 회전 타원 체 분석 결과 이전 cytometry에 의해 분석 되었다. (B) retrovirally 불리고 HCT116 세포에 CD19의 표면 표현. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: CD19 차 T-세포 세포 독성 종양 spheroids에 대 한 평가. 시간 경과의 HCT116 회전 타원 체 성장; t = 138 h, 모의 또는 CD19 차 T 세포의 20000 셀/밀도에 도입 되었다. 녹색 신호 HCT116 GFP + 셀에 해당 하며 검색 된 회전 타원 체에 해당 하는 녹색 개요. Annexin V에 의해 모니터링으로 빨간 신호 apoptosis에 해당 하 고 빨강 윤곽선 검출된 apoptosis 이벤트에 해당 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: 명시 내 총 빨강과 녹색 신호 측정 시간이 지남에 경계 마스크. 총 빨간색 및 녹색 신호 명시 마스크 통계 분석 및 시간의 기능으로 음모를 꾸민 후 얻은 했다. 파선 효과 기 세포 (CD19CAR 또는 모의 T-세포)의 도입에 해당합니다. 평균 ± SEM에 해당 하는 측정 (n = 12). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

미래의 암 치료의 유효성을 검사 하는 혁신적인 도구 spheroids 사용 하 여 지난 몇 년 동안에서 성장 관심 분야 되고있다. Spheroids 클래식 2D 생체 외 분석과 생체 조건 평가 사이의 중간 단계를 나타냅니다. 추가 방법은 종양 미세 환경 유전자 프로 파일링7뿐만 아니라 흉내 낸 측면에서 그들의 힘에 관한 약속을 많이 보유 하고있다. 이 책에서 제시 하는 프로토콜은 Saheen에서 적응 Incucyte s 3 외.11 장 셀 라인에서 3D 종양 spheroids를 생산 하는 저렴 하 고 쉬운 방법을 나타냅니다. 높은 처리량 이미징 장치에 회전 타원 체 세대 커플링 안정적이 고 빠른 안티 종양 에이전트가의 광범위의 검열을 허용 하 고 종양 구조를 불안정 하 게 하는 상기 에이전트의 능력 모니터링.

이 프로토콜에 관한 고려 몇 가지 중요 한 단계가 있습니다. 첫째, 종양 세포의 시작 번호는 정확 하 게 조정 될 필요가 있다. 셀 PLL을 떨어뜨릴 것입니다 시작 셀 밀도 너무 높은 경우에, 급속 하 게 코팅 하 고 부착 단층을 형성 하기 시작 합니다. 다른 한편으로, 셀의 낮은 수는 회전 타원 체 크기 면에서 높은 변화와 잘 당 spheroids의 수를 소개 합니다. 둘째, 자동화 된 이미징 장치를 사용 하 여 노출 셀 잠재적인 phototoxicity (특히 여러 형광 채널 사용 되는 경우); spheroids에 피해를 최소화 하기 위해 이미지 주파수를 조정 하는 것이 좋습니다. 그것은 안정적으로 관심 이벤트를 캡처하기 위해 고려해 야 할 중요 한 매개 변수 (4 시간 마다 이미지 이펙터 셀 소개 및 한 전에 모든 90 분 후 우리의 지식 최고의 타협을 나타냅니다). 셋째, 특히 이펙터 셀 소개 후에 몇 일을 발생할 수 있는 중간 증발 되지 않도록 주의 하면서 하는 것이 좋습니다. 넷째, 이펙터의 수 정확 하 게 조정 될 필요가 또한 세포: 원하는 번호를 죽이고 종양 spheroids 효율적으로 뿐만 아니라 낮은 가능한 최적의 이미징 프로세스에 대 한 최고의 잠재력을 수 있도록 충분히 높은 해야. 다섯째, 일반 실험에 잘 포함; 하나로 합체 수 2 ~ 4 spheroids 이 이벤트 다음과 같은 통계에서 분화 할 수 있습니다 잠재적인 스파이크에 관심을 지불 하 고 그들을 무시 하는 것이 좋습니다. 6, 96 잘 접시에 평균 20 ~ 50 스에서 포함 원하는 번호와 크기; spheroids 그것은 계산 시간을 절약할 것 이다 하는 효과 기 세포의 도입 하기 전에 분석에 대 한 간주 우물을 확인 하는 것이 좋습니다. 마지막으로, 분석은 부분적으로 자동화 된 하지만 몇 가지 다른 매개 변수에 대 한 사용자 입력을 필요로. 그것은이 단계에서 특정 돌 및 감도 특이성 사이의 균형에 초점을 좋습니다. 이펙터 셀/약물 치료의 유형 1 개의 실험에서 널리 경우, 가장 적합 한 하나를 선택 하는 분석의 종류를 실행 하는 데 필요한 수 있습니다.

이 방법은 지금까지 (이 책에서 HCT 116); 부착 셀 라인의 특정 종류 제한 추가 개발이이 프로토콜 모든 암 세포 라인을 일반화 해야 합니다. 방법의 광범위는 이미 대상 셀12,,1314,의 큰 숫자에 대 한 사용할 수 있지만15, 그들의 대부분 비싼 및 복잡 한 절차의 사용에 의존 합니다. 우리의 방법은 지금까지, 몇 종류의 대상 세포에 제한 되지만 흥미롭습니다 그것은 실험에서 매우 제한 된 입력이 필요 하며 다양 한 약물 및/또는 immunotherapy 치료 (여기 자동차 CD19 셀)의 신속 하 고 쉽게 화면으로. 그것의 안정성과 치료의 다른 종류에 적응 하는 능력 확인이 방법은 강력한 도구 항 암 치료 유효성 검사 프로세스의 맥락에서.

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Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

이 작품에서 보조금 #244388, #254817 그리고 #284983; 노르웨이 연구 위원회에 의해 지원 되었다 노르웨이 암 협회 (#6829007); 노르웨이 건강 지역 남쪽 동쪽 그랜트 #17/00264-6와 #2016006.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline SIGMA-ALDRICH D8537-500ML Lot Number: RNBG7037
75 cm² growth area flasks VWR 430639 Lot Number: 2218002
75 cm² growth area flasks VWR 734-2705 Lot Number: 3718006
Trypsin-EDTA SIGM-ALDRICH T3924-100ml Lot Number: SLBTO777
RPMI 1640 med L-glutamin, 10 x 500 mL Life Technology (Gibco) 21875-091 Lot Number: 1926384
Fetal Bovine Serum Gibco 10500064 Lot Number: 08Q3066K
Gentamicin Thermo Fischer 15750060 Lot Number: 1904924A
Trypan Blue Solution, 0.4% Thermo Fischer 15250061 Lot Number: 1886513
96 well plate, round bottom VWR 734-1797 Lot Number: 33117036
Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28 Thermo Fischer 11132D -
X-VIVO 15 with Gentamicin L-Gln, Phenol Red, 1 L BioNordika BE02-060Q Lot Number: 8MB036
CTS Immune Cell Serum Replacement Thermo Fischer A2596102 Lot Number: 1939319
IL-2 Proleukin Novartis Lot Number: 505938M
IncuCyte Annexin V Red Reagent Essen Bioscience 4641 Lot Number: 17A1025-122117
Reagent Reservoir VWR 89094-672 Lot Number: 89094-672
15 mL tubes VWR 734-1867 Lot Number: 19317044
anti-human CD19-PE BD Biosciences 555413 Lot Number: 4016990
RRID: AB_395813
Biotin-SP (long spacer) AffiniPure F(ab')2 Fragment Goat Anti-Mouse IgG Jackson ImmunoResearch 115-066-072 Lot Number: 129474:
RRID: AB_2338583
Streptavidin-PE BD Biosciences 554061 Lot Number: 5191579:
RRID: AB_10053328
HCT 116 Colorectal Carcinoma Line ATCC CCL-247 -
Incucyte S3 Essen Bioscience

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References

  1. Porter, D. L., Levine, B. L., Kalos, M., Bagg, A., June, C. H. Chimeric antigen receptor-modified T cells in chronic lymphoid leukemia. New England Journal of Medicine. 365 (8), 725-733 (2011).
  2. Kochenderfer, J. N., et al. Eradication of B-lineage cells and regression of lymphoma in a patient treated with autologous T cells genetically engineered to recognize CD19. Blood. 116 (20), 4099-4102 (2010).
  3. Brentjens, R. J., et al. CD19-targeted T cells rapidly induce molecular remissions in adults with chemotherapy-refractory acute lymphoblastic leukemia. Science Translational Medicine. 5 (177), 177ra138 (2013).
  4. Grupp, S. A., et al. Chimeric antigen receptor-modified T cells for acute lymphoid leukemia. New England Journal of Medicine. 368 (16), 1509-1518 (2013).
  5. D'Aloia, M. M., Zizzari, I. G., Sacchetti, B., Pierelli, L., Alimandi, M. CAR-T cells: the long and winding road to solid tumors. Cell Death & Disease. 9 (3), 282 (2018).
  6. Amann, A., et al. Development of an innovative 3D cell culture system to study tumour--stroma interactions in non-small cell lung cancer cells. PLoS One. 9 (3), e92511 (2014).
  7. Enzerink, A., Salmenpera, P., Kankuri, E., Vaheri, A. Clustering of fibroblasts induces proinflammatory chemokine secretion promoting leukocyte migration. Molecular Immunology. 46 (8-9), 1787-1795 (2009).
  8. Birgersdotter, A., et al. Three-dimensional culturing of the Hodgkin lymphoma cell-line L1236 induces a HL tissue-like gene expression pattern. Leukemia & Lymphoma. 48 (10), 2042-2053 (2007).
  9. Pickl, M., Ries, C. H. Comparison of 3D and 2D tumor models reveals enhanced HER2 activation in 3D associated with an increased response to trastuzumab. Oncogene. 28 (3), 461-468 (2009).
  10. Galateanu, B., et al. Impact of multicellular tumor spheroids as an in vivo-like tumor model on anticancer drug response. International Journal of Oncology. 48 (6), 2295-2302 (2016).
  11. Shaheen, S., Ahmed, M., Lorenzi, F., Nateri, A. S. Spheroid-Formation (Colonosphere) Assay for in Vitro Assessment and Expansion of Stem Cells in Colon Cancer. Stem Cell Reviews and Reports. 12 (4), 492-499 (2016).
  12. Izraely, S., et al. The Metastatic Microenvironment: Melanoma-Microglia Cross-Talk Promotes the Malignant Phenotype of Melanoma Cells. International Journal of Cancer. , (2018).
  13. Khawar, I. A., et al. Three Dimensional Mixed-Cell Spheroids Mimic Stroma-Mediated Chemoresistance and Invasive Migration in hepatocellular carcinoma. Neoplasia. 20 (8), 800-812 (2018).
  14. Merker, M., et al. Generation and characterization of ErbB2-CAR-engineered cytokine-induced killer cells for the treatment of high-risk soft tissue sarcoma in children. Oncotarget. 8 (39), 66137-66153 (2017).
  15. Mittler, F., et al. High-Content Monitoring of Drug Effects in a 3D Spheroid Model. Frontiers in Oncolology. 7, 293 (2017).
  16. X Tadesse, F. G., Mensali, N., et al. Unpredicted phenotypes of two mutants of the TcR DMF5. Journal of Immunological Methods. 425, 37-44 (2015).

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암 연구 문제점 142 Immunotherapy 자동차 T 세포 Spheroids 현미경 검사 법 세포 독성
자동차 T 세포에 의해 회전 타원 체 살인 분석 결과
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Dillard, P., Köksal, H.,More

Dillard, P., Köksal, H., Inderberg, E. M., Wälchli, S. A Spheroid Killing Assay by CAR T Cells. J. Vis. Exp. (142), e58785, doi:10.3791/58785 (2018).

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