وصفنا طريقة لاستجابة التصوير لعلاج مضاد للسرطان في الجسم الحي والقرار في خلية واحدة.
Method Article
وصفنا طريقة لاستجابة التصوير لعلاج مضاد للسرطان في الجسم الحي والقرار في خلية واحدة.
والمكروية الورم يلعب دورا محوريا في بدء الورم، التقدم، ورم خبيث، وردا على العلاجات المضادة للسرطان. وكثيرا ما تستخدم ثلاثية الأبعاد شارك في ثقافة نظم فسر الورم سدى التفاعلات، بما في ذلك دورها في الاستجابة للأدوية. ومع ذلك، لا يمكن أن العديد من التفاعلات التي تحدث في الجسم الحي في المكروية سليمة تماما تكرارها في هذه الإعدادات في المختبر. وهكذا، أصبح التصور المباشر لهذه العمليات في الوقت الحقيقي أداة هامة في فهم ردود الورم إلى العلاج وتحديد التفاعلات بين الخلايا السرطانية وستروما التي يمكن أن تؤثر هذه الاستجابات. هنا نقدم طريقة لاستخدام القرص الغزل مبائر المجهر من الفئران، ويعيش تخدير لمراقبة المخدرات مباشرة توزيع الخلايا السرطانية، والاستجابات والتغيرات في الورم سدى بعد التفاعلات إدارة العلاج المنهجي في نماذج سرطان الثدي. وصفنا إجراءات labeliنانوغرام مكونات الورم مختلفة، وعلاج الحيوانات لمراقبة استجابات العلاجية، وإجراء العمليات الجراحية لتعريض أنسجة الورم للتصوير تصل إلى 40 ساعات. النتائج التي تم الحصول عليها من هذا البروتوكول هي الوقت الفاصل بين الأفلام، والتي يمكن من خلالها تقييم عمليات تسلل مثل المخدرات، وسرطان موت الخلايا اللحمية والهجرة الخلية باستخدام برامج التحليل الصورة.
وتتألف الأورام الصلبة من اثنين من مقصورات رئيسية هي: الخلايا السرطانية والمكونة اللحمية (الخلوية وغير الخلوية) التي تساعد في الحفاظ على بيئة مناسبة لنمو الورم 1. هذه المكونات اللحمية تلعب أدوارا حاسمة في تطوير والتقدم، وورم خبيث من أنواع عديدة من السرطان، بما في ذلك 2-5 الثدي. الوسط اللحمية يؤثر أيضا الردود العلاجية 2،4،5. وهكذا، تحديد كيفية الاستجابة لخلايا السرطان العلاجات التقليدية والرواية ضمن سياق المكروية سليمة مهم لتعزيز فهمنا للبيولوجيا السرطان وتحسين الاستراتيجيات العلاجية الحالية. وعلاوة على ذلك، وتحديد كيفية سرطان الخلايا سدى التفاعلات تتغير بعد إدارة العلاج هو أمر حاسم لفهم بيولوجيا الأورام الانتكاس.
وقد شارك في زراعة عضوي النمط نظم مفيدة لدراسة الورم سدى التفاعلات 6، ولكن من الواضح أن الأساليب المتاحة حاليا لا يمكن ألخص بنجاح المكروية الورم سليمة في المختبر، وخاصة فيما يتعلق وظيفة الأوعية الدموية وتجنيد الخلايا المناعية. في الواقع، ردود الخلايا السرطانية إلى العلاجات التي لوحظت في المختبر غالبا ما تكون مختلفة كثيرا عن تلك التي لوحظت في الجسم الحي، حيث المكروية سليمة 5. وبالتالي، قد المجراة في نماذج لدراسة الورم سدى التفاعلات وتأثيرها على استجابة علاجية تعكس على نحو أفضل الآليات ذات الصلة سريريا 7.
وكانت الوسيلة الرئيسية لدراسة الردود على العلاج المضاد للسرطان في الجسم الحي من خلال قياسات حجم الورم وتقييم النسيجي للأنسجة مستمدة من معاملة الحيوانات أو المرضى. ومع ذلك، فقد مكن التقدم في المجهر الفلورسنت وللصحفيين خلال العقدين الماضيين تصور العمليات المشتركة بين وداخل الخلايابدقة عالية في الحيوانات، ويعيش تخدير (intravital التصوير) 8. وقد أثبتت هذه التقنيات المجهر intravital أن تكون ذات قيمة خاصة للمكانيا وزمانيا في تشريح الجسم الحي من ديناميات ورم في سدى التفاعلات الخلوية وشبه قرار الخلوية 8،9.
العمليات التي تم كشف عن طريق التصوير intravital تشمل المضادة للورم الخلايا T السمسة 10،11، والتفاعلات بين الخلايا T والخلايا النخاعي 12، ديناميات التغيرات في تكوين الكولاجين وتنظيم العلاجية بعد العلاج 13، البلاعم التي تعتمد على الخلايا السرطانية دخول الوعاء والانبثاث 14، ونفاذية الأوعية الدموية 15.
هناك ثلاثة متطلبات رئيسية للتصوير intravital. وتشمل هذه المناسبة وإعداد تعرض الأنسجة للتصوير، ووضع العلامات الفلورية من مكونات النسيج المصالح، ويقترن هذا المجهر الكاميراقادرة على الحصول على الصور 16 ystem. الاستراتيجيات الأكثر شيوعا التي تستخدم لمعالجة هذه المتطلبات ما يلي: 1) الأعمال التحضيرية منتبذ (على سبيل المثال، التلقيح من الأذن أو العين المدارية)، نوافذ دائمة التصوير، أو مستحضرات exteriorized (على سبيل المثال، الظهرية رفرف الجلد)، 2) للصحفيين الفلورسنت المعدلة وراثيا و. الحقن الفلورسنت لتسمية مكونات النسيج، و 3) نظم المجهري متحد البؤر multiphoton أو يقترن أنابيب مضخم أو المسؤول إلى جانب جهاز-(CCD) الكاميرات على التوالي 9. نستخدم رفرف الجلد المعدة جراحيا نموذج لفضح الغدة الثديية الأربية للتصوير في الحيوانات التي تعبر عن الجينات المحورة تخدير ترميز للصحفيين الفلورسنت. ويتم الحصول على الصور على مدى فترة من 12 إلى 40 ساعة باستخدام مكثف CCD (ICCD) كاميرا يقترن أربع الليزر نظام القرص الغزل مبائر المجهر 17. وقد سمح التصوير بهذه الطريقة لنا لدراسة مثل هذه العمليات كما هو الحال في توزيع المخدرات الحية، المرحلة التي تعتمد على الفصلemotherapeutic الردود، نوع من موت الخلايا التي يسببها العلاج الكيميائي، والسلوك النخاعي الخلية 5.
نحن نقدم بروتوكول لتصوير intravital من الردود الخلايا السرطانية إلى العلاج المضاد للسرطان وورم سدى التفاعلات في نماذج الماوس من سرطان الثدي. ويمكن استخدام هذا البروتوكول لتتبع السلوكيات وموت خلايا السرطان على حد سواء ومكونات اللحمية مع مجموعة واسعة من العلامات الفلورية المعدلة وراثيا والحقن في كل من النماذج المعدلة وراثيا وزرع لفترات تصل إلى 40 ساعة في جلسة التصوير واحد.
يجب أن يتم تنفيذ جميع الإجراءات المذكورة وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح لاستخدام الحيوانات الفقارية، بما في ذلك الحصول على موافقة مسبقة من قبل رعاية الحيوان واللجنة المؤسسية المحلية الاستخدام.
1. توليد أورام الثدي الماوس للتصوير (المعدلة وراثيا أو مثلي)
2. تصور مكونات المكروية ورم أو المكونات الفرعية الخلوية
3. المجاهر وبرامج التصوير
4. (قبل) معاملة الحيوانات في التصوير
5. إعداد المالحة للحفاظ على الترطيب والدم الأسمولية من الحيوان أثناء التصوير
6. إعداد نظام التخدير Isoflurane
7. إعداد أدوات الجراحية ومنهاج الجراحية
8. إعداد مجهر
9. تعريض الغدة الثديية لالأربي التصوير
10. تحديد المواقع الماوس على المرحلة
11. الحصول على الصور
يتم استخدام برمجيات المصدر المفتوح μManager (فالي مختبر، UCSF) للحصول على الوقت الفاصل بين الصور. يتم تصنيف البيانات الخام في البرنامج (Bitplane) Imaris، ويمكن سجل يدويا من قبل مراقبين مستقلين، أو تحليلها في أي من برامج تحليل الصور Imaris أو غيرها (مثل Volocity [PerkinElmer] أو يماغيج [NIH]).
12. القتل الرحيم
في نهاية الدورة الصورة (1-40 ساعة، اعتمادا على نوع العملية تحليلها)، والموت الرحيم للحيوان.
13. ممثل النتائج
التصوير Intravital باستخدام هذا الأسلوب يسمح للرؤية مباشرة من العمليات المختلفة، بما في ذلك تقديم الأدوية إلى التسرب، والأورام وتوزيع المخدرات مرة واحدة تصل إلى الورم، العلاج بعد موت الخلايا العلاجية، وورم سدى التفاعلات ردا على موت الخلايا 5. لمراقبة وصول الدواء إلى الورم والتوزيع في أعقاب التسرب إلى أنسجة الورم، ويتم حقن الحيوان بينما يجري الحصول عليها الصور. على الرغم من أن العديد من أصناف الفصلemotherapeutics هي الفلورسنت ضعيفة (مثل دوكسوروبيسين)، والعديد منهم لا. يمكن أن تستخدم Fluorescently dextrans مترافق كعلامات بديلة لتوصيل الدواء إلى أنسجة ونشرها. الشكل 2 والفيلم 1 مشاهدة وصول ثيوسيانات فلوريسئين-(FITC)-2 MD ديكستران مترافق (إينفيتروجن، 1 ملغ / مل 1xPBS) حقن الرابع. إلى ورم من MMTV-PyMT؛ الماوس ACTB-ECFP.
بعد وصول الدواء داخل الورم، يمكن تصويرها ونشرها من خلال التسرب إلى الأنسجة لتحديد كل من داخل الأوعية نصف حياة المخدرات والتوزيع 5. فيلم 2 يبين التسرب وتوزيع فلور-647-مترافق اليكسا ديكستران دينار كويتي 10 (إينفيتروجن، 1 ملغ / مل في برنامج تلفزيوني X 1) حقن الرابع. في C3-الدلالية (1)؛ الماوس FMS-C-EGFP خلال التصوير؛ ACTB-ECFP. بعد تجميع الوقت الفاصل بين الأفلام في Imaris (Bitplane)، وكميا داخل الأوعية نصف العمر والمخدرات التوزيع. داخل الأوعية لقياس نصف العمر، يتم حساب متوسط كثافة مضان في الأوعية الدموية السرطانية في كل نقطة تآمر ضد الزمن والوقت. وكميا توزيع المخدرات باعتبارها منطقة الورم في المائة المنطقة الإجمالية التي لا إيجابية للدواء.
بالإضافة إلى تتبع حركية لتقديم الأدوية للأورام، فمن المهم كثيرا لتحديد كيفية الاستجابة والأورام للعلاج. حيث من المتوقع العلاجات المضادة للسرطان للحث على موت الخلايا، يمكن استخدام يوديد propidium (PI) تلطيخ أو التغييرات الهيكلية النووية كعلامة من المخدرات التي يسببها موت الخلايا 5. ويبين الشكل 3 استجابة الورم للدوكسوروبيسين في العلاج الكيميائي للخلايا في MMTV -PyMT؛ ACTB-ECFP؛ FMS-C-EGFP الماوس. في هذا الثلاثي المعدلة وراثيا MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP؛ FMS-C-EGFP الحيوان، ECFP سرطان الثدي تسميات خلايا (الأزرق)، وخلايا الدم النخاعي EGFP تسميات (الخضراء). كانت تدار تصوير الحيوان خلال هذه الدورة 18 ساعة قبل دوكسوروبيسين التصوير بدأ وقام بتسليم PI الملكية الفكرية في جميع أنحاء رانه الدورة التصوير كما هو موضح أعلاه. الخلايا السرطانية (ACTB-ECFP التوسيم) تظهر زرقاء و، والخلايا الميتة أو التي تحتضر تظهر حمراء (PI تلطيخ). السلسلة الزمنية المعروضة هنا يظهر تحريض دوكسوروبيسين التي تعتمد على موت الخلايا مع مرور الوقت. لتحديد تحريض موت الخلايا في الأورام، ويستخدم نفس النوع من التحليل المستخدمة لتحديد توزيع المخدرات، حيث خرج الكمي هو مجال في المئة لكل منطقة الورم الإجمالية التي لا إيجابية للPI.
يمكن التصوير في تضخم عالية تقديم معلومات بشأن نوع موت الخلايا أن الخلايا السرطانية الخضوع 5. فيلم 3 يبين نتائج تجربة التصوير لتعقب التغييرات النووية نموذجية من موت الخلايا أفكارك في الاستجابة للعلاج النظامية مع دوكسوروبيسين. لتصور نوى، تصوير الحيوان خلال هذه الدورة المرافئ مراسل ACTB-H2B-EGFP بدلا من مراسل C-FMS-EGFP، لذلك وصفت نوى الخلايا السرطانية باللون الأخضر. كان الحيوان ACTB-H2B-EGFP ADM، وهذا MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFPinistered دوكسوروبيسين (8 ملغ / كغ في 1 × PBS) IP 24 ساعة قبل بداية الفيلم، وتلقى الحقن للساعة PBS × 1 يحتوي PI (إينفيتروجن، 1 ملغ / مل محلول مخفف 1:15). ويمكن ملاحظة التغيرات الهيكلية في نوى الخلايا السرطانية في الخلايا إلى خلايا أفكارك القادمة التي خضعت نخر (PI-إيجابية الخلايا التي تعرض تغيرات طفيفة في التشكل النووي). نوى الخلايا أفكارك تصبح في نهاية المطاف الأحمر نظرا لامتصاص تلطيخ PI (لا يظهر). وكميا في عدد من الأحداث وأفكارك نخرية يدويا لكل نقطة زمنية مستندة على الإيجابية-PI ومورفولوجيا النووية.
العلاج الكيميائي الناجم عن موت الخلايا السرطانية يؤدي في كثير من الأحيان في تجنيد الخلايا المناعية من رد الفعل إلى أورام 2،4،5. ويبين الشكل 4 مثالا على هذا الرد اللحمية للعلاج الحاد مع دوكسوروبيسين. تصوير الحيوانات FMS-C-EGFP هنا كانت تدار دوكسوروبيسين (8 ملغ / كغ في PBS X 1) الملكية الفكرية، وMMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP IP الحقن PI. لمدة التجربة لتصور موت الخلية. وأشار الأوقات تمثل عدد ساعات بعد العلاج دوكسوروبيسين، ويمثل حجم شريط 100 ميكرون. في هذه التجربة، وخلايا الدم النخاعي التسلل إلى مناطق موت الخلايا، كما يدل على ذلك السهام البيضاء. لتحديد النخاعي تسلل خلية إلى أورام بعد دوكسوروبيسين الإدارة، نفس النوع من التحليل المستخدمة لتحديد توزيع المخدرات واستجابة الورم للعلاج الكيميائي المستخدم، حيث خرج الكمي هو مجال في المئة لكل منطقة الورم الإجمالية التي لا إيجابية للEGFP.
بالإضافة إلى الرؤية والاستجابة الشاملة اللحمية للعلاج الكيميائي، ويمكن أن تكون الردود المتخصصة اللحمية أيضا تصور 5. 4 يظهر الفيلم البلعمة من المواد الخلية النخري من الزنزانة المجاورة. يمكن أن ينظر إلى المواد النووية الأحمر يجري تناولها من قبل خلية تحتوي على تأه نواة سليمة الخضراء، والتي هي الحال في الضامة. كانت تدار الحيوان ACTB-H2B-EGFP تصوير خلال هذه الدورة دوكسوروبيسين (8 ملغ / كغ في PBS X 1) الملكية الفكرية، وMMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP. 24 ساعة قبل بداية الفيلم. تلقت حقن الحيوان للساعة 1 × PI المحتوية PBS (إينفيتروجن، 1 ملغ / مل محلول مخفف 1:15). نوى (ACTB-EGFP التوسيم) تظهر خضراء، ولكن إلى اللون الأحمر والخضوع نخر الخلية.

الشكل 1. وصفت C-FMS-EGFP الحيوانات التي وصفت الخلايا السرطانية في الزرقاء من خلال التعبير عن وخلايا الدم النخاعي ECFP في؛ وضع العلامات عينة من الورم مكونات مختلفة باستخدام تسميات المعدلة وراثيا عن طريق الحقن وهذا هو الثلاثي المعدلة وراثيا MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP الأخضر من خلال التعبير عن EGFP من المروج النخاعي محددة. تم حقن الحيوان مع يوديد propidium (PI، الأحمر، ~ 0.07 مغ / مل في برنامج تلفزيوني 1X) خلالالدورة التصوير لتصور موت الخلية. التسميات PI DNA ولكن يعبر فقط أغشية الخلايا من الخلايا الميتة أو التي تحتضر. شريط النطاق = 100 ميكرومتر.

الشكل 2. تم حقن ACTB-ECFP الحيوان التي وصفت الخلايا السرطانية في الزرقاء من خلال التعبير عن ECFP مع FITC، مترافق ديكستران MD 2 (أخضر) خلال الدورة التصوير لتصور كيف؛ التسرب المخدرات وتوزيعها في الأورام هذه نقرا مزدوجا المعدلة وراثيا MMTV-PyMT. أدوية الأورام تصل بعد الحقن الرابع (الأزرق). يشار وقت بعد بدأ التصوير. شريط النطاق = 100 ميكرومتر.

الشكل 3. سرطان الخلايا استجابة للعلاج النظامية. إن MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP؛ FMS-C-EGFP الحيوانات تعامل مع العلاج الكيميائيدوكسوروبيسين المخدرات قبل التصوير، وحقنوا PI (أحمر، ~ 0.07 مغ / مل في برنامج تلفزيوني 1X) لتسمية موت الخلية. هذه الصورة تظهر سلسلة تراكم تلطيخ PI مع مرور الوقت (كما يتبين من السهام البيضاء)، ويمثل تحريض العلاج بالخلايا الموت دوكسوروبيسين التالية. وأشار الوقت هو وقت بعد العلاج دوكسوروبيسين. الصور هي التوقعات الحد الأقصى لكثافة الصور Z-3 التي تحتوي على مكدس في Z-المحور. شريط النطاق = 100 ميكرومتر.

الشكل 4. النخاعي استجابة الخلية للعلاج الكيميائي في MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP؛ الماوس FMS-C-EGFP الثلاثي المعدلة وراثيا إدارة الموارد البشرية دوكسوروبيسين 20 قبل التصوير وتلقت الحيوان الملكية الفكرية للساعة. حقن PI (أحمر، ~ 0.07 مغ / مل في برنامج تلفزيوني 1X) لتسمية الخلايا الميتة. هذه الصورة تظهر سلسلة تراكم خلايا الدم النخاعي EGFP إيجابية (كما يتبين من السهام البيضاء) مع مرور الوقت بعد doxorubi[سن] العلاج. وقد تبين رد الفعل المناعي هذا الرد إعاقة الاستجابة العلاجية لعدة أصناف من 4،5 الكيميائي. وأشار الوقت هو وقت بعد العلاج دوكسوروبيسين. الصور هي التوقعات الحد الأقصى لكثافة الصور Z-3 التي تحتوي على مكدس في Z-المحور. شريط النطاق = 100 ميكرومتر.
الفيلم 1. . توصيل الدواء إلى الورم وهذا هو مزدوج المعدلة وراثيا MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP الحيوانات التي وصفت الخلايا السرطانية في الزرقاء من خلال التعبير عن ECFP. تم حقن الحيوان مع ديكستران 2 FITC، مترافق MD (أخضر) خلال الدورة التصوير لتصور كيف تصل المخدرات الأورام بعد الحقن الرابع. شريط النطاق = 100 ميكرومتر. انقر هنا لمشاهدة الفيلم .
فيلم 2. تسلل المخدرات في أنسجة الورم A الثلاثي المعدلة وراثيا C3 (1)، العلامة؛ ACTB-ECFP؛ FMS-C-EGFP الحيوانية التي هي الخلايا السرطانية لاbeled في الزرقاء من خلال التعبير عن وخلايا الدم النخاعي ECFP المسمى باللون الأخضر من خلال التعبير عن EGFP تم حقن الرابع مع فلور اليكسا 647، مترافق 10 دنانير ديكستران (الحمراء). يظهر مجال الرؤية مباشرة بعد الحقن مع ديكستران. وتصف ديكستران في البداية الأوعية الدموية، extravasates بسرعة في أنسجة الورم، والذي يتخذ في النهاية من قبل الضامة. شريط النطاق = 100 ميكرومتر. انقر هنا لمشاهدة الفيلم .
الفيلم 3. تم حقن الحيوانات H2B-EGFP مع دوكسوروبيسين قبل التصوير والتصوير من التغييرات النووية بعد موت الخلية التي يسببها العلاج الكيميائي هذا الثلاثي المعدلة وراثيا MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP. مورفولوجيا النووية (الأخضر)، كما تعقب تعبير عن انصهار بروتين H2B-EGFP، ويسمح لرؤية مباشرة للتغيرات الهيكلية التي يسببها العلاج الكيميائي النووي نموذجية من موت الخلايا المبرمج من وجهة نظر للخلية في الزاوية اليمنى العليا. الحيوان RECEIVED نصف ساعة الملكية الفكرية. حقن PI (أحمر) لمدة الدورة التصوير لتسمية الخلايا الميتة والموت. وأشار الساعة وقت بعد العلاج دوكسوروبيسين +24 ساعة. صور تم الحصول عليها باستخدام عدسة الهدف تضخم عالية (40X، NA 1.1، عدسة الماء). شريط النطاق = 15 ميكرومتر. انقر هنا لمشاهدة الفيلم .
الفيلم 4. تم حقن الحيوانات H2B-EGFP مع دوكسوروبيسين قبل التصوير والتصوير من التغييرات النووية وامتصاص الخلايا للمواد ميتة بعد موت الخلية التي يسببها العلاج الكيميائي هذا الثلاثي المعدلة وراثيا MMTV-PyMT؛ ACTB-ECFP. مورفولوجيا النووية (الأخضر)، كما تعقب تعبير عن انصهار بروتين H2B-EGFP، ويسمح لرؤية مباشرة للتغيرات الهيكلية التي يسببها العلاج الكيميائي النووي. تلقى هذا الحيوان نصف ساعة الملكية الفكرية. حقن PI (أحمر) لمدة الدورة التصوير لتسمية الخلايا الميتة والموت. صور تم الحصول عليهاالهدف باستخدام عدسة التكبير عالية (40 X، NA 1.1، عدسة الماء). عدم وجود تغييرات هيكلية كبيرة قبل وضع العلامات مع PI وتغيير في مورفولوجيا النووية وفقدان إشارة GFP يدل على موت الخلايا مثل نخر. وينظر في المواد الميتة التي ستناقشها مع خلية نواة كبيرة، والتي هي الحال في الضامة. وأشار الساعة وقت بعد العلاج دوكسوروبيسين +24 ساعة. شريط النطاق = 10 ميكرومتر. انقر هنا لمشاهدة الفيلم .
يمكن للأورام أن ردود العلاجات الجهازية في الجسم الحي تكون مختلفة بشكل كبير لتلك الخلايا السرطانية في المختبر، كما يؤثر المكروية كل من الاستجابة الحادة والانتكاس 5. واحدة من أكبر العقبات التي تحول دون تفسيرها في مسارات مقاومة كيميائية الجسم الحي هو تعقيد التفاعلات بين الخلايا السرطانية والمكروية بهم. على وجه الخصوص، وذلك لأن الأورام الصلبة وضعت على التوازن بين السرطان والخلايا اللحمية، اضطرابات من عنصر واحد، مثل موت الخلايا التي تحدث أثناء العلاج المضاد للسرطان، يمكن أن يؤدي إلى آثار وخيمة على المنظمة الأنسجة.
تقنية التصوير intravital المقدمة هنا يسمح للرؤية مباشرة للتفاعلات الخلايا السرطانية سدى في أورام الفئران، ويعيش تخدير أثناء العلاج مع العقاقير المضادة للسرطان. نستخدم المجهر القرص الغزل مبائر، التي لديها عمق الاختراق النسبي محدودة (انظر 17 )، ولكن يمكن استخدام تقنيات جراحية لدينا ووضع العلامات مع أنواع أخرى من المجهري. ويمكن استخدام أفلام تم الحصول عليها من هذه التجارب لتتبع العمليات التي تشمل التغيرات في كثافة مضان (على سبيل المثال بسبب تسلل عدد سكانها المسمى أو تحريض موت الخلايا)، الحركة الخلية، وتوزيع الحقن (مثل تسرب الأوعية الدموية لتعقب)، والمشترك توطين إشارات الفلورسنت 5،12،17،20.
نحن الفئران الصورة بشكل روتيني لأكثر من 6 ساعات والتصوير أيضا تنفيذ لأكثر من 18 ساعة. هذا يتطلب الحفاظ على الفئران باستمرار تحت التخدير لهذه فترات زمنية طويلة. مع التخدير المناسبة، أكثر من 90٪ من الحيوانات البقاء على قيد الحياة لدينا 6 ساعات، وحوالي 80٪ البقاء على قيد الحياة أكثر من 18 ساعة. وقد نشرت تفاصيل عن كيفية تنفيذ على المدى الطويل التخدير سابقا 19. في تجربتنا، خمسة عوامل حاسمة: تجنب انخفاض حرارة الجسم، وتجنب الجفاف، والحفاظ على مستويات التشبع الفسيولوجية الدم الأكسجين، شالغناء مرطب الغاز الناقل للisoflurane، والحفاظ على الحيوانات عند أدنى مستوى في التخدير التي لا تظهر علامات الألم. للحفاظ على درجة حرارة الجسم، ونحافظ على الفئران تحت بطانية ساخنة (C ° في 38). لتجنب الجفاف، ونحن حقن كميات صغيرة من الملكية الفكرية في جميع أنحاء المالحة إجراء التصوير كامل. الفسيولوجية للحفاظ على مستويات التشبع الدم الأكسجين، ونحن نبدأ مع الأكسجين 21٪ في الغاز الحامل (بدلا من 100٪ تستخدم عادة). هذا يمكننا من زيادة مستويات الأوكسجين المستنشق إذا ماوس - في تجربة ساعات - يظهر انخفاضا في تشبع الأكسجين في الدم. في تجربتنا، وزيادة مستويات الاوكسجين في وقت استنشاق مثل هذه (على سبيل المثال إلى٪ 30-40) ودائما تقريبا استقرار الحيوان السماح لساعات إضافية من التصوير. المستوى الأمثل من التخدير هو بالنسبة لمعظم الفئران التي تحققت مع 1-1.5٪ isoflurane والنتائج في معدلات التنفس من 60-65/min ومعدلات النبض من 400-450/min. في تجارب التصوير لدينا، ونحن نستخدم نموذج الفأر في المقام الأول المعدلة وراثياق (MMTV-C3 وPyMT [1]-الدلالية) التي هي أورام متعددة البؤر، مما يسمح للتصوير من الآفات متعددة في مراحل مختلفة من تطور الورم في نفس الوقت في العاشر متعددة، مواقف ذ خلال جلسة التصوير واحد. هذا يقلل المخاوف بشأن الماوس إلى ماوس الاختلاف فيما يتعلق التجارب الرامية إلى تحديد المرحلة التي تعتمد على ردود العلاجية، ويقلل من عدد الحيوانات اللازمة للتصوير.
نموذج MMTV-PyMT (وغيرها من نماذج سرطان عفوية) تمر بمراحل تدريجية التشريحية المرضية التي يمكن التعرف خلال التصوير intravital، على الرغم من أن انطلاق الآفات المرضية الورم الذي يمكن القيام به خلال التصوير intravital يختلف، وأقل تفصيلا، من أن من النسيجي أقسام 5،17. في المقابل، تميل إلى زرع نماذج تعكس الأورام مرحلة متأخرة أفضل، والخلايا السرطانية وعادة ما يتم عزلها من الأورام المتقدمة. مثل هذه النماذج هي بالتالي أكثر استعدادا لدراسة الورم سدىتفاعلات المرحلة المتأخرة من الأورام الاختلافات في هذه التفاعلات بين مراحل مختلفة.
نعرض أمثلة على كيفية تغيير الصورة الهيكلية النووية التي تحدث بعد موت الخلايا الناجم عن العلاج. في غياب العلاج المضاد للسرطان، قد وضع العلامات هذه الاستراتيجية بدلا أن تستخدم لانقسام الخلايا في الموقع الصورة، توضيح، على سبيل المثال، كيف يتأثر تكاثر الخلايا والسكون من قبل المكروية. في المستقبل، قد وضع العلامات الفلورية مكونات الميتوكوندريا تجعل من الممكن للتغيرات الميتوكوندريا الصورة التي تحدث أثناء موت الخلية أفكارك.
في هذا البروتوكول، وقد أظهرنا أيضا أمثلة على كيفية التفاعل سرطان الخلية خلية الصورة المناعة بعد العلاج، ولكن المكونات الأخرى microenvironmental يمكن أيضا أن تكون تصور والمصورة. القائمة خطوط مراسل المعدلة وراثيا لمكونات انسجة الخلايا الليفية لتشمل تلك (على سبيل المثال، FSP1-EGFP 17، αSMA-RFP 21، COL1A1-EGFP 21) أو خلايا الأوعية الدموية (مثل Tie2-GFP 22؛ VEGF-GFP 23).
Intravital التصوير يسمح التصور في الوقت الحقيقي من التفاعلات والعمليات التي تحدث في الجسم الحي إدارة العلاج الكيميائي التالية. مع التكنولوجيا المتاحة حاليا، أحرزنا تقدما كبيرا في فهم كيفية تأثير خلايا الدم النخاعي الاستجابة العلاجية، ولكن لأن الورم المكروية على درجة من التعقيد، لا تزال هناك حاجة كبيرة لبدء التقدم لتغوص ميكانيكي في بيئة العمليات الأساسية التي تتوسط مقاومة العقاقير. واحدة من أهم التطورات التي لا تزال مطلوبة هو تحديد أفضل علامات للسكان خلية معينة. ويتضح كذلك أهمية تحسين علامات مع اثنين من عناصر الخلية اللحمية أبرز من الثدي المكروية الورم، والخلايا الليفية الخلايا المناعية. كثيرا ما يستخدم α الناعم أكتين العضلات (αSMA) لتحديدالخلايا الليفية، ولكن أعرب أيضا عن البروتين بواسطة خلايا العضلات الملساء الوعائية وخلايا ظهاري عضلي 24. وهكذا، على الرغم من أن الفئران مراسل αSMA-GFP موجودة، وتحديد نوع خلية معينة يجري التالية أثناء تجربة التصوير intravital هو التحدي. وبالمثل، فإن علامة واحدة الفلورسنت مثل EGFP أعرب تحت المروج C-FMS تحديد المجموعات السكانية الفرعية متعددة في كثير من الأحيان من الخلايا المناعية 12،17. وهكذا، رغم أن أحد يود مثالي لاستخدام علامة واحدة لتحديد نوع خلية معينة تعقيد البيولوجيا الأساسية يشكل تحديا كبيرا في استخدام هذا النهج.
واحد حل جزئي لهذه المشكلة هو استخدام تسميات أخرى عن طريق الحقن للتمييز مجموعات سكانية فرعية من الخلايا معربا عن مراسل نفس الفلورسنت. على سبيل المثال، يتم أخذ dextrans الفلورسنت من قبل الضامة، ويمكن استخدامها لتسمية المجموعات السكانية الفرعية البلاعم التي وصفت من قبل C-FMS-EGFP وFsp1-EGFP الفئران المعدلة وراثيا مراسل 17. كما تم الأجسام المضادة مترافق لتحقيقات الفلورسنت المستخدمة لتحديد المجموعات السكانية الفرعية محددة (مثل السكان GR1 إيجابية من الخلايا المسمى النخاعي به مراسل C-FMS-EGFP 17).
على عكس منحنيات استجابة الورم الناتجة عن القياس الفرجار، والتي توفر المعلومات الآلية القليل عن كيف أو لماذا الأورام الرد على علاجية تدار، أو سلسلة النسيجية المستمدة من الأنسجة تحصد في نقاط زمنية مختلفة التي تتطلب الأفواج الكبيرة من الحيوانات، وتقدم تقنية مباشرة، قابلة للقياس الكمي من المعلومات على ديناميات موت الخلايا وعلى التفاعلات بين الخلايا اللحمية مع الخلايا السرطانية في الأفواج الصغيرة. وهكذا، فإن الاستفادة من استخدام الإجراء ذكرت هنا هو أنه يوفر المعلومات الحيوية على الاستجابة للأدوية في سياق المكروية الورم سليمة في الوقت الحقيقي. هذه المعلومات يمكن أن تؤدي إلى معلومات هامة عن العمليات الكامنة التي تدفع الردود العلاجية 5 </ سوب>.
الكتاب ليس لديهم تضارب المصالح الكشف. أجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقا للبروتوكولات المعتمدة IACUC.
نشكر J. J. تشيو Cappellani والدعم التقني. وأيد هذا العمل من جانب صناديق من المعهد الوطني للسرطان (U01 CA141451)، وسرطان ستار اتحاد، سوزان جي كومن من أجل العلاج، لونغ ايلاند ممشى يوم 2 لمكافحة سرطان الثدي، وائتلاف مانهاست المرأة ضد سرطان الثدي بالنسبة لي، وعلى قبل الدكتوراه الزمالة من برنامج الثدي إخراج الكونغرس أبحاث السرطان والولايات المتحدة ESNESN هو أيضا حائز على C. سريعة ليزلي ويليام راندولف هيرست مؤسسة المنح الدراسية من كلية العلوم البيولوجية واتسون. وأيد HAA من الأموال من مجلس البحوث في النرويج (160698/V40 و151882)، وجنوب شرق السلطات الصحية الإقليمية (2007060).
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| كاشف | |||
| MMTV-PyMT الفئران | جاكسون مختبر | 2374 | |
| C3 (1)، العلامة الفئران | جاكسون مختبر | 13591 | |
| ACTB-ECFP الفئران | جاكسون مختبر | 3773 | |
| ACTB-H2B-EGFP الفئران | جاكسون مختبر | 5418 | |
| 1 × PBS | المحرز في منزل | ||
| 2 MD دكستران، فلوريسئين، مترافق | إينفيتروجن | D-7137 | إعادة DH 2 O في (4 ملغ / مل وتخزينها في -20 درجة مئوية)؛ تمييع إلى 1 ملغ / مل في برنامج تلفزيوني × 1 |
| 10 دنانير دكستران، اليكسا فلور 647، مترافق | إينفيتروجن | D-22914 | إعادة DH 2 O في (4 ملغ / مل وتخزينها في -20 درجة مئوية)؛ تمييع إلى 1 ملغ / مل في برنامج تلفزيوني × 1 |
| دوكسوروبيسين هيدروكلوريد | سيغما الدريخ | 44583 | إعادة DH 2 O في وتخزينها في 4 درجات مئوية؛ تمييع في PBS × 1 |
| Isothesia (Isoflurane) | بتلر التموين صحة الحيوان | 029450 | 250 مل |
| Propidium يوديد | إينفيتروجن | P3566 | 1 ملغ / مل؛ تمييع 1:15 فى PBS × 1 |
| نتروجين | |||
| أكسجين | |||
| معدات | |||
| 18G × 1 ½ "إبرة شطبة العادية | BD | 305196 | |
| μManager | فالى مختبر، UCSF | www.micro-manager.org | برمجيات المصدر المفتوح |
| الكحول مسحة | BD | 326895 | 70٪ مسحات الكحول الآيزوبروبيل |
| التخدير النظام | منتجات التصوير الجزيئي، شركة | ||
| تغطية الزجاج | كورنينج | 2940-245 | رقم 1 ½، 24x50 مم؛ التطهير باستخدام مناديل الأيزوبروبانول 70٪ |
| الإسفنج الشاش األمن (العقيمة) | كيندال | 6939 | |
| الشرائح الزجاجية المجهر | كورنينج | 2948-75x25 | تنظيف مسبقا، وإذا لم تنظف مسبقا، مع تطهير مناديل الأيزوبروبانول 70٪ |
| غرامة مقص تصلب | أدوات العلوم الجميلة | 14090-11 | 2 زوجا؛ الفولاذ المقاوم للصدأ، وشارب حادة نصائح، نصيحة مباشرة، 26 مم المتطورة، 11 سم طول |
| بطانية ساخنة | صناعات Gaymar | ||
| حبة الساخنة معقم | أدوات العلوم الجميلة | 18000-45 | تشغيل ما يقرب من 30 دقيقة قبل الاستخدام؛ تعقيم الأدوات> 200 درجة مئوية لمدة 30 ثانية |
| Imaris | Bitplane | www.bitplane.com | |
| Krazy الغراء | إلمر لمنتجات | KG484 | |
| مختبر الشريط (½ ") | |||
| مختبر الشريط (1 ") | |||
| غطاء لبرودة الستايروفوم الشحن | وسوف تستخدم هذه كمنصة الجراحية | ||
| ملقط تشريح الصغيرة | Roboz | RS-5153 | 1X2 الأسنان، منحنى طفيف، 0.8 عرض تلميح مم، 4 "طول |
| ملقط تشريح الصغيرة | Roboz | RS-5135 | مسننة، منحنى طفيف، 0.8 عرض تلميح مم؛ 4 "طول |
| مجهر | الغزل القرص مبائر، XYZ بيزو المرحلة، capablility epifluourescence 17،25 | ||
| المجهر مرحلة إدراج | الأجهزة العلمية التطبيقية | العرف ملفقة، مع اثنين من الموانئ التصوير دائرية | |
| MouseOx مقياس التأكسج، والبرمجيات، وأجهزة الاستشعار | STARR العلوم الحياتية | www.starrlifesciences.com | |
| Nalgene سوبر فيرسي الجافة مختبر الحفاضات | الحرارية العلمية | 74218-00 | مقطعة إلى أرباع لبطانة منصة الجراحية |
| غموض | سالتر مختبرات | 8901 | يستخدم لترطيب الغازات؛ يمنع تهيج أنسجة الرئة |
| زلة تلميح حقنة السلين القابل للتصرف (1 مل) | BD | 309659 | |
| Surflo مجموعة التسريب المجنح | تيرومو | SV-23BLK | 23G X ¾ "إبرة رفيعة جدا، 12" أنابيب |
| Betadine الرذاذ | بوردو فارما | BASP3H |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission