Name: longitudinal morphological and physiological monitoring of three-dimensional tumor spheroids using optical coherence tomography
Uploaded: 2019-02-09T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal Morphological and Physiological Monitoring of Three-dimensional Tumor Spheroids Using Optical Coherence Tomography at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af NSF tilskud IDBR (DBI-1455613), PFI:AIR-TT (IIP-1640707), NIH tilskud R21EY026380, R15EB019704 og R01EB025209 og Lehigh University start fond.

1. forberedelse af celler
<ol><li>Få cellelinjer fra en kvalificeret leverandør. Bemærk: Verificer, at celler fra cellelinjer interesse kan danne klumpformet i kultur medier eller ved hjælp af et substrat (basalmembranen matrix som Matrigel). Undersøge litteraturen9 eller udføre en runde af en pre eksperiment for en check.</li>
	<li>Optø frosne celler efter den særlige procedure cellelinie leverandøren. En generel procedure kan findes andetsteds43.</li>
	<li>K...

Tumor aktivitet er særdeles relevante for dens morfologisk struktur. Lig overvågning karakteristiske vækstkurven for 2D cellekulturer, tracking vækstkurven for 3D tumor spheroids er også en konventionel tilgang til at karakterisere den langsigtede klumpformet vækst opførsel for forskellige cellelinjer. Især kan vi karakterisere drug svar ved at analysere tumor nedbrydning eller tumor genvækst direkte afspejles i vækstkurven. Derfor, kvantitativ vurdering af 3D tumor spheroids, herunder størrelse og volumen, at...

Kræft er den næststørste årsag til dødsfald i verden1. Udvikle lægemidler rettet mod kræft er af afgørende betydning for patienter. Dog er det anslås at mere end 90% af nye anti-cancer medicin ikke i udviklingsfasen på grund af manglende effektivitet og uventede toksicitet i kliniske forsøg2. En del af grunden kan henføres til brugen af simple todimensionale (2D) celle kultur modeller for sammensatte screening, som giver resultater med begrænset prædiktive værdier af sammensatte effekt og toksicitet for de følgende faser af drug discovery2 , 3 , 4. seneste, tre-dimensionelle (3D) tumor klumpformet modeller har udviklet for at give klinisk relevante fysiologiske og farmakologiske data for anti-cancer drug discovery3,4,5 ,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25. Da disse spheroids kan efterligne væv-specifikke egenskaber af tumorer i vivo, som næringsstoffer og ilt kan gradient, hypoksiske kerne samt drug modstand19, brugen af disse modeller potentielt forkorte drug discovery tidslinjer, reducere udgifterne til investeringer, og bringe nye lægemidler til patienter mere effektivt. En kritisk tilgang til evaluering af sammensatte effekten i 3D tumor klumpformet udvikling er at overvåge klumpformet vækst og fornyet under behandlinger9,26. For at gøre dette, er kvantitative beskrivelser af tumor morfologi, dens diameter og mængde med høj opløsning billeddiagnostiske modaliteter, bydende nødvendigt.
Konventionelle billeddiagnostiske modaliteter, som lyse-felt, fase kontrast7,9,22,24og Fluorescens mikroskopi8,9,16, 18,22 kan give en måling af den sfæroide diameter, men kan ikke løse den overordnede struktur af klumpformet i 3D-rum. Mange faktorer bidrager til disse begrænsninger, herunder udbredelsen af den dybdeborende lys i klumpformet; Diffusion af de fluorescerende farvestoffer i klumpformet; udsender fluorescerende signaler fra spændte fluorescerende farvestoffer inde eller på den modsatte overflade af klumpformet på grund af stærk absorption og spredning; og dybde-resolvability af disse imaging modaliteter. Dette fører ofte til en unøjagtig volumen måling. Udvikling af nekrotisk kernen i spheroids efterligner nekrose i i vivo tumorer6,10,15,19,25. Denne patologiske funktion er usandsynligt gengivet i 2D celle kulturer19,25,27,28. Med en klumpformet størrelse større end 500 µm i diameter, en tre-lags koncentriske struktur, kan herunder et ydre lag af celler, et midterste lag af inaktiv celler og et nekrotisk kerne, observeres i klumpformet6,10 ,15,19,25, på grund af mangel på ilt og næringsstoffer. Levende og døde celle fluorescens imaging er standardmetoden til at mærke grænsen for de nekrotiske kerne. Dog igen, hindrer gennemføringer af både disse fluorescerende farvestoffer og synligt lys potentiale at sonde ind i nekrotisk kernen til at overvåge udviklingen i dens aktuelle form.
En alternativ 3D imaging modalitet, er optisk kohærens tomografi (OCT) indført for at karakterisere tumor spheroids. OCT er en biomedicinsk billedbehandling teknik, der er i stand til at erhverve etiket-fri, ikke-destruktiv 3D data fra op til 1-2 mm dybder i biologisk væv29,30,31,32,33 ,34. OLT anvender lav-sammenhæng interferometri at opdage back-spredt signaler fra forskellige dybder af prøven og giver rekonstruerede dybde-løst billeder på mikro-niveau rumlige resolutioner i sideretningen og lodret retning. OCT har været udbredt i oftalmologi35,36,37 og angiografi38,39. Tidligere undersøgelser har brugt OCT at observere morfologi af in vitro- tumor spheroids i basalmembranen matrix (f.eks.Matrigel) og evaluere deres svar til Fotodynamisk terapi40,41. For nylig, etableret vores gruppe en høj overførselshastighed OCT imaging platform til systematisk overvågning og kvantificere vækst kinetik af 3D tumor spheroids i multi godt plader42. Præcise volumetriske kvantificering af 3D tumor spheroids ved hjælp af en voxel tælle tilgang og etiket-fri nekrotisk væv påvisning i spheroids baseret på iboende optiske svækkelseskarakteristika kontrast blev demonstreret. Dette papir beskriver detaljerne i hvordan OCT imaging platform blev bygget og ansat til at opnå høj opløsning 3D billeder af tumor spheroids. De trinvise kvantitative analyser af vækst kinetik af 3D tumor spheroids, herunder præcise målinger af klumpformet diameter og mængder, er beskrevet. Også, metoden for ikke-destruktiv påvisning af nekrotisk væv områder ved hjælp af OLT, baseret på de iboende optiske svækkelseskarakteristika kontrast er præsenteret.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Custom Spectral Domain OCT imaging system</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Developed in our lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superluminescent Diode (SLD)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SLD1325</td>
			<td>light source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2&#215;2 single mode fused fiber coupler, 50:50 splitting ratio</td>
			<td>AC Photonics</td>
			<td>WP13500202B201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reference Arm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens Tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimating Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC080-020-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Focusing Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kinematic Mirror Mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1D Translational Stage</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Continuous neutral density filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pedestrial Post</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamping Fork</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample Arm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens Tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimating Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC080-020-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Galvanometer</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Relay Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC254-100-C</td>
			<td>two Relay lens to make a telescope setup</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triangle Mirror Mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective</td>
			<td>Mitutoyo</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pedestrial Post</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamping Fork</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarization Controller</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30mm Cage Mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cage Rod</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D motorized translation stage</td>
			<td>Beijing Mao Feng Optoelectronics Technology Co., Ltd.</td>
			<td>JTH360XY</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2D Tilting Stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotation Stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate Holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3D printed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens Tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimating Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC080-020-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grating</td>
			<td>Wasatch</td>
			<td></td>
			<td>G = 1145 lpmm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F-theta Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>FTH-1064-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>InGaAs Line-scan Camera</td>
			<td>Sensor Unlimited</td>
			<td>SU1024-LDH2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Component</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCT 116 Cell line</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-247</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Flask</td>
			<td>SPL Life Sciences</td>
			<td>70025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>14388100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips</td>
			<td>Sorenson Bioscience</td>
			<td>10340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gibco GlutaMax DMEM</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10569044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum, certified, US origin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>16000044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotic-Antimycotic (100X)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15240062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning 96-well Clear Round Bottom Ultra-Low Attachment Microplate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>7007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gibco PBS, pH 7.4</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10010023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gibco Trypsin-EDTA (0.5%)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15400054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forma Series II 3110 Water-Jacketed CO2 Incubators</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>3120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gloves</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89428-750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer pipets</td>
			<td>Globe Scientific</td>
			<td>138080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5702 R</td>
			<td>To centrifuge the 15 mL tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>NUAIRE</td>
			<td>AWEL CF 48-R</td>
			<td>To centrifuge the 96-well plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histology &#38; IHC</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital slide scanner</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Aperio AT2</td>
			<td>Obtain high-resolution histological images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histology Service</td>
			<td>Histowiz</td>
			<td></td>
			<td>Request service for histological and immunohistological staining of tumor spheroid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>List of Commerical OCTs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD-OCT system</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>Telesto Series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD-OCT system</td>
			<td>Wasatch Photonics</td>
			<td>WP OCT 1300 nm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for Data Analyses</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic Image Analysis</td>
			<td>NIH</td>
			<td>ImageJ</td>
			<td>Fiji also works.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Rendering</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Amira</td>
			<td>Commercial software. Option 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Rendering</td>
			<td>Bitplane</td>
			<td>Imaris</td>
			<td>Commercial software. Option 2. Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCT acquisition software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom developed in C++.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stage Control</td>
			<td>Beijing Mao Feng Optoelectronics Technology Co., Ltd.</td>
			<td>MRC_3</td>
			<td>Incorporated into the custom OCT acquisition code</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCT processing software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom developed in C++. Utilize GPU. Incorporated into the custom OCT acquisition code.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Morphological and Physiological Analysis</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom developed in MATLAB</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

longitudinal morphological and physiological monitoring of three-dimensional tumor spheroids using optical coherence tomography

Tumor spheroids er blevet udviklet som en tre-dimensionelle (3D) celle kultur model i kræft forskning og anti-cancer drug discovery. Men i øjeblikket, høj overførselshastighed imaging modaliteter udnytte lyse felt eller fluorescens detektion, er afskåret fra løse den samlede 3D-struktur af tumor klumpformet på grund af begrænset lys penetration, diffusion af fluorescerende farvestoffer og dybde-resolvability. For nylig, viste vores lab brugen af optisk kohærens tomografi (OCT), en etiket-fri og ikke-destruktiv 3D imaging modalitet for at udføre langsgående karakterisering af flercellede tumor spheroids i en 96-brønd plade. OCT var i stand til at opnå 3D morfologiske og fysiologiske oplysninger af tumor spheroids vokser op til ca. 600 µm i højden. I denne artikel viser vi en høj overførselshastighed OCT (HT-OCT) billedbehandlingssystem, der scanner hele multi godt pladen og henter 3D OCT data af tumor spheroids automatisk. Vi beskrive detaljerne i HT-okt system og byggeri retningslinjer i protokollen. Fra 3D OCT data, man kan visualisere den overordnede struktur af sfæroide med 3D afsmeltet og ortogonale skiver, karakteriserer den langsgående vækstkurve af tumor klumpformet baseret på de morfologiske oplysninger for størrelse og mængde, og overvåge vækst af regionerne døde celler i tumor klumpformet baseret på optiske iboende dæmpning kontrast. Vi viser, at HT-OLT kan bruges som en høj overførselshastighed imaging modalitet for stof screening samt kendetegner biofabricated prøver.

Høj overførselshastighed optisk kohærens tomografi billeddannelse af Spheroids i en 96-brønd plade
Figur 3 udstiller resultatet af HT-okt scanning af en 96-brønd plade med HCT 116 tumor spheroids på dag 3. Den sekventielle scanning af hele pladen starter fra bunden-ret godt (H12). Figur 3B viser flowdiagram af software gennemførelsen af ordningen for HT-okt. Efter ?...

Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal Morphological and Physiological Monitoring of Three-dimensional Tumor Spheroids Using Optical Coherence Tomography at JoVE.com

Longitudinal Morphological and Physiological Monitoring of Three-dimensional Tumor Spheroids Using Optical Coherence Tomography

Optisk kohærens tomografi (OCT), en tre-dimensionel tænkelig teknologi, blev brugt til at overvåge og karakterisere vækst kinetik af flercellede tumor spheroids. Præcise volumetriske kvantificering af tumor spheroids ved hjælp af en voxel tælle tilgang og etiket-fri dødt væv påvisning i spheroids baseret på iboende optiske svækkelseskarakteristika kontrast, blev demonstreret.

Langsgående morfologiske og fysiologiske overvågning af tre-dimensionelle Tumor Spheroids bruge optisk kohærens tomografi

Tumor spheroids have been developed as a three-dimensional (3D) cell culture model in cancer research and anti-cancer drug discovery. However, currently, ...

Tre-dimensionelle tumor sfæroider kan efterligne væv-specifikke egenskaber af tumorer in vivo, giver mere klinisk relevante data for anti-cancer stof opdagelse end simpel 2D-celle kultur. Vores billedteknik, optisk kohærens tomografi, kan nemt visualisere 3D-strukturen af en enkelt tumorsverner, med en størrelse på flere hundrede mikron, og give mere præcis karakterisering af sin morfologi og job angreb, ofte inden for et par sekunder. Ved hjælp af 3D sfæriske model kan vi potentielt forkorte lægemiddelopdagelse tidslinjen, reducere omkostningerne og bringe ny medicin til patienter mere effektivt.Danner den sfæriske form af tumor klynge er et kritisk skridt i vores eksperiment. Det er vigtigt at vælge den rigtige ultra-lav fastgørelse plade med den runde bund, og den korrekte centrifugering hastighed efter celle såning. Start dette eksperiment ved at dyrke celler af interessant i en kulturkolbe som beskrevet i manuskriptet.Vedligehold cellerne i en kuvøse under standardbetingelser, og overvåg deres helbredstilstand hver dag. Opdater mediet efter behov. For at udføre 3D-cellekultur i flerblæste plader skal du først fjerne mediet fra cellekulturkolben og vaske cellerne med steriliseret, 33 grader Celsius forvarmt PBS.Derefter tilsættes en milliliter Trypsin-EDTA for at resuspendre cellerne og inkubere i tre minutter ved 37 grader Celsius. Tilsæt tre milliliter kulturmedium for at fortynde Trypsin. Denne cellesuspension overføres til et centrifugerør på 15 milliliter og centrifugeres ved 500 G og stuetemperatur i fem minutter.Fjern derefter supernatanten og opsvar cellepellet igen med fire milliliter forvarmt kulturmedium. For at bestemme cellekoncentration, hypat en dråbe prøve på et hæmocytometer, og tælle cellerne. Fortyndes til den ønskede såningskoncentration.Seed 200 mikroliter af celle suspension i hver brønd af en ultra-lav vedhæftet fil, rund-bund multi-brønd plade, ved en koncentration på 3, 000 celler pr milliliter, at opnå omkring 600 celler per brønd. Umiddelbart efter såning, centrifuge hele pladen ved den laveste hastighed til rådighed, ved stuetemperatur, i syv minutter. Placer pladen i inkubatoren ved 37 grader Celsius og 5% CO2, og sørg for at opdatere mediet hver tredje dag.Først konstruere reference arm og prøve arm af OLT-systemet, efter skemaer i dette manuskript. Derefter konstruere spektrometeret, herunder en kilometer, en klassificering, en F-Theta linse og en linje scanning kamera. Brug en pladeadapter til at holde multi-well pladen i en fast position.Før billeddannelse, korrigere vippe og rotation af multi-godt plade ved hjælp af en 2D vippe fase, og en rotation fase monteret på overgangen fase for at minimere variation af brændplanet fra forskellige brønde. Juster derefter rotationen for at sikre, at pladens kanter er parallelle med scenebevægelsens retning, så brøndene forbliver på samme vandrette positioner i OLT-billederne. Juster derefter vippestadiet for at sikre, at pladen er parallel med det optiske bord, så brøndene forbliver på de samme lodrette steder for billeddannelsen.På dagen for tumor sfæroider billeddannelse, fjerne multi-godt plade fra inkubatoren. Den overføres under OCT-billedbehandlingssystemet, og anstÃ¦rk den på pladeadapteren. Hvis du vil justere pladens højde, skal du flytte den langs Z-retningen i oversættelsesfasen.I den brugerdefinerede billedbehandlingssoftware skal du indstille et ønsket OKT-scanningsområde til at dække hele tumorens sfæroide, afhængigt af dens udviklingsstadier, og klik på gem parametre for at gemme indstillingen. Så viser de optimerede XZ og YZ OCT previews af tumor sfæroider. Erhverve 3D OCT billeder af tumor sfæroider én efter én for alle brønde af pladen, der indeholder sfæroider.Hvis du vil have vist eksempelbilledet, skal du klikke på eksempelknappen. Og for at erhverve OCT billede, skal du klikke på indløse-knappen. Registrere den overordnede fase flytte processen for OLT dataindsamling.For at sikre den optimale billedkvalitet for alle tumor sfæroider, pladen adapter skal indstilles præcist og median volumen skal være den samme. Brug en brugerdefineret C + behandling kode til at behandle 3D OCT datasæt af tumor sfæroider til at generere OCT strukturelle billeder. Brug 2D OCT billeder i tre tværsnits-, XY-, XZ- og YZ-fly på tværs af spheroidens centroid til at generere collagen af sfæriske billeder.For at opnå 3D-gengivelse af spheroid ved hjælp af en ønsket software, skal du først indlæse SD OCT-data i softwaren. Klik på overgå-panelet, tilføj derefter ny diskenhed, og vælg den blandingstilstand, der skal bruges til 3D-gengivelse. Hvis du vil justere betragtningsvinklen, skal du bruge musemarkøren til at trække billedet og fortsætte med kvantificering som beskrevet i manuskriptet.En collage af uanfægtede OCT billeder af HCT116 celle linje sfæroider blev genereret fra de behandlede data, med resultater sammenlignes med billeder fra andre 2D high-throughput billedsystemer. Endvidere blev collagen af 2D tværsnits sfæriske billeder fra 96 brønde genereret for at overvåge sfæroide højder og visualisere sfæroid inhomogenitet i lodret retning. En collage af 3D-afsmeltet sfæroide billeder kan genereres fra enhver foruddefineret vinkel for at visualisere den samlede 3D-form og evaluere spheroidens rundhed.Efter generel OCT efterbehandling, 3D OCT strukturelle billeder af en tumor sfæroide er opnået. Fra OCT data, en 3D overflade post og XZ, YZ, og XY ortogonale skiver blev genereret for at visualisere strukturen af tumor sfæroid i alle retninger. Langsgående overvågning af en enkelt tumor sfæroid blev udført for at karakterisere dens diameter, højde, og voxel-baserede volumen, genererer vækstkurver i størrelse og volumen i løbet af 21-dages udvikling.Her blev sfæroiden forstyrret på dag 11 og kollapsede helt på dag 21. Langsgående sporing viste stigningen i døde celleområder i tumor sfæroid. 3D-afsmeltet billeder af tumor sfæroid viste udseende og vækst af døde celleregioner fra dag syv til dag 14, som det fremgår af stigningen i røde fremhævede nekrotiske områder.Som procentdelen af de nekrotiske områder steg, tumor sfæroid kunne ikke opretholde sin perfekte form, og dermed kollapsede. Med denne billeddannelse platform kan vi yderligere udforske andre komplekse tumor sfære modeller, såsom 3D-billeddannelse model, store væsen model og co-kultur modeller til bedre at simulere in vivo tumorer. Vores high-throughput OCT imaging system kan give en alternativ tilgang til narkotika screening i kræft stof opdagelse.Dette er også noget, der er karakteriseret, 3D biofabrikerede prøver til forskellige biomedicinske applikationer.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Generation of High-Throughput Three-Dimensional Tumor Spheroids for Drug Screening

Generation af høj overførselshastighed tredimensionale Tumor Spheroids for narkotika-Screening

Cancer cells have routinely been cultured in two dimensions (2D) on a plastic surface. This technique, however, lacks the true environment a tumor mass is ...

A Three-dimensional Thymic Culture System to Generate Murine Induced Pluripotent Stem Cell-derived Tumor Antigen-specific Thymic Emigrants

En tredimensionel Thymisk kultur system til at generere murine induceret pluripotente stamcelle-afledte tumor antigen-specifikke Thymisk emigranter

The inheritance of pre-rearranged T cell receptors (TCRs) and their epigenetic rejuvenation make induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived T cells a ...

Three-Dimensional Bone Extracellular Matrix Model for Osteosarcoma

Tre-dimensionelle knogle ekstracellulære Matrix Model for osteosarkom

Osteosarcoma (OS) is the most common and a highly aggressive primary bone tumor. It is characterized with anatomic and histologic variations along with ...

Fully Human Tumor-based Matrix in Three-dimensional Spheroid Invasion Assay

Fuldt humant tumor-baserede matrix i tredimensionale Spheroid invasion assay

Two-dimensional cell culture-based assays are commonly used in in vitro cancer research. However, they lack several basic elements that form the tumor ...

Establishment and Characterization of Small Bowel Neuroendocrine Tumor Spheroids

Etablering og karakterisering af små tarm neuroendokrine tumor Sfæroider

Small bowel neuroendocrine tumors (SBNETs) are rare cancers originating from enterochromaffin cells of the gut. Research in this field has been limited ...

A Three-dimensional Model of Spheroids to Study Colon Cancer Stem Cells

En tre-dimensionel model af sfæroider til undersøgelse tyktarmskræft stamceller

Colorectal cancers are characterized by heterogeneity and a hierarchical organization comprising a population of cancer stem cells (CSCs) responsible for ...

Three-Dimensional In Vitro Biomimetic Model of Neuroblastoma Using Collagen-Based Scaffolds

Three-Dimensional In Vitro Biomimetic Model of Neuroblastoma Using Collagen-Based Scaffolds

Tredimensionel in vitro biomimetisk model af neuroblastom ved hjælp af kollagenbaserede stilladser

Neuroblastoma is the most common extracranial solid tumor in children, accounting for 15% of overall pediatric cancer deaths. The native tumor tissue is a ...

A Three-Dimensional Spheroid Model to Investigate the Tumor-Stromal Interaction in Hepatocellular Carcinoma

En tredimensionel spheroid model til at undersøge tumor-stromal interaktion i hepatocellulær karcinom

The aggressiveness and lack of well-tolerated and widely effective treatments for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), the predominant form of liver ...

Maintaining Human Glioblastoma Cellular Diversity Ex vivo using Three-Dimensional Organoid Culture

Maintaining Human Glioblastoma Cellular Diversity Ex vivo using Three-Dimensional Organoid Culture

Opretholdelse af menneskelig glioblastom cellulær mangfoldighed Ex vivo ved hjælp af tredimensionel organoidkultur

Glioblastoma (GBM) is the most commonly occurring primary malignant brain cancer with an extremely poor prognosis. Intra-tumoral cellular and molecular ...

Combining Reflectance Confocal Microscopy with Optical Coherence Tomography for Noninvasive Diagnosis of Skin Cancers via Image Acquisition

Kombination af reflektans konfokal mikroskopi med optisk kohærenstomografi til ikke-invasiv diagnose af hudkræft via billedoptagelse

Skin cancer is one of the most common cancers worldwide. Diagnosis relies on visual inspection and dermoscopy followed by biopsy for histopathological ...