Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu makalede, floresan daha düzeltme ve 3D-hücre kültürleri canlı görüntüleme için kullanılabilir kollajen etiketlemek için bir yöntem sunar. Ayrıca 3D ortamlarda kültür hücrelerinin endojen iskelet proteinleri görselleştirmek için optimize edilmiş bir protokol sağlar.
Hücre göçü geleneksel 2 boyutlu yüzeyler çalışılmıştır. Bununla birlikte, daha iyi bir soru olarak fizyolojik süreçlerin boyutluluk benzer daha uygun 3D ortamlar, hücre göçü incelemek için bir ihtiyaç olduğu giderek daha belirgin hale gelmiştir. Göçmen hücreleri ölçüde onlar 2D veya 3D yüzeylerde hareket ediyor olmasına bağlı olarak kendi morfolojisi ve göç modunda farklı olabilir. En standart protokoller, 3D matris içinde gömülü hücrelerin yapısal ve fonksiyonel analiz ile teknik zorluklar ve uyumsuzluklar nedeniyle hala yaygın olmaya devam etmektedir. Bu makalede, tek bir hücre ya da sferoidlerinde hazırlanması ve 3D-kanser hücresi kültürlerinin görüntüleme yöntemleri açıklanır. Kanser hücresi göç için uygun bir ECM substrat olarak, I oda sıcaklığında polimerize ve floresan standart konfokal mikroskop kullanarak vizüalizasyon etiketli nonpepsinized, fare kuyruk kolajeni kullanın. Bu çalışma aynı zamanda bir protoc içerirendojen hücre hücre iskeletinin 3D immunofluorescent etiketleme için ol. Biz moleküler kompozisyon, lokalizasyonu ve 3D hücresel yapıların fonksiyonları daha iyi bir açıklama katkıda bulunmayı umuyoruz bu protokolleri kullanarak.
Hücre göçü alanında yepyeni üçüncü boyut dünyasına braving edilmiştir. Bu en yakından andıran bir fizyolojik ve (3 boyutlu) bu nedenle, üç boyutlu bir ortamda hücre göçü çalışma sezgiseldir. Ancak, teknik sınırlamalar nedeniyle, çoğu cep göç çalışmaları işlenmemiş veya uygun hücre dışı matriks (ECM) proteinleri ile kaplanmış ya, sert iki boyutlu (2D) yüzeyler boyunca hücre hareketi analiz yapılmıştır.
Üç boyutlu kollajen kafesler içinde hücre göçü adanmış ilk çalışmalar 20 yıl 1-3 geçirin. Ancak, son 5 yılda bu göçmen hücreler önemli ölçüde kendi morfolojisi ve yüzey boyutluluk bağlı olarak göç modunda farklı olabilir netlik kazandı. 2D, hücreler yalnızca geniş düz çıkıntılar oluşumu (lamellipodia) ile sonuçlanan, fokal yapışıklıklar kullanarak ventral yüzeyi ile yüzeye temasonların öncü gömülü parmak şeklinde çıkıntılar (filopodia). Bu yapılar, bir araya firar kenarı için hücre ön bağlantı stres lifleri ile, 2 hücre hareketi için önemli olduğuna inanılmaktadır. 3D matrisleri olarak, hücre formasyonu ve bu yapıların birçok fonksiyonel önemi önemli değişikliklere yol açan, ECM ile temas eden tüm hücre yüzeyi ile birlikte, genel olarak daha uzun vardır. Tersine, diğer hücresel özellikleri, ECM yeniden 4 dahil nükleer deformasyon ve yapıları gibi 3D göç alaka, kazanmak.
Bu bilinen morfolojik değişiklikler, hem de ECM ve hücre tipleri, 3 boyutlu matris içinde gömülü hücrelerinin yapısal ve fonksiyonel analizi bağlı olarak değişebilir 5-7 geçiş modları farklılıklara rağmen yine de alışılmadık kalır. Kalın ve yoğun 3D matrisler çalışma teknik, yüksek çözünürlüklü mikroskopi görüntüleme gibi zorluklar, ve en sta uyumsuzluğa taşırndard protokolleri endojen proteinlerin immunofluorescent etiketleme gibi, 2D kültürler için optimize edilmiş. 3D matris kullanımı nispeten yeni bir yaklaşımdır çünkü Ayrıca, araştırmacılar hala yakından farklı doku organların normal stromal mimarisi veya tümör etrafında ECM örgütü olarak in vivo durumlarda, belirli benzemeye en iyi koşulları araştırıyor. Ilgili farklı gruplar tarafından sonuçlarında farklılıklar, örneğin, kanser hücresi göç modları veya fokal yapışıklıklar varlığı, bazı tartışmalara 8 yarattı. Çaba Bir çok yakın zamanda ECM kimyasal yapısı, gözenek boyutu, lif kalınlığı, ve matris sertlik açısından bir uzlaşma ithaf edilmiştir. 3D ECMlerin birçok farklı türde anda hücre türetilmiş matrislerden ticari olarak temin Matrigel pepsinized sığır kollagen I ya da nonpepsinized, fare kuyruk kolajeni I. Bu matrislerden her biri belirli fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir ve gerçek bir ihtiyaç değişen, kullanılante fizyolojik sürecine tercih matris çalışılmaktadır. Buna ek olarak, gözenek boyutu ve lif kalınlığı, pH ve sıcaklık gibi 9,10 polimerizasyon koşulları, bağlıdır. Cam gibi sert yüzeyler, dan ve mesafe bağlama da matris 10,11 elastik özelliklerini değiştirebilirsiniz.
Bu makalede, tek bir hücre ya da sferoidlerinde hazırlanması ve 3D-kanser hücresi kültürlerinin görüntüleme yöntemleri açıklanır. Kanser hücresi parçacıklarının üretilmesi için yöntemler, daha önce Asılı damla yönteminde, 12,13 ve agaroz kaplı plaka yöntemi 14 olan en popüler olanlar tarif edilmiştir. Kanser hücresi göç için uygun bir ECM substrat olarak, oda-sıcaklığında polimerize nonpepsinized, fare kuyruk kolajeni 2 mg / ml 'de kullanılmıştır. Nonpepsinized asitle ekstre kollajen sıçan kuyruk her ikisi de N-ve C-terminal telopeptid, doğal kolajen intermolec sorumlu kollajen molekülü nonhelical bölümleri korurular çapraz ve fibriller istikrar 15. Bununla birlikte, bu, in vivo koşullarda en yakın 10 gözlenen benzer olanlar kollajen ağların oluşmasına izin verir. Sabit ve oturma kültürlerde hem kolajen lifleri, görselleştirme izin vermek için, ayrıntılı bir protokol floresan 5 kullanılarak in vitro 10 kolajen etiketlemek için sağlanmaktadır - (and-6)-carboxytetramethylrhodamine (TAMRA), süksinimidil ester. Bu protokol, Baici ark adapte edilmiştir. Floresein izotiosiyanat çözülebilir kolajen molekülü etiketlemek için kullanılır 16,17. Floresein gibi, TAMRA, örneğin N-terminalinde bulunan serbest amino grubu ve daha da önemlisi, lisinlerin yan amino grubu gibi proteinlerin nonprotonated alifatik amino grupları ile reaksiyona giren bir amino-reaktif bir floresan boya. Lisin amino grubu nonprotonated biçiminde olduğunda Bu reaksiyon, sadece temel bir pH değerinde meydana gelir. TAMRA fazla floresein daha kararlı olmasının yanı sıra,zaman, kendi emisyon spektrumları yararlı GFP etiketli proteinlerin canlı hücre görüntüleme için kombine edilebilir kırmızı / turuncu aralığı (ex / em = 555/518 nm), düşüyor. Amino-reaktif boyalar ile çözülebilir kolajen etiketli moleküller kullanılarak polimerizasyon işlemi ya yoğunluğu, gözenek büyüklüğü ve kollajen matris 10,16,18,19 arasında çapraz bağlanma durumunu etkilemez.
Bu protokol aynı zamanda daha iskeleti veya hücre iskeleti ilişkili protein etiketlemek için optimize edilmiştir endojen protein, 3 boyutlu immunofluorescent etiketleme için bir yöntem içerir. Bu protokolün son odak kollajen matriks gerginlik sert cam lamelleri gelen düşük katkı ile konfokal mikroskopi kullanılarak 3D kültürlerin yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etmek için yöntemler üzerinde.
1. TAMRA-kollajen I Etiketleme
2. Gömülü Tek Hücreler ile 3D TAMRA-kollajen Matrisler
3. Gömülü Hücre sferoidler ile 3D TAMRA-kollajen Matrisler
4. 3D İmmünofloresan Boyama
5. Örnek Görüntüleme
Klasik ya da dönen bir disk konfokal mikroskoplar kullanılabilir. Bir ters sistemi tercihen cam alt görüntülü hücrelerin mesafeyi belirlemek için kullanılmalıdır. Bu iş için kullanılan sistem bir 40X/1.3NA ve 60X/1.4NA yağ daldırma hedefleri (sırasıyla mesafeleri 200 mikron ve 130 mikron, çalışma), bir Fotometrik CoolSnap HQ2 kamera 1392 x 1040 ile donatılmış bir Ters Konfokal İplik Disk olan görüntüleme dizi, 6.45 x 6.45 mikron piksel ve Metamorph görüntüleme yazılımı tarafından kontrol edilir. 405 nm, 491 nm, 561 nm ve 633 nm lazerler genellikle% 30-50 güçte kullanılır, 1 kazanmak ve 2 binningx 2 pozlama süreleri azaltmak. , FITC (hariç 478-495; em 510-555) ve Texas Kırmızı (hariç 560-580,, mikroskop da DAPI (em 450-465 hariç 400-418 nm) için Hg lamba ve filtre küpler ile donatılmıştır em 600 -650) göz parça ile kullanmak için.
TAMRA ile fare kuyruğu kollajen I Etiketleme 3D kollajen ağları kolay hazırlanması ve görselleştirme sağlar. In vivo 10 bulunan olanlarla karşılaştırılabilir organizasyon ile kollajen ağların oluşması ile, oda sıcaklığında sonuçlar yavaş polimerizasyonu.
Burada sferoidler olarak ve tek bir hücre olarak, hem CT26 kanser hücrelerinin hücre iskeletinin immünofloresan boyama için bir protokol mevcut. Daha iyi hücre iskeleti korum...
Protokol floresan bir 561 nm lazer ile donatılmış bir standart konfokal mikroskop kullanarak, kollajen ağ organizasyonu kolay görselleştirme izin için mükemmel bir yöntem sağlar TAMRA kullanarak kollajen etiketlemek için burada açıklanan. Yansıma konfokal mikroskopi ile karşılaştırıldığında, bu tekniğin bir avantajı, 3D matris derinliklerine dosyasını kolajen lifleri yeteneğidir. Liflerin yansıma yoğunluğuna ve kontrast lazer ışığı emme ve saçılma bağlı derinliği ile esas olarak a...
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.
Yazarlar minnetle görüntü Şekil 3 ve PICT Ibisa Görüntüleme Tesisi (Institute Curie) olarak edinme ve işleme için Dr Vasily Gurchenkov (Institut Curie) kabul. In vitro hücre modellerinde Kompleksi - Bu çalışma ANR-09-JCJC0023-01, ARC SFI20111203863 ve PIC 3D tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
TAMRA, SE | Invitrogen | C-1171 | |
Rat tail Collagen High Concentration | BD Biosciences | 354249 | |
Rat tail Collagen | BD Biosciences | 354236 | |
Phalloidin | Sigma | P2141 | |
Taxol (Paxitel) | Sigma | T7402 | |
Mouse anti-alpha Tubulin antibody | Sigma | T9026 | |
Alexa 488 Phalloidin | Invitrogen | A12379 | |
Alexa 633 Goat anti-Mouse antibody | Invitrogen | A21052 | |
DAPI | Invitrogen | D1306 | |
Mounting media | Fisher Scientific | 106 226 89 | |
Dialysis Cassette | Pierce | 66380 | |
Glass bottom dishes | World Precision Instruments | FD35-100 | |
MetaMorph Microscopy Automation & Image Analysis Software | Molecular Devices | ||
Imaris 7.2.3 | Bitplane |
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