Method Article
Micropatterns דבק כי לנרמל ארכיטקטורה הסלולרי יכול לשמש כדי להגביר את הרגישות של זיהוי של השפעות התרופה, לשפר reproducibility ולפשט רכישת התמונה ניתוח אוטומטי. טכנולוגיה זו ייהנו סמים / siRNA מבחני המיון, שבוצעה על התרבות תומך קונבנציונלי התא וכתוצאה מכך סובל השתנות התא אל התא מוגזמת.
עד כה, HCA ביותר (ניתוח תוכן גבוהה) מחקרים מתבצעים עם שורות תאים חסיד גדל על מצע אחיד בתרבות רקמות טיפול מיקרו צלחות. בתנאים אלה, תאים להפיץ ולחלק לכל הכיוונים והתוצאה היא השתנות הטמון צורת התא, מורפולוגיה והתנהגות. השונות גבוהה התא אל התא של האוכלוסייה הכללית מעכבת את ההצלחה של HCA, במיוחד עבור פיתוח התרופה. היכולת של micropatterns לנרמל את הצורה ואת הקוטביות הפנימית של כל תא יחיד מספק הזדמנות אדירה לפתרון זה צוואר בקבוק קריטי 1-2.
כדי להקל על הגישה והשימוש בטכנולוגיה micropatterning, CYTOO פיתחה מגוון של מוכן לשימוש micropatterns, בפורמטים coverslip ו microwell. במאמר זה וידאו, אנו מספקים פרוטוקולים מפורטים של כל הנהלים של זריעת תאים על CYTOOchip micropatterns, טיפול תרופתי, קיבוע והכתים לרכישת אוטומטי, עיבוד תמונה אוטומטיות הסופי ניתוח הנתונים. עם בדוגמה זו, אנו מדגימים כיצד ניתן להקל micropatterns מבוססי תאים מבחני. שינויים של cytoskeleton התא קשה לכמת בתאים בתרבית על מצעים הומוגנית, אבל התאים culturing על תוצאות micropatterns בארגון לשחזור של meshwork אקטין בשל המיקום שיטתית של הידבקות מגעים תא בכל תא. נורמליזציה כזו של ארכיטקטורת תאיים מאפשרת כימות אפילו השפעה קטנה על cytoskeleton אקטין כפי שמודגם סט של פרוטוקולים אלה באמצעות blebbistatin, מעכב של אינטראקציה אקטין שרירן.
1. תא הכנה מתזמן על Micropatterns
2. Blebbistatin טיפול
3. קיבוע נייד ו מכתים של אקטין
4. מיקרוסקופ התקנה רכישת תמונה אוטומטי
מספר רב של חבילות תוכנה הדמיה קיימות השולטים מיקרוסקופ לרכישת מהר תמונה להציג אוטומטיות. דוגמה זו משתמשת Metamorph תוכנת הדמיה ורכישות אוטומטי מבוצעות על מיקרוסקופ Eclipse טי Nikon מצויד במצלמת CCD Hamamatsu ואת המאייר כספית סיבים Intensilight. תמונות נרכשים בהגדלה 20x בשלושה אורכי גל המתאים DAPI (גרעינים), סי-3 (micropatterns) ו-FITC Phalloidin (אקטין). מספר micropatterns דמיינו לכל תחום ישתנו בהתאם המצלמה setups אובייקטיבי. Micropatterns CYTOO מוצבים במרווחים מוגדר אחד מהשני (100 או 130 מיקרומטר) על פני השבב מאוד להקל על הרכישה.
5. עיבוד תמונה ניתוח אוטומטי
רבים עיבוד וניתוח תמונה חבילות תוכנה קיימות. ההליכים המתוארים להלן תמונה מתאר עיבוד צעדים ניתוח שבוצע על ידי 2 מחוייט מאקרו נכתב עבור התוכנית קוד פתוח ImageJ. CellRef first המאקרו יוצרת Cell Reference, את היתר אמצעים second קשיחות / קריסה של קרום התא. שניהם זמינים על פי דרישה באמצעות www.cytoo.com .
6. נציג תוצאות
דוגמאות של תאים מה צריך להיראות על micropatterns מיד כמה שעות אחרי הצעדים כביסה קריטי המתואר 1.6-1.8, מוצגים באיור 5. אחרי 15 דקות על CYTOOchips, עגול תאים הלה הם נצפו במרחקים שווים המציין כי הם דבקו micropatterns פיברונקטין (ציור 5a). הידבקות תושלם כאשר תאים להישאר משותקת למרות רועד עדין של כלי התרבות. כדי למזער את מספר micropatterns שנכבשו על ידי מספר תאים, שבבי סמוקות אז עם PBS להסיר תאים צפים על פני אזורים cytophobic. אחרי כמה שעות, התאים נמתחים באופן מלא על micropatterns ייראה כמו שמוצג באיור 5 ב.
תמונות אופייניות תא בודד שהושג לאחר דגירה של תאים עם קיבעון blebbistatin, והכתים של אקטין גרעינים מוצגים באיור 6. לאחר הרכישה אוטומטי של מספר תמונות ועיבוד תמונה באמצעות CellRef ImageJ מאקרו, המפה בצבעים תדירות מופק המתאר את עוצמת אקטין בממוצע כל התמונות תא (איור 6 ג ו 6f). ההשוואה של התא הפניה התנאים nontreated וטופלו מראה את הפוטנציאל של גישה זו להסתכלות קל של פנוטיפ הנחקרת והוא שימושי במיוחד לחקר השפעות התרופה הסלולר.
דוגמה של ניתוח אפשרי אחד של השפעת blebbistatin על תאים מוצג באיור 7. מספר תאים התמוטט (תאים כלומר, עם שטח ריק הקיימים תחת היתר תיאורטי) זיהה 50 תאים מלאה 50 תאים שטופלו blebbistatin 5 מיקרומטר כאשר זוהה על ידי המאקרו היתר ImageJ מוצג. מספר גדל של תאים התמוטט באוכלוסייה blebbistatin שטופלו משקף הרפיה של סיבי סטרס ולכן המתח על הממברנה בשל עיכוב blebbistatin כוחות actinomyosin כויץ בתוך התא.
באיור 1. פרוצדורה כדי ליצור עיתון חדש עם Metamorph.
דמות2. תרשים זרימה של תהליך עיבוד תמונה אוטומטי.
איור 3. סינון של תאים בודדים.
איור 4. בניית תא הפניה.
איור 5. זריעת Cell. א) תאים הלה דבק micropatterns לאחר שלב השטיפה (הגדלה 4x) B) תאים הלה אחרי מלא מתפשטת על micropatterns L (הגדלה פי 10).
איור 6. השוואה בין תאים nonpatterned ו micropatterned בשליטה התרופה התנאים טיפול. תאים הלה היו זורעים במשך 3 שעות ו שטופלו blebbistatin 5 מיקרומטר לשעה 1 (הפאנל התחתון) או מטופל (הפאנל העליון). בתאים לשלוט nonpatterned (א), לתוך סיבי אקטין מרכיב מרובים אשר לפרק מורגש על טיפול blebbistatin 5 מיקרומטר (ד). ב-L-micropatterns, תאים בקרת לאמץ צורת משולש (ב) ו לפתח סיבי אקטין הגדולות (סיבים מתח) בין 2 apices של L. בהשוואה לתאי nonpatterned (ד), blebbistatin גורם שינוי פנוטיפי גדולה על L-micropatterned תאים (ה). להדמיה ישירה של השפעות התרופה על ההשוואה של שליטה בתנאי שטופלו ניתן דמיינו במהירות עם המצגת את ההפניה לתא בנוי מ -20 תאים. בדומה תאים בודדים, סיבים מתח ברורה אינטנסיבי נמצא על תא הבקרה הפניה (ג), בעוד blebbistatin שטופלו בתאים קריסה סיבים הלחץ העיקרי נעלם (ו).
איור 7. דוגמה ניתוח של ההשפעות של blebbistatin על תאים באמצעות Hypothenuse מאקרו. בעוד 25% של תאים מלאה התמוטטו, זה גדל פי 3 ל -75% בתוך 5 מיקרומטר blebbistatin תאים שטופלו המשקף את נחלש actinomyosin כויץ רשת (n = 50 תאים).
בחירת micropattern
בעוד ההשפעות של blebbistatin 5 מיקרומטר הם להבחין בקושי על התרבות תומך סטנדרטיים, כימות יעיל אפשרית micropatterns כי להתרכז לתוך סיבי אקטין מתח אחת גדולה. זה משפר להדמיה של cytoskeleton אקטין בסיוע כימות מדויק של תופעות blebbistatin על התא. הבחירה של צורה micropattern הוא קריטי בעיצוב של assay, והוא נועד על פי השינוי פנוטיפי להיות מודגשים במחקר.
מסקנות
Micropatterns להקל על ויזואליזציה וכימות של השפעת הסם, בעיקר בריכוזים נמוכים. החלפת מצעים מישוריים הומוגנית עם micropatterns דבק מבוססי תאים מבחני משפר את דיוק, רגישות ואיכות נתונים הפיק. כתוצאה מכך, התאים פחות נחוצים לצורך ניתוח על מנת להשיג תוצאות סטטיסטיות חזקים 3. Micropatterns דבק מציעים הזדמנות אמיתית לשיפור תפקודי מחקרים ולחקור שינויים פנוטיפי בריכוזים נמוכים התרופה על מנת למנוע גרימת תופעות רעילות התרופה או עקיף. אם פלטפורמות ההקרנה הולם משמשים, micropatterns יכול לעמוד בדרישות של חברות התרופות לשיפור גן / סמים יישומים ההקרנה. כמה דוגמאות נוספות של הפרסומים האחרונים, כי יש לנצל micropatterns לניתוח לכימות התופעה הסלולר מצוטטים להלן 3-13.
Name | Company | Catalog Number | Comments | |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | תגובות | |
תא תרבות | ||||
CYTOOchips 20x20 LM-FN | CYTOO | 10-114 | CYTOOchips זמינים ספיחה של חלבון על פי בחירתך | |
PBS 1x | Gibco | 14040-091 | ||
ספירת קאמרית (שקופית טמבל) | Prolabo | 71,287.01 | ||
DMEM/F-12 + Glutamax-I | Gibco-Invitrogen | 25300-054 | ||
FBS (ו טל שור בסרום) | PAA | 31331-028 | ||
פניצילין & סטרפטומיצין | PAA | ת 15-101 | ||
6 בארות, צלחת | Dutscher | 353046 | ||
סרכזת | פישר סיינטיפיק | M65838 | ||
מיקרוסקופ | ניקון | |||
סמים, קיבעון ו immunostaining | ||||
Cytoskeleton הצפת 1X (CB) | סיגמא | MES: M8250 KCl: I2636 MgCl: M2393 EGTA: E3889 | 10 mM MES-pH 6.1, 138mM KCl, 3mm MgCl, 2mm EGTA | |
סוכרוז | סיגמא | S2395 | ||
PFA 32% | מיקרוסקופית אלקטרונים למדעים | 15714 | ||
PFA 5% | מערבבים 10 מ"ל של 32% PFA עם 54 מ"ל של CB 1.185X | |||
טריטון-X100 | סיגמא | T9284 | ||
PBS טבליות | Gibco-Invitrogen | 18912-014 | ||
Bovin בסרום אלבומין (BSA) | סיגמא | A7806 | ||
Phallodin-FITC | סיגמא | P5282 | ||
Hoescht | Invitrogen | H3570 | ||
Blebbistatin | Euromedex | BN0640 | ||
DMSO | סיגמא | D8418 | ||
NH 4 Cl 0.1M | סיגמא | M11209 | ||
תמונה רכישה | ||||
Epifluorescent מיקרוסקופ | ניקון | Eclipse טי | ||
מצלמת CCD | TBC | TBC | ||
ImageJ תוכנה | http://rsbweb.nih.gov/ij/ |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved