该方法致力于通过将斑马鱼中脑癌细胞的特应性注射与亚细胞活体成像偶联来研究微管在脑癌侵袭中的作用。该技术的主要优点在于获得微管细胞骨架的高空间时间分辨率。它对于体内脑癌侵袭模型是独一无二的,它允许深入的微管动力学分析。
原位脑癌细胞侵袭的亚细胞成像可用于分析可能参与癌症侵袭的任何感兴趣的蛋白质。首先,用PBS洗涤在37摄氏度下培养的胶质母细胞瘤细胞。通过加入一毫升0.05%胰蛋白酶EDTA并在细胞培养箱中以37摄氏度孵育5至10分钟,直到所有细胞完全分离,从而分离细胞。
将细胞重悬于50毫升离心管中的5毫升完全胶质母细胞瘤细胞培养基中。加入45毫升冰冷的PBS,以134倍G离心五分钟。弃去上清液,并通过彻底上下移液,用一毫升冰冷的PBS重悬细胞。
再加入49毫升冰冷的PBS,以134倍G离心五分钟。弃去上清液并将细胞重悬于200微升冰冷的PBS中。在移植过程中储存在冰上。
要将胶质母细胞瘤细胞微注射到斑马鱼幼虫中脑中,用六毫升E3培养基填充显微注射铸板,每升三卡因补充160毫克。将十几个DEE-KOHR-EE-UH-NAY-TED幼虫转移到显微注射板中。一旦幼虫被麻醉并且对触摸完全没有反应,将它们放在侧面的沟渠中,抬起头,用00号画笔将卵黄囊推到沟槽壁上。
然后使用微量加载尖端将五微升胶质母细胞瘤细胞加载到微毛细血管中,并将毛细血管插入通用毛细管支架中。将含有麻醉幼虫的显微注射板放在体视显微镜载物台上。使用微操纵器旋钮将微毛细管的尖端放在显微注射板的边缘。
然后用手术刀将其折断,以创建一个大约细胞直径大小的尖锐入口点。通过在微量注射器中轻轻运行油并将针尖插入培养基中来验证细胞是否从毛细管中流出。将细胞集中在毛细血管的尖端,以最大限度地提高每注射体积注射的细胞数量,并避免用PBS填充脑组织。
仔细检查从微毛细管出来的细胞,因为油被手动引入注射器。根据经验定义手动旋钮上输送 20 到 50 个细胞所需的圈数。通常,如果细胞足够浓缩,轻轻转动一次就足以弹出大约 10 个细胞。
将毛细血管的尖端靠在大脑中静脉正上方的左视顶上。轻轻地将毛细血管按压在幼虫上,直到皮肤膜破裂。一旦到达视顶中的合适位置,即可弹出细胞。
仔细观察毛细管的尖端,以可视化进入动物体内的细胞流,从而确保成功注射。根据需要对任意数量的动物重复该过程。根据实验者注射的速度,由于毛细血管中的细胞快速聚集,可能需要每 10 到 20 只幼虫换针。
异种移植完成后,从显微注射板中取出幼虫,并在装有矿泉源水PTU和亚甲蓝培养基的24孔板中挑出幼虫。准备1%低熔点AH-KROH溶液。将500微升煮沸的1%低熔点AH-KROH溶液转移到1.5毫升离心管中,并在加热块上以37摄氏度冷却。
在AH-KROHS中加入每升160微克的三卡因并充分混合。将一到四个异种移植的幼虫转移到一个3.5厘米的培养皿中,培养皿中装有矿泉源水PTU和亚甲基培养基,每升补充160微克的三卡因。一旦幼虫被麻醉并且对触摸完全无反应,使用细吸头移液管小心地将它们转移到含有AH-KROHS和三卡因的管中。
轻轻地将幼虫与AH-KROHS混合。使用大灯泡转移移液管,将AH-KROHS中混合的幼虫放在玻璃底3.5厘米视频成像盘的中心 在体视显微镜下快速将幼虫放在其背上。使用微型加载尖端去除多余的AH-KROHS,以保持最薄的AH-KROHS层。
AH-KROHS凝固后,加入2.5毫升成像介质。对于侵入性胶质母细胞瘤细胞中微管动力学的体内实时成像,将含有AH-KROHS嵌入异种移植幼虫的视频成像皿放置在温度设置为32摄氏度的倒置共聚焦显微镜的环境室中。使用电动XY载物台用10倍物镜在视频成像培养皿中查找幼虫。
按逃生降低物镜转盘并将矿物油添加到60倍油物镜上,按逃生键返回初始焦点位置。观察红色通道中入侵的胶质母细胞瘤细胞,设置为561纳米激光源,20%激光功率和200毫秒的时间曝光。然后选择具有展开的微管网络和易于区分的微管细丝的细胞。
设置 Z 系列设置。使用200微米范围的压电平台,选择微管网络的顶部和底部位置,其中10至30微米深的Z堆栈足以可视化迁移细胞突起中的微生物网络,Z切片步长为0.3微米。设置延时采集设置,以便在采集速度、Z-stack深度和荧光信号之间实现最佳平衡,以避免快速光漂白。
每 5 到 10 秒获取一次微管图像,持续几分钟,并保存 5D 超堆栈。通过沿着生长和收缩的微管构建 kymograph 并随着时间的推移手动跟踪单个微管边缘来测量微管动力学。通过用200纳摩尔剂量的诺考达唑处理来评估在幼虫培养基中施用的药物治疗及其对微管网络组织的可逆影响。
这导致微管网络的逐渐萎缩和胶质母细胞瘤细胞突起的消失在四小时后。洗掉药物恢复了胶质母细胞瘤细胞形成突起的能力。洗脱后12小时,细胞恢复沿脉管系统迁移,表明200纳摩尔剂量的诺考达唑足以破坏微管网络并迅速阻断体内胶质母细胞瘤细胞侵袭。
对全球胶质母细胞瘤细胞侵袭的相同治疗进行为期三天的分析表明,与对照组相比,诺考达唑在体内阻止了长期胶质母细胞瘤细胞侵袭,而不会影响鱼的整体健康。记得从受精后三天健康的幼虫开始,将细胞浓缩到毛细血管中,尽量减少注射到大脑中的体积,并形成独特的肿瘤团块,并尽量避免注射到脑室。