Name: cell death associated with abnormal mitosis observed by confocal imaging in live cancer cells
Uploaded: 2013-08-21T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cell Death Associated with Abnormal Mitosis Observed by Confocal Imaging in Live Cancer Cells at JoVE.com

Finanzierungsquellen dieser Forschung: ein gemeinsamer Fonds von der Universität Tel Aviv Technologietransfer Firma, RAMOT und dem Sheba Medical Center-(M. CA und SI.), ICRF - Israeli Cancer Research Foundation (M. CA.) Und Israel Science Foundation ( SI).

1. Cell Culture Vorbereitung MDA-MB-231-Zellen wurden von ATCC (American Type Culture Collection) erworben und in flüssigem Stickstoff gelagert. <ol><li> Seed 10 6 MDA-MB-231 Zellen in 92 mm Durchmesser Petrischale in 10 ml Vollmedium mit Dulbeco Modified Eagle Medium (DMEM), 10% Pferdeserum, 1% L-Glutamin und 1%-Penstrep Amphotericin B. Zellen zulassen bis zu etwa 80-100% Konfluenz vermehren. </li><li> Entfernen Kulturmedium aus Schale und verwerfen. </li><li> Waschen...

<ol>
	<li>Jagtap, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+phananthridine+inhibitors+of+poly(adenosine+5'-diphosphate-ribose)+synthetase:+Potent+cytoprotective+and+antishock+agents.">Novel phananthridine inhibitors of poly(adenosine 5'-diphosphate-ribose) synthetase: Potent cytoprotective and antishock agents.</a> Crit. Care Med. 30, 1071-1082 (2002).</li><li>Castiel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+small+molecule+exclusively+eradicates+human+cancer+cells:+Extra-centrosomes+de-clustering+agent.">A small molecule exclusively eradicates human cancer cells: Extra-centrosomes de-clustering agent.</a> BMC Cancer. 11 (1), 412 (2011).</li><li>Inbar-Rozensal, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+selective+eradication+of+human+nonhereditary+breast+cancer+cells+by+phenanthridine+-derived+polyADP-ribose+polymerase+inhibitors.">A selective eradication of human nonhereditary breast cancer cells by phenanthridine -derived polyADP-ribose polymerase inhibitors.</a> Breast Cancer Res. 11 (6), R78 (2009).</li><li>Gergely, F., Basto, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+centrosomes:+together+they+stand,+divided+they+fall.">Multiple centrosomes: together they stand, divided they fall.</a> Genes Dev. 22, 2291-2296 (2008).</li><li>Godinho, S. A., Kwon, M., Pellman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Centrosomes+and+cancer:+how+cancer+cells+divide+with+too+many+centrosomes.">Centrosomes and cancer: how cancer cells divide with too many centrosomes.</a> Canc. Met. Rev. 28, 85-98 (2009).</li><li>Doxsey, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Re-evaluating+centrosome+function.">Re-evaluating centrosome function.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2, 688-698 (2001).</li><li>Walczak, C. E., Heald, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+mitotic+spindle+assembly+and+function.">Mechanisms of mitotic spindle assembly and function.</a> International Rev. of Cytology. 265, 111-158 (2008).</li><li>Ogden, A., Rida, P. C. G., Aneja, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Let's+huddle+to+prevent+a+muddle:+centrosome+declustering+as+an+attractive+anticancer+strategy.">Let's huddle to prevent a muddle: centrosome declustering as an attractive anticancer strategy.</a> Cell Death Differ. 19, 1255-1267 (2012).</li><li>Kramer, A., Anderhub, S., Maier, B., Schatten, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+and+Consequences+of+centrosomes+clustering+in+cancer+cells.">Mechanisms and Consequences of centrosomes clustering in cancer cells.</a> The Centrosome: Cell and Molecular mechanisms of functions and disfunctions in disease. , 255-277 (2012).</li><li>Galimberti, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaphase+Catastrophe+Is+a+Target+for+Cancer+Therapy.">Anaphase Catastrophe Is a Target for Cancer Therapy.</a> Clin. Cancer Res. 17, 1218-1222 (2011).</li><li>Kanai, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haploinsufficiency+of+poly(ADP-ribose)+polymerase-1-mediated+poly(ADP-ribosyl)ation+for+centrosome+duplication.">Haploinsufficiency of poly(ADP-ribose) polymerase-1-mediated poly(ADP-ribosyl)ation for centrosome duplication.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 359, 426-430 (2007).</li><li>Gartner, E. M., Burger, A. M., Lorusso, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(ADP-ribose)+polymerase+inhibitors:+a+novel+drug+class+with+a+promising+future.">Poly(ADP-ribose) polymerase inhibitors: a novel drug class with a promising future.</a> Cancer J. 16, 83-90 (2010).</li><li>Wahlberg, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Family-wide+chemical+profiling+and+structural+analysis+of+PARP+and+tankyrase+inhibitors.">Family-wide chemical profiling and structural analysis of PARP and tankyrase inhibitors.</a> Nature Biotechnology. 30, 283-288 (2012).</li><li>Rouleau, M., Patel, A., Hendze, M. J., Kaufmann, S. H., Poirier, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PARP+inhibition:+PARP1+and+beyond.">PARP inhibition: PARP1 and beyond.</a> Nature Rev. Cancer. 10, 293-301 (2010).</li><li>Leber, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteins+Required+for+Centrosome+Clustering+in+Cancer+Cells.">Proteins Required for Centrosome Clustering in Cancer Cells.</a> Sci. Transl. Med. 2 (33), 33-38 (2010).</li><li>Kwon, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+to+suppress+multipolar+division+in+cancer+cells+with+extra+centrosomes.">Mechanisms to suppress multipolar division in cancer cells with extra centrosomes.</a> Gene Dev. 22, 2189-2203 (2008).</li></ol>

Live-konfokale Bildgebung bot eine Echtzeit-Dokumentation der zytotoxischen Wirkung der PJ-34 im Live-Multi-zentrosomale Zellen während der Mitose (Abbildung 3 und ergänzende Informationen). Dies war die erste Live-Dokumentation zuschreibt die Zytotoxizität von PJ-34 in menschlichen Krebszellen, um zusätzliche Zentrosome de-Clustering und Zelltod, was darauf hindeutet, Induktion von Mitotic Catastrophe Zelltod durch PJ-34 5-9. Im Gegensatz dazu wurde bi-fokale Clustering von super-Numerar...

Phenanthrene abgeleitet PARP1 Hemmern, einschließlich PJ-34, wurden entwickelt, um ruhende Zellen von Apoptose durch die Energie verbrauchen PARP1 vermittelten DNA-Reparatur unter Stressbedingungen (Schlaganfall oder Myokardinfarkt) 1 induziert schützen. Doch vor kurzem entdeckten wir, dass PJ-34, bei zweimal höhere Konzentration als die induzierende PARP1 Hemmung kann ausschließlich Zelltod verursachen in menschlichen Krebszellen 2,3. Je schneller die Proliferation der Zelle war, desto effizienter ist die Tilgung der Zellen. Die zytotoxische Aktivität von PJ-34 wurde extra Zentrosome de-Clustering in Mitose 2 zugeschrieben. Viele menschliche Krebszellen Hafen multicentrosomes 4,5. Inkubation von menschlichen Brustkrebszellen MDA-MB-231, die überzähligen Centrosomen Hafen, mit 20 uM PJ-34 effizient beseitigt diese Zellen innerhalb 72-96 Stunden ohne Beeinträchtigung ruhenden Zellen oder einige gutartige proliferierende Zellen beherbergen zwei Centrosomen in der Mitose <sup&gt; 2,3. Benigne Zellen enthalten humanen Mamma-Epithelzellen MCF-10, Humane Endothelzellen (HUVEC) und primäre mesenchymale Zellen aus menschlichen Thymus hergestellt. Diese Zellen waren resistent gegen die zytotoxische Aktivität der PJ-34. PJ-34 nicht mit ihren Zellzyklus stören während 96 h Inkubation oder auf ihre Centrosomen und bi-fokale Spindelbildung 2,3. Bipolar Zentrosoms Montage ist entscheidend für bipolare Spindel Bildung in der Mitose 4,5. Daher wurden Zellen mit mehr als zwei Centrosomen eine kaum verstanden molekularen Mechanismus entwickelt, Clustering ihre zusätzliche Zentrosome an zwei Pole 4-9. Ausfall der bipolaren Anordnung ihrer Zentrosome kann multipolare Spindeln und aberrante verzerrten Chromosomen Segregation, dass die Verhaftungen Zellzyklus in der G2 / M Verhaftung und zum Zelltod führt zu mitotischen Ausfall 4,5 zugeschrieben. Die molekularen Mechanismen, die extra Zentrosome de-Clustering werden intensiv untersucht &lt;sup&gt; 10. Das Verständnis dieses Mechanismus Tod ermöglichen exklusive Beseitigung von Krebszellen unter Schonung gesunden Gewebes 5,10. So bieten Verbindungen, die mitotische Katastrophe Zelltod aktivieren einen neuen Modus eines selektiven Krebs-Therapie, die wirksam sein kann in einem breiten Spektrum von humanen soliden cancers.Our Ergebnisse legen nahe, dass konfokale Bildgebung verwendet werden, um Moleküle beeinflussen extra Zentrosome Clustering in identifizieren Mitose 2,3, wodurch diese Verbindungen Krebs Targeting Wirkstoffkandidaten. Wir haben die zytotoxische Aktivität der Phenanthridin PJ-34 durch Abtasten festen und lebenden menschlichen Krebszellen (mit hohem Auftreten der extra-Zentrosome in Mitose) gegenüber normalen Zellen dokumentiert. Eine Schritt-für Schritt-Beschreibung der bildgebenden Verfahren verwendet, um die zytotoxische Aktivität der PJ-34 in menschlichen Krebszellen zu identifizieren sind unten aufgeführt.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS </td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Invitrogen (GIBCO)</td>
			<td>41965</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS (Fetal bovine Serum)</td>
			<td>Invitrogen (GIBCO)</td>
			<td>12657</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen-Strep-Ampho solution</td>
			<td>Biological Industries, Israel</td>
			<td>03-033-1B</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-glutamine</td>
			<td>Invitrogen (GIBCO)</td>
			<td>25030-024</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.25% Tripsin-EDTA</td>
			<td>Invitrogen (GIBCO)</td>
			<td>25200</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>92 mm Petri dishes</td>
			<td>Nunc,Thermo scientific</td>
			<td>150350</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35 mm poly-D-lysine coated glass bottom culture dishes</td>
			<td>MatTek Corporation, USA</td>
			<td>P35GC-0-14-C</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luminescent ATP detection assay kit</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab113849</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NDS (Normal Donkey Serum)</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td>017-000-121</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti &alpha;-tubulin antibody</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T9026</td>
			<td>1:250 dilution (IF)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti &gamma;-tubulin antibody</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T5192</td>
			<td>1:200 dilution (IF)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Goat Anti-Mouse IgG</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A-11017</td>
			<td>1:1,000 dilution (IF)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 568 Donkey Anti-Rabbit IgG</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A-10042</td>
			<td>1:1,000 dilution (IF)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold antifade reagent with DAPI (mounting)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P36935</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JetPEI (liposomal transfection reagent )</td>
			<td>Polyplus</td>
			<td>101-10</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscope</td>
			<td>Leica (Mannheim, Germany)</td>
			<td>TCS SP5II</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cell death associated with abnormal mitosis observed by confocal imaging in live cancer cells

Phenanthrenderivate als potente Inhibitoren PARP1 verhinderte die bi-fokale Clustering überzähliger Centrosomen in multi-zentrosomale menschliche Krebszellen in der Mitose. Die Phenanthridin PJ-34 war die stärkste Molekül. Declustering der extra-Zentrosome verursacht mitotischen Versagen und Zelltod in multi-zentrosomale Zellen. Die meisten soliden menschlichen Krebserkrankungen eine hohe Auftreten von extra Zentrosome. Die Aktivität der PJ-34 wurde in Echtzeit durch konfokale Bildgebung von lebenden menschlichen Brustkrebszellen MDA-MB-231-Zellen mit Vektoren, die für fluoreszierende γ-Tubulin, die sehr häufig in den Centrosomen ist und für Leuchtstofflampen Histone H2B in transfiziert dokumentiert die Chromosomen. Aberrante Chromosom Anordnungen und de-Cluster γ-Tubulin Brennpunkte darstellt Declustered Zentrosome wurden in den transfizierten MDA-MB-231-Zellen nach der Behandlung mit PJ-34 erfasst. Un-Cluster extra Centrosomen in den beiden vorangegangen Spindelpole ihren Zelltod. Diese Ergebnisse verknüpft for das erste Mal, das kürzlich entdeckt exklusiven zytotoxische Aktivität von PJ-34 in menschlichen Krebszellen mit extra Zentrosome de-Clustering in der Mitose und mitotischen Ausfall zum Zelltod führen. Nach den bisherigen Erkenntnissen durch konfokale Bildgebung von fixierten Zellen, PJ-34 ausschließlich ausgerottet Krebszellen mit Multi-Zentrosome ohne Beeinträchtigung normalen Zellen Mitose mit zwei Centrosomen und bi-fokale Spindeln beobachtet. Dieser zytotoxische Aktivität von PJ-34 wurde nicht durch andere potente Inhibitoren PARP1 geteilt, und wurde in PARP1 defizienten MEF beherbergen extracentrosomes beobachtet, was seine Unabhängigkeit von PARP1 Hemmung. Live-konfokale Bildgebung bot ein nützliches Werkzeug für die Identifizierung neuer Moleküle beseitigen Zellen während der Mitose.

PJ-34 ist eine stabile wasserlösliche Phenanthridin 1 (Abbildung 1). Unsere bisherigen Ergebnisse zeigen, Zelltod und extra Centrosomen in verschiedene Arten von festen Multi-zentrosomale Krebszellen, die mit PJ-34 behandelt wurden, de-Cluster. Im Gegensatz dazu wurden normalen proliferierenden Zellen nicht beeinträchtigt 2,3. Zentrosomen wurden durch doppelte Markierung mit Antikörpern gegen centrine1 und γ-Tubulin in den festen extra zentrosomale Zellen 2 gerichtet...

Watch this Scientific Journal Video about Cell Death Associated with Abnormal Mitosis Observed by Confocal Imaging in Live Cancer Cells at JoVE.com

Cell Death Associated with Abnormal Mitosis Observed by Confocal Imaging in Live Cancer Cells

Die zytotoxische Aktivität der Phenanthridin PJ-34 in Krebszellen Mitose wurde in Echtzeit Live-konfokale Bildgebung dokumentiert. PJ-34 ausgerottet menschlichen Brustkrebszellen MDA-MB-231-Zellen, die extra Centrosomen in Mitose. Im Gegensatz zu normalen bifokalen Mitose wurden die extra Zentrosome in den beiden Spindelpole in Gegenwart von PJ-34 gruppiert.

Cell Death mit Abnormal Mitose Assoziierte Beobachtet von konfokalen Imaging im Live Cancer Cells

Phenanthrene derivatives acting as potent PARP1 inhibitors prevented the bi-focal clustering of supernumerary centrosomes in multi-centrosomal human ...

Research

JoVE Journal

Medicine

High-Efficiency Transduction of Liver Cancer Cells by Recombinant Adeno-Associated Virus Serotype 3 Vectors

High-Efficiency Transduktion von Liver Cancer Cells von rekombinanten Adeno-assoziierten Virus Serotyp 3 Vektoren

Recombinant vectors based on a non-pathogenic human parvovirus, the adeno-associated virus 2 (AAV2) have been developed, and are currently in use in a ...

Forschung

Medizin

Ex Vivo Infection of Live Tissue with Oncolytic Viruses

Ex Vivo Infection of Live Tissue with Oncolytic Viruses

Ex-vivo-Infektion von lebendem Gewebe mit onkolytischen Viren

Oncolytic Viruses (OVs) are novel therapeutics that selectively replicate in and kill tumor cells1. Several clinical trials evaluating the effectiveness ...

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Multi-Photonen-Imaging der Tumorzellinvasion in einem orthotopen Mausmodell des oralen Plattenepithelkarzinoms

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Evaluation of Cancer Stem Cell Migration Using Compartmentalizing Microfluidic Devices and Live Cell Imaging

Evaluation of Cancer Stem Cell Migration Mit Abschottung Mikrofluidiksysteme und Live Cell Imaging

In the last 40 years, the United States invested over 200 billion dollars on cancer research, resulting in only a 5% decrease in death rate. A major ...

MAME Models for 4D Live-cell Imaging of Tumor: Microenvironment Interactions that Impact Malignant Progression

MAME Modelle für die 4D-Bildgebung lebender Zellen von Tumor: Mikroumgebung Wechselwirkungen, die Einfluss auf maligne Progression

We have developed 3D coculture models, which we term MAME (mammary architecture and microenvironment engineering), and used them for live-cell imaging in ...

Modeling Colitis-Associated Cancer with Azoxymethane (AOM) and Dextran Sulfate Sodium (DSS)

Modeling Colitis-Associated Cancer with Azoxymethane AOM and Dextran Sulfate Sodium DSS

Modeling Colitis-assoziierten Krebs mit Azoxymethan (AOM) und Dextransulfat Natrium (DSS)

Individuals with inflammatory bowel disease (IBD), such as Crohn's disease (CD) or ulcerative colitis (UC) are at increased risk of developing colorectal ...

Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer

Live-Imaging of Drug Responses in der Tumor-Mikroumgebung in Mausmodellen von Brustkrebs

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional ...

A Multiplexed Luciferase-based Screening Platform for Interrogating Cancer-associated Signal Transduction in Cultured Cells

Ein Multiplex-Luciferase-basierte Screening-Plattform zur Abfrage Krebs-assoziierte Signaltransduktion in kultivierten Zellen

Genome-scale interrogation of gene function using RNA interference (RNAi)  holds tremendous promise for the rapid identification of chemically tractable  ...

Assessing Phagocytic Clearance of Cell Death in Experimental Stroke by Ligatable Fluorescent Probes

Die Beurteilung Phagozytische Clearance von Cell Death in Experimental Stroke ligierbaren von Fluoreszenzsonden

We describe a new histochemical approach for visualization of phagocytic clearance in focal brain ischemia. The approach permits the study of elimination ...

Profiling of Estrogen-regulated MicroRNAs in Breast Cancer Cells

Profiling von Östrogen-regulierte MicroRNAs in Brustkrebszellen

Estrogen plays vital roles in mammary gland development and breast cancer progression. It mediates its function by binding to and activating the estrogen ...