1. Hücre Hatları, Vektör İnşaat ve lentiviral Üretim
- İnsan baş ve boyun tümör hücreleri hatları (OSC19 veya UMSCC1)% 10 fetal sığır serumu FBS (Hyclone kedi # SH30070.03),% 1 penisilin ile desteklenebilir (Cellgro kedi # 50-003-PB) DMEM oluşan eksiksiz bir medya kültüre edildi / streptomisin (Cellgro kedi # 30-002-CI), ve% 1 non-esansiyel amino asitleri (Cellgro kedi # 25-025-CI).
- PLL7.0 lentiviral vektör LifeAct-mCherry kodlama sırası aktarmak için, ebeveyn mCherry cDNA Sbf1 tanıma site site mutagenez (Stratagene kedi # 200.518-5) kullanarak tanıma dizisi içine üç sessiz mutasyonlar getirerek değişmiş oldu. Sonra çıkan değiştirilmiş LifeAct mCherry dizisi PCR EcoR1/Sbf1 siteleri yanındaki ile amplifiye ve pLL7.0 LifeAct mCherry bir yapı oluşturmak için pLL7.0 içine subcloned.
2. pLL7.0-LifeAct mCherry Virüs Üretim
- Viral üretim lentiviral İfade Sistemleri manuel (Sistem Bioscience sürümü 2-051.018) göre yapılmıştır.
- Ambalaj hücre hattı 293T/17 hücreleri (ATCC kedi # CRL-11268)% 40, HNSCC hatları için kullanılan aynı eksiksiz bir medya izdiham büyüdü.
- Hücreler, sırasıyla (Clontech kedi # 631.312) CalPhos kullanarak pLL7.0 LifeAct-mCherry, psPAX2, 03:02:01 oranı pVSV-G vektörleri ile transfekte.
- 24 saat sonra, transfeksiyon ilk medya taze medya ile değiştirildi.
- Medya daha sonra toplanan ve doldurulan her 12 saat 72 saat boyunca ve 4 ° C'de saklanan
3. Kararlı LifeAct mCherry İfade Baş ve Boyun Hücre Hatları Üretim
- Toplanan medya 4 10 dakika 2000 rpm'de spun ° C
- Bir ml virüs içeren açıklık medya doğrudan 12 saat OSC19 veya UMSCC1 hücreleri eklendi. Hücreler daha sonra durulanır ve bir virüs ek bir ml, başka bir 12 saatlik süre eklendi.
- Hücreler dirençli koloniler seçmek için iki hafta boyunca 200mg/ml puromycin içeren medya ile tedavi edildi.
- Surviving klonlar LifeAct-mCherry ifade floresan mikroskobu ile görsel olarak tarandı. Bireysel pozitif koloniler steril 3mm klonlama diskler (Fisher kedi # 0790710A) kullanarak typsinized.
- Pozitif hücreleri geri dondurulmuş veya ortotopik enjeksiyon için kullanılan kadar 200mg/ml puromycin içeren medya tutuldu.
4. Ortotopik Tümör Xenograftlarında Oluşumu
- Bütün hayvan prosedürleri, West Virginia Üniversitesi Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanan (09-0821) ile bir protokol uyarınca yapılmıştır.
- LifeAct mCherry ifade tümör hücrelerinin, tripsinize santrifüj ve 2.5 x 10 4 hücreler 50 mcL eksiksiz bir medya yeniden süspanse idi.
- Tümör hücreleri, 27 bağlı bir ml şırınga ½ iğne içine yüklenmiştir.
- Bayan atimik Fox1 nu / nu fareler yaşı 8 hafta (Harlan Laboratuvarlar), 80mg/kg ketamin ve 10mg/kg ksilizin kombinasyonu ile anesteziye edildi . Anestezi fareler bir ısıtma yastığı 37-40 ° C arasında muhafaza edildi.
- Steril forseps kullanarak, dil ucu hafifçe kavradı ve oral kavite dikkatlice dışarı çıkardı.
- Hücreler yavaş yavaş dilli arterler kaçınarak, dil merkezinde soğanlı bir kitle oluşturmak için her dilin bir yan içine enjekte edildi.
- Fareler 2.1mg/kg yohimbin ile enjekte edilen ve anestezi kurtarma sırasında 2-3 saat takip edildi ısıtma yastığı için iade edildi.
- Canlandırıldı sonra, fareler, yumuşak bir transgenik hamur diyet (Bioserve kedi # S3472) içeren steril kafeslere yerleştirilmiştir.
- Fare 2-3 günde tartılır ve tümör başlangıcı için görsel olarak monitörize edildi.
5. Ex-vivo Görüntüleme Mouse Dilleri hazırlanması
- Farklı zaman noktalarında (enjeksiyon sonrası genellikle 2-4 hafta) tümörler barındıran Fare karbondioksit Solunduğunda ötenazi uygulandı.
- Dilleri, ayıklanan 1X PBS ile durulanır ve monofilaman dikiş ipliği, yerel bir hobi dükkan ve bir boyutu 8 dikiş iğnesi kullanarak geleneksel bir parafin doku gömme kaseti bir tarafında (StatLab Cat # H104) bağlıydık.
- Dilleri immobilize sonra, tüm kaset montaj 30mm doku kültürü çanak yerleştirilir ve 1X PBS dalmış.
- İşlenmiş dilleri hemen iki foton uyarma mikroskopi için kullanılmıştır.
6. İki foton Mikroskopi Dil Tümörleri görüntüleme
- Dil kasetleri, dik bir mikroskobu (Sutter Aletleri Hareketli Mikroskobu (MOM)) amacı altında konumlandırılmış bir geri çekilebilir manivela kolu (Oda Servisi, Siskiyou enstrümanlar) özel olarak tasarlanmış bir tutucu güvenli 1X PBS içeren bir 60mm çanak batmış.
- 40X/0.8NA suya daldırma objektif lens görünür tum on veya üzerinde doğrudan yerleştirildiveya lezyonlar. Safir lazer yoğunluğu 60 mW ve 755 nm dalga boyu giriş mCherry sinyali optimize etmek için (Mira, Tutarlı): Dilleri Ti ile iki foton mikroskobu ile görüntülenmiş.
- Seri 1mm lazer tarama görüntüleri, toplam 15 ve 100 mikron (tümör hacmine göre) arasında bir doku derinliği üzerinde 1 mikron artan derinliklerde toplanmıştır. Görüntüler ScanImage, Karel Svoboda laboratuvar (Janelia Çiftlikleri, HHMI) tarafından geliştirilen MATLAB platformu dayalı bir açık kaynak programı kullanarak ele geçirildi. ScanImage raster tarama desen x / y galvanometric tarama aynaları kontrol etmek için iki kanallı bir çıkış oluşturur ve aynı zamanda bir veri toplama kartı (PCI-6610S ile photomultiplier tüpleri (Proje Yönetim Ekipleri) aynı anda maksimum dört-kanallı sinyal girişi yakalar National Instruments). PMT sinyalleri monitör ekranında görüntülemek için NI-DAQ kurulu besleyen önce düşük gürültü akımı preamplisi (SR570, Stanford Araştırma Sistemi) tarafından güçlendirilir. ScanImage amacı z-ekseni kontrol z yığın görüntüleri toplar ve tek bir ya da çevrim modunda zaman atlamalı görüntüleri toplar. Görüntüler tek bir TIFF dosyası 16 bit derinliği kaydedildi.
7. Amira Yazılımı kullanarak Görüntü Analizi
- Tümör ölçümü için Amira görüntüleme: Aimra yazılım, z-yığın görüntü kümesini içeren bir TIFF dosyası açın.
- Dosya adını vurgulayın ve üç boyutlu render oluşturmak için Voltex işlevi uygulamak. Toplu işgal hücrelerin birkaç küçük, ayrışmış invaziv gruplar (IG) ile büyük bir primer tümörün görüntü işlenen görüntü tipik olarak görülür (Şekil 6A).
- Primer tümörün kitle seçmek için, sonra, "Etiket Alan" Etiketleme "," Open Data "seçeneğini seçin.
- Birincil Eşikleme tüm z-yığın fotoğraf tümör seçin ve üç boyutlu içinde sadece primer tümörün kitle dahil sağlamak için z-düzlemi görüntüleri kaydırmak. Bu genellikle alanında büyük boyutlu görüntü ve sık sık, görüntülü z-düzlemi ile geçiş olarak bölümlenmiş görünür.
- Eşiğe doğru ve görüntü atarak herhangi bir tümör sinyal vermeden bunu ortadan kaldırmak için sihirli değnek / eşik fonksiyonu kullanın. "Inside Dosya" etiketi vurgulayın ve ⊕ düğmesini tıklatın. "Tüm Dilimler" onay kutusunu seçin. Bu her z yığın artış eşiklenir primer tümör alanı çevresinde renkli bir sınır oluşturur.
- ÇK seçmek için, "Yeni" fonksiyonunu seçin. Bir tek IG seçin ve z-düzlemi kaydırma primer tümör ile ilişkili değildir sağlamak.
- "Tüm Dilimler" seçin ve ⊕ düğmesini tıklatın. Dosya (IG 1 ex) yeniden adlandırın
- 7.4 eşikleme prosedürü tekrarlayın ve belirlenen IG 7.5 vurgulayarak adım. Primer tümörün kitle belirtmek için kullanılan renk farklı bir anahat rengini seçin.
- Z-düzlemi ile tüm ÇK belirtilir sağlamak için tarama, görüntü boyunca her ek IG için gerekli tekrarlayın. Resmin üzerine gelecek tanımlama, her bir tespit IG yardımcıları için farklı renkler kullanma.
- Primer tümörün ve tüm ÇK seçilir sonra, açılan menüden "Segmentasyon" seçeneğini seçin, daha sonra "Malzeme İstatistikleri" seçeneğini seçin. Bu hacim ölçümü yanı sıra, X, Y ve X tümör çekirdek merkezi tümör noktadan ÇK mesafeler hesaplamak için primer tümörün koordinatları sağlar.
- Hacimleri hesaplandı, primer tümörün merkezi bir çekirdek, her IG mesafeyi belirlemek. Sonra "Segmentasyon", "Malzeme İstatistikleri" seçin. Bu adım, tüm ölçümler piksel içine hesaplar. Mikroskop objektif kalibrasyon ve büyütme (zoom fonksiyonları gibi) herhangi bir ek artış dayalı mikrometre piksel dönüştürün. Bu deneylerde kullanılan mikroskop ve ayarları için, 1 piksel = 0,298 mm 40X objektif bir kalibrasyon vererek, herhangi bir zoom ile kullanılmıştır. Primer tümörün üç boyutlu (X1, Y1, Z1) ve her IG (X2, Y2, ilk IG Z2 eski) parametreleri veren bir Excel elektronik tablo, veri alma.
- Primer tümörün merkezinde her IG mikron işgal mesafe, formül √ ((X2-X1) 2 + (Y2-Y1) 2 + (Z2-Z1) 2) kullanılarak hesaplanır .
- Tümör invaziv indeksi (T) T I = N T x V T x D T, N T = görüntü ÇK toplam sayısı, V T = tüm ÇK toplam hacmi, D T formülü kullanılarak hesaplanır. = toplam mesafe, primer tümörün merkezi tüm invaziv grupların gitti.
8. Nikon NIS-Elements Yazılım Üç boyutlu render
- Üç boyutlu render Nikon NIS-Elements yazılımı içine tümörün tamamını görüntü siyah-beyaz orijinal 16-bit TIFF dosyaları ithal ederek, daha fazla topografik ayrıntı elde edilebilirpaketi (Nikon, Melville, NY). "File" seçeneğini seçin, ardından "ND", sonra "Dosya Sıra ND Dosya oluşturma". TIFF z serisi görüntü yığını seçin ve uygun adım boyutu belirtin.
- Xy düzleminde ND belge Kalibre. Manuel kalibrasyon kullanarak bir piksel boyutunu belirtin.
- "Volume View" seçin. "HQ" fonksiyonu, yüksek kalite için z-düzleminde ek dilimler hesaplamak için kullanın. "3D Renderer Ayarlar" "Gelişmiş Renderer", "Ultra Yüksek Detayları" ve "Tam Çözüm" kalitede kullanın. Tümör yüzeyler vurgulamak için "Alpha Blending" seçin.
- Sunum için üç boyutlu görüntü optimize edin. Tümör ve ilişkili ÇK ve gerektiği gibi bitki Zoom. Xyz uçakları görüntü döndürün ve LUT ayarlayabilirsiniz.
- Sunum için görüntü yakalayın. "Düzen-Görünüm Oluştur Snapshot (8 bit RGB)" seçeneğini seçin. Adı ve buna göre dosyayı kaydedin.
9 - Temsilcisi Sonuçlar

Şekil 1. Genel şematik ortotopik dil tümör üretimi ve in situ iki foton görüntüleme önemli adımlar gösteren.

Şekil 2 fare dillerine OSC19 hücreleri ifade LifeAct-mCherry Enjeksiyon.

Şekil 3 Rezeke tümör içeren fare dil iki foton görüntüleme için hazırlanmıştır.

Şekil 4 içeren bir tümör görüntüleme için hazır bir iki foton mikroskopi pozisyon dil Oryantasyon.

Şekil 5 ScanImage gösteren ilk iki foton görüntü ham veri toplama vuruldu Temsilcisi ekran.

Şekil 6 ortotopik OSC19 tümörü Görüntü analizi ve tümör invazyonu ölçümü. Amira Voltex render (A) ve tek bir eşiklenir z-bölüm Temsilcisi ekran görüntüsü görüntüleri (B) birincil primer tümör ile özetlenen, mavi özetlenen, mor, invaziv grup 1 (IG-1), IG-2 kırmızı ve IG özetlenen -3 yeşil tanımlama prosedürü bir örnek olarak sıraladı. Arrowheads ÇK ifade eden (A) ve (B) C. hacim Arsalar karşı tümör invazyonu indeksi (Ti) hesaplamak için kullanılan sekiz ayrı ÇK için mesafe işgal etti.

Şekil 7 Temsilcisi tümörlerin görüntüleri ve görüntüleri, geleneksel bir IHC yaklaşım ile karşılaştırıldığında bu protokolü tümör grupları işgal etti. UMSCC1 ortotopik tümör barındıran bütün bir fare dil A. Parafin bölümü . Immünohistokimyasal boyama HNSCC özel hücre işaretleyici emmprin (Zymed; kedi # 34-5600) karşı primer antikor ile geleneksel prosedürleri kullanarak yapılmıştır 1:1000 dilüsyon ve OmniMap DAB anti-Rb algılama kiti (Ventana kedi # 760 kullanılarak görüntülendi -149) tarafından demir hematoksilen boyama izledi. Görüntüler toplam dil alanı kapsayan bir Optronics MicroFire CCD kamera ile bir Olympus ZX70 Provis mikroskop 4X büyütme tek tek toplanır ve StereoINvestigator görüntüleme paketi (Bioscience MBF) kullanılarak yeniden inşa edildi. Tümör dil ucunda açıktır. Invaziv ön ve bireysel tümör hücre grupları (ok) gösteren genişlemiş bir bölge temsilcisi OSC19 bir tümör (B) C. Nikon NIS-Elements render gösterilmiştir. Gelişmiş kontur detay ve ÇK açık görselleştirme (ok başları) açıktır. Tüm görüntüleri bar = 100 mm.