Method Article
Bu ticari olarak temin edilebilen mikro plakalar kullanılarak, üniform bir boyut ve bileşimin kontrollü tümör küremsi (bin yüz binlerce) büyük sayılar üretmek için bir protokol getirmektedir.
Tümör sferoidler giderek üç boyutlu olarak tümör hücrelerinin davranışı için önemli bir in vitro modeli olarak kabul edilmektedir. Daha fizyolojik ilgili geleneksel yapışık sayfalık kültürlere göre, onlar daha doğru karmaşıklığını ve gerçek tümörlerde mevcut etkileşimleri özetlemek. Daha iyi tümör biyolojisi, ya da yeni terapötik maddelerin etkinliğini değerlendirmek için, bu model koşum amacıyla, kontrollü bir şekilde ve önemli sayıda, yeniden üretilebilir sferoidler elde edebilmek için gereklidir.
AggreWell sistem tek bir hücre süspansiyonu santrifüj edilir içine piramit şeklinde bir mikro oyuk, yüksek yoğunluklu bir dizi oluşur. Hücrelerin sayısı, her kuyucuğa altındaki kümeleme, ve söz konusu farklı hücre tiplerinin sayısı ve oranı deneyi tarafından ortaya süspansiyonun özellikleri üzerinde sadece bağlıdır. Böylece, biz keyfi boyut ve kompozisyon tümör küremsiler üretebilirtemel platform teknolojisini değiştirmek gerek dışarı. Bu da kültür yüzey alanının santimetre karesi başına mikro oyuk yüzlerce son derece yüksek üretim seviyeleri, basit, nonlabor-yoğun bir işlem yoluyla elde edilebilir emin olun. Bu nedenle bu protokol tümör sfero alanındaki araştırmacılara geniş yararlı olacağını bekliyoruz.
Tümör hücreleri daha fizyolojik ilgili sistem 1 için geçiş yaparken, geleneksel doku kültürü platformlarda belirlenen terapötik ajanlar etkinliğini kaybedebilir onlar zaman plastik kültüre yapmak daha üç boyutlu kültürlerde farklı davranırlar, delil artan bir vücudu var. Hem kendi temel biyoloji içgörü kazanmak için, bu şartlar altında kanser hücrelerinin davranışlarını incelemek için, ve aynı zamanda kliniğe tarama tesis yeni terapötik ajanlar geçme başarı oranını artırmak için istenmektedir. Uzun bir geçmişi olan biri, faydalı model sistemi tümörü küremsilerden 1,2 olarak bilinen kanser hücrelerinin üç boyutlu kümeler kullanır. İdeal olarak, küremsi oluşturulması için teknikler boyut ve bileşim deneyi tarafından kontrol edilir düzgün küremsi sayıda üretimini izin verebilir. Asılı bırak ve iyi plaka yaklaşır 3,4 bu yeniden bazı yerine getirmek mümküngerekliliklerine göre, verim genellikle sınırlıdır ve parçacıklarının çok sayıda nesil bir emek-yoğun bir görev haline gelir.
Biz son zamanlarda rejeneratif tıp alanında 5 benzer zorlukları çözmek için bir sistem geliştirdik. (Bkz. Şekil 1) yoğun bir şekilde mikron çaplı bir dizi kuyucuk içinde zorunlu toplanmasını istihdam, bu yaklaşım, çok sayıda hücre türleri 6 karışımları yanı sıra çeşitli biyomalzeme 7'nin dahil edilmesi de dahil olmak üzere hücre rasgele sayı, ikinci küremsiler üretilmesini sağlar. Bin ya da daha fazla yüz binlerce - - Küresel şekiller, çok sayıda teşkil edilir ve hemen özü ya da iki (yayınlanmamış gözlem) haftaya kadar en az bir 8 için ortam değişikliği ile oluşturulan edildiği mikro oyuk olarak muhafaza edilebilir. Bu sistem, bu nedenle de effe değerlendirilmesi için çok sayıda üniform ve tekrar tümör küremsiler üretimi için uygunduryeni anti-tümör maddeleri ya da temel biyolojik araştırmaların ctiveness.
NOT: Microwell plakaları istenen sonuçlara bağlı olarak farklı formatlarda mevcuttur. Özellikleri yanı sıra her bir biçimi kullanılmalıdır hücrelerin minimum ve maksimum sayısı için yaklaşık kurallar Tablo 1 'de gösterilmiştir. Daha küçük olan mikro-keskin bir noktaya konik ve küresel cisimler arasında değişkenlik daha küçük boyutlarda daha önemli hale gelir, ancak bu şekilde bir alt boyut sınırı vardır. Az 20, hücrelerin her biri için ortalama küremsi rutin üretimi basit 8'dir. Daha büyük boyutlu mikro tam konik değildir, bu nedenle her bir kuyucuğa birden fazla daha küçük küremsi neden olabilir küçük hücre numaraları parçacıklarının oluşturulması için çalışır. AggreWell 400Ex plakaları kullanılıyorsa yüzey özellikleri nedeniyle bir miktar farklardan ötürü, sürfaktan çözeltisinin (adım 1.2) ile hazırlanması isteğe bağlı değildir.
Bu protokol AggreWell 400 plakalarının kullanılması dayanmaktadır - başka biçimleri için aleyhteUlt Tablo 1. Her çukurdaki yüklenecek hücre sayısı her sfero için kümelenmiş hücrelerin sayısına göre içeren mikro oyuk sayısı çarpılarak belirlenir. Örneğin, her biri 1000 hücrelerinden sferoidler elde etmek için, her bir (1,200 kez küremsiler 1.000 hücreler her biri =) 1.2 x 10 6 hücre ile yüklenmiş olması gerekir. Hücre yoğunluğu, hücreler 0.4 ml 'lik bir hacim içinde yüklenir verilen hesaplanmalıdır. Bu nedenle, her 1000 hücre oluşan küremsiler, örneğin 0.4 ml 1.2 x 10 6 hücre ml için 3 x 10 6 hücre yoğunluğunda çevirir.
1.. Hücreleri Alma hazırlanıyor Mikrodelikler
2. Hücreleri hazırlanıyor
NOT: Hücre hazırlanması ile ilgili bilgiler belirli bir hücre tipi çalışılmaktadır ile biraz değişecektir. Ancak, burada tartışılan hatları, hem insan ve fare embriyonik kök hücreleri (ESC), insan uyarılmış pluripotent kök hücreler (iPSC), fibroblastlar, varsayılan ilk endoderm da dahil olmak üzere hücreleri, geniş bir yelpazesi ile birlikte etkili olması için, bu koşullar gözlemledik ve stromal hücreler. Diğer gruplar mezenkimal kök hücrelerin 9 kondrogenezisi dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için başarıyla bu sistemi istihdam var, pluripotent kök hücreleri 10 nöral öncülerinin standardize nesil, toksikolojik hepatositler 11 ve semenderler 12 omurilik yenilenme değerlendirme analizleri. HT29 hücreleri ile çalışmak için özel protokol burada gösterilir.
3. Sfero Oluşumu
Not: sferoitler hususiyetlerini ancak ilk denemeler hücreler ortam bileşiminin değiştirilmesi sonuçları bir 3-boyutlu bir kültür sistemine geçiş sonuçlarını ayırt etmek için, kültüre edildiği bir ortam kullanılarak gerçekleştirilebilir olmalıdır, orta formülasyonlar çeşitli oluşturulabilir.
NOT: düzensiz hücre dağılımı kanıt görülür ise, levha taşıyıcı üzerinde pivot noktaları için yağlama az miktarda uygulamak gerekli olabilir - yönergeler için santrifüj üreticisine başvurun.
Not: hücreler, mikro oyuk içine santrifüj edildikten sonra, bunlar oldukça dirençli olanplakanın küçük hareketlerinden yıkama dışarı tant. Orta sloshing neden ani hareketler kaçınılmalıdır, ancak mikroskop santrifüj plaka veya kuvöz transferi önemli hücre değiştirmesine neden olmamalıdır.
Farklılaşan anatomik kökeni bir çok tümör hatları küremsi kolaylıkla üretilir ve süspansiyon kültürü içine ekstrakte edilebilir. 3, her koşul altında son derece düzgün bir küremsi nüfusa bu yöntem ile elde edilebilen tutarlı boyut kontrolü, Şekil göstermektedir. LNCaP prostat kanseri hücrelerinin düzensiz sınırları daha az tutarlı Sferoitlere doğurdu ise davranışlarında net arası hat farklar (mümkünse nedenlerle Tartışma bakın, keskin tanımlı sınırları ile yoğun dolu sferoitleri oluşturan HT29 kolon kanseri hücreleri ve TE6 özofagus kanseri hücreleri ile de görülebilir .) Daha tutarlı bir agrega, en güçlü iç kuvvetleri de bile yine de meydana edildiği mikro oyuk olarak daha simetrik bir biçimde, özellikle de daha büyük boyutta LNCaP agregalar, gözle görülür bir kare piramit geometrisi korumak için ise çökmesine neden Mikrodelikler. Giriş hücresi sayıları ve fizik arasındaki ilişki Elde edilen sferoit olması ile nik boyutlu bir dizi değişkene bağlıdır. Hücre başına hacim ve kullanılan hücre sayısının ürün bazında teorik miktarlar da nedeniyle tek hücre süspansiyonu aşamasında hücre kaybına, hem de aşırı derecede küçük agrega kaybı, hücre kaybı azaltılabilir yetersiz komşularının numaraları ve çekirdek sınırlamalar ve nekroz taşımasından dolayı aşırı büyük agrega. Ebat da toplama işlemi sırasında oluşabilecek herhangi bir proliferasyonu ile etkilenecektir. Bu parametreler hücre hattından hücre hattına değişir gibi, özel fiziksel boyutlara küreler, arzu edilir ise tanıtmak hücre doğru sayıda deneysel olarak tespit edilmelidir. Hücre sayısında bir 8-kat artış küremsi çapı olan bir iki katına ile sonuçlanmalıdır - örneğin, birinci yaklaşım olarak, küremsi çapı dahil hücre sayısının küp kökü ile artması beklenmektedir.
"fo: keep-together.within-page =" _content hep ">50665fig2highres.jpg "src =" / files/ftp_upload/50665/50665fig2.jpg "/>
Şekil 2. Sferoitler halinde kümelenmiş hücre montajı. Sferoidler yedi yüz HT29 hücrelerinin her birinden meydana gelmiştir. Hemen sonra santrifüj (A), her bir kuyucuğa gevşek hücreler dibinde toplanır. Kümeler muntazam bu durumda alt sağa doğru ofset unutmayın. Bu küme boyutları dizi boyunca tutarlı kalmasını sağladı kabul edilebilir. Önemli küme boyutu farklılıklar diğer dizinin bir tarafında görülür, adım 3.5 Not bakınız. 24 saat (B) için kuluçkalamadan sonra, hücreler arası yapışma güçleri kümeleri daha sonra ekstre edilebilir tutarlı sferoidler, (C) bir araya getirir ve oluşturmak için yol açmıştır.
r /> Şekil 3,. Mikro plakalarda oluşturulan küremsi. Küremsi oluşmuş yedi yüz (A, C, E) ya da bin beş yüz (B, D, F) HT29 kolon kanseri hücreleri (A, B), LNCaP prostat kanseri hücrelerinin (C, D) veya TE6 yemek borusu kanseri hücreleri (E, F). Daha yoğun şekilde paketlenmiş HT29 ve TE6 hücreler ile karşılaştırıldığında, özellikle de gevşek bir agrega LNCaP - a preparatı içinde küremsiler tutarlılığını ve aynı zamanda hücre hatları arasında değişimini dikkat edin. Ölçek çubuğu 200 mikron temsil eder.
Mikrowell biçimi | |||
AggreWell 400 | AggreWell 40EX | AggreWell 800 | |
Mikrowell genişliği (al;color:#000000;background-color:#ffffff;font-weight:normal;font-style:normal;font-variant:normal;text-decoration:none;vertical-align:baseline;">µm ) | 400 | 400 | 800 |
Cm2 başına Mikrodelikler | 625 | 625 | 156.25 |
Oyuk başına mikro- | 1.200 | 4.700 | 300 |
Kuyucuktan başına en az hücreleri * | N / A | N / A | 2000 |
Kuyucuktan başına maksimum hücre * | 2.000 | 2.000 | 10.000 |
Oyuk başına en az hücre * | N / A | N / A | 6 x 10 5 |
Oyuk başına maksimum hücre * | 2.4 x 10 6 | 9.4 x 10 6 | 3 x 10 6 |
1.1.1 -% 70 etanol hacmi (mi) | 0.5 | 2.0 | 0.5 |
1.2.1 - Durulama çözelti hacmi (ml) | 0.5 | 2.0 | 0.5 |
3.2 - Orta preload hacmi (ml) | 0.4 | 1.6 | 0.4 |
3,5 - Cep yükleme hacmi (ml) | 0.4 | 1.6 | 0.4 |
Bu değer, kullanılan spesifik hücrelerin boyutu ile değişecektir ve ampirik olarak belirlenmelidir * olarak kuyucuğa ortalama hücre sayıları sadece bir tahmindir |
Tablo 1. AggreWell seçenekleri ve protokol modifikasyonlar.
Bu düzgün küremsi çok sayıda farklı kaynaklardan birden fazla hücre çizgilerinden elde edilebilir, böylece bir sistem kurduk. Biz, bu koşullar altında küremsilerin birlikte bir yapışkan hücre hattı karşılaşmaya henüz. Biz daha önce ancak bugüne kadar bu sorunu tümör hatları ile ortaya çıkmadı, anoikis 5,8 eğilimli popülasyonunda hücre kaybını gözlemledik. Sistem, 24-kuyu ve 6-çukurlu formatta, hem de şu anda geliştirilmekte olan mikro-50000 içeren her prototip biyoreaktörlerde mikro oyuk tutarlı davranışı ile, bir yüzey alanına sahip isteğe bağlı olarak ölçeklenebilir.
Asimetri bir endişe olabilir Sferoid olmalıdır, adım 4.8 'de inkübasyon süresi iki ya da üç gün artabilir. Sferoitler hususiyetlerini aynı zamanda, ancak bu durumda başka bir bakım wi temas küremsi gibi, yeterince düşük bir kültür yoğunlukları tutmak için alınması gereken, simetri artırmak için mikro oyuk ekstre sonra bir süre için inkübe edilebilirll genellikle daha büyük yapılar halinde sigorta. Bu nedenle, daha önce bu topaklar birincil sınırlamanın, sfero büyüklüğü olmak üzere, meydana edildiği mikro oyuk içinde kültürleri korumuştur. Bu da büyüme hızı ve başlangıç boyutu 8 hem de bir işlevi olduğunu ve mikro levha içinde uzatılmış kültür planlanan, bu önceden dikkate alınmalıdır. Büyümeyi engellemek için seçenekler, bu meydana gelirse, daha küçük bir küremsi başlayarak veya AggreWell 800 levhanın daha büyük mikro-kullanılarak ya da bulunmaktadır.
Spheroids zamanla tutarlılık artmaya başarısız olursa, bir potansiyel nedeni hücre ölümü olabilir. Özellikle yüksek metabolik olarak aktif hücrelerin daha büyük kümeler halinde, oksijen ve temel besin teslim toplu taşıma sınırlamalar bir nekrotik iç kısım 2 neden olabilir - böyle bir yapışkan olmayan küremsi sadece aşırı hücre ölümü bir sonucu olabilir. Alternatif olarak, mekanik YÖK ölçümlerisferoitlerin sion, belirli bir hücre hattı 13'ün metastaz potansiyeli ile ilişkisi, hücreler arası bağlayıcı güçleri değerlendirmek için kullanılmıştır. Bu belki de bu tür alan oranına yuvarlaklık ve çevre gibi morfometrik parametreleri kullanarak, sfero şekil ve metastatik potansiyeli arasındaki ilişkiyi araştırmak ilginç olurdu.
Küremsiler mekanik ve morfometrik özelliklerini incelemek, ek olarak, mikro sisteminde montaj birden fazla hücre tipleri ve / veya biyomalzeme 6,7 kombinasyonlarından oluşan, karma bileşim küremsi büyük ölçekli üretimine izin verir. Diğer hücre tipleri ile tümör hücrelerinin etkileşimleri bu nedenle, örneğin, fibroblastlar ve endotel hücreleri ile kombinasyon halinde tümör hücrelerinden sferoidler elde etmek için ilgi çekici olabilir, daha yakından 14 in vivo tümörlerin davranış modeli için önemlidir. Çeşitli biyomalzeme Mikropartiküller da dahil edilebilir ve SPH etkileyebilirdoğrudan hücre 7,15 ve ayrıca küremsi 16 içine büyüme faktörleri ve sitokinlerin kontrollü serbest bırakılması için rezervuar olarak ile etkileşimler yoluyla hem eroid özellikleri.
Kısırlık konusunda herhangi bir ilgi vardır Bir önceki deneyin bir parçası olarak, bir kuluçka makinesi içinde bir zaman harcanan bazı oyuklar daha önce kullanılmış olan bir mikro levha ile çalışırken, örneğin oyuklar,% 70 etanol ile sterilize edilebilir su.
Küreler, bir kez oluştuktan sonra, aynı zamanda bir hücre süzgecinden fazla süspansiyon geçirilmesiyle kalıntı adi hücrelerden ayrılabilir. Sferoidler muhafaza olacak ise tek tek hücreler, geçecek. Küremsi kültür boyunca, potansiyel olarak metastatik hücrelerin dökülme şüphesi varsa, bu işlem birkaç defa gerçekleştirmek istenebilecektir - ilk adi hücreleri çıkarmak için, ve daha sonra saflaştırıldı ve izole etmek içinHücrelerin d popülasyonları sferoitler tarafından verilen.
Dr Ungrin bir mucit olarak AggreWell teknolojisinde bir mali çıkarı var.
Bu çalışma Dr Ungrin için yeni bir araştırmacı start-up hibe altında, Calgary Üniversitesi tarafından finanse edildi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
AggreWell 400 plate | StemCell Technologies Inc. | 27845/27945 | |
Rinsing Solution | StemCell Technologies Inc. | 07010 | |
Cell strainer (37 µm) | StemCell Technologies Inc. | 27215 | |
PBS | VWR / LONZA | CA12001-676 | |
Trypsin-Versene (EDTA) | VWR / LONZA | CA12001-660 | |
DMEM | VWR / LONZA | CA12002-212 | |
FBS | VWR / LONZA | CA-95042-112 | |
TrypLE | Invitrogen / Life Technologies | 12605010 | |
Inverted microscope | VWR / Motic | CA19000-610 | |
Allegra X15R centrifuge with carriers for standard well plates | VWR / Beckman | CABKA99465, CABK369704, CABK392806 | |
Laminar flow biosafety cabinet | ESBE / Baker | BKR-SG603AHEUVSP |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır