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

यह काम NSF ग्रांट्स IDBR (DBI-१४५५६१३), PFI: एयर-टीटी (आईआईपी-१६४०७०७), NIH पलाश R21EY026380, R15EB019704 और R01EB025209, और Lehigh यूनिवर्सिटी स्टार्टअप फंड द्वारा सपोर्ट किया गया ।

1. कोशिकाओं की तैयारी
<ol><li>एक योग्य आपूर्तिकर्ता से सेल लाइनों प्राप्त करें । नोट: सत्यापित करें कि कक्ष पंक्तियों से ब्याज की सेल संस्कृति मीडिया में या एक सब्सट्रेट (Matrigel की तरह तहखाने झिल्ली मैट्रिक्?...

ट्यूमर गतिविधि अपने रूपात्मक संरचना के लिए अत्यधिक प्रासंगिक है । 2d सेल संस्कृतियों के लिए विशेषता वृद्धि वक्र निगरानी के लिए इसी तरह, 3 डी ट्यूमर spheroids के लिए विकास वक्र ट्रैकिंग भी एक पारंपरिक दृष्टिको...

कैंसर दुनिया में मौत का दूसरा प्रमुख कारण है1. कैंसर लक्ष्यीकरण दवाओं के विकास के रोगियों के लिए महत्वपूर्ण महत्व का है । हालांकि, यह अनुमान है कि नए विरोधी कैंसर दवाओं की अधिक से अधिक ९०% विकास के चरण में विफल क्योंकि नैदानिक परीक्षण में प्रभावकारिता और अप्रत्याशित विषाक्तता की कमी2. कारण का हिस्सा यौगिक स्क्रीनिंग के लिए सरल दो आयामी (2d) सेल संस्कृति मॉडल के उपयोग के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है, जो दवा डिस्कवरी2 के निंनलिखित चरणों के लिए यौगिक प्रभावकारिता और विषाक्तता के सीमित पूर्वानुमानित मूल्यों के साथ परिणाम प्रदान , 3 , 4. हाल ही में, तीन आयामी (3 डी) ट्यूमर अंडाकार आकृति मॉडल विरोधी कैंसर दवा डिस्कवरी3,4,5 के लिए नैदानिक प्रासंगिक शारीरिक और औषधीय डेटा प्रदान करने के लिए विकसित किया गया है ,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25. चूंकि इन spheroids के ऊतकों में ट्यूमर के विशिष्ट गुणों की नकल कर सकते है vivo, जैसे पोषक तत्व और ऑक्सीजन ढाल, hypoxic कोर के रूप में के रूप में अच्छी तरह से दवा प्रतिरोध19, इन मॉडलों के उपयोग के संभावित रूप से कम कर सकते है दवा डिस्कवरी समयरेखा, निवेश की लागत को कम करने, और रोगियों को और अधिक प्रभावी ढंग से नई दवाएं ले आओ । 3 डी ट्यूमर अंडाकार आकृति विकास में यौगिक प्रभावकारिता का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण दृष्टिकोण9,26उपचार के तहत अंडाकार आकृति वृद्धि और पुनरावृत्ति की निगरानी करने के लिए है । ऐसा करने के लिए, मात्रात्मक characterizations ट्यूमर आकृति विज्ञान, इसके व्यास और मात्रा को शामिल, उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग मोडल के साथ, आवश्यक हैं ।
इस तरह के उज्ज्वल के रूप में पारंपरिक इमेजिंग रूपरेखा, क्षेत्र, चरण कंट्रास्ट7,9,22,24, और प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी8,9,16, 18,22 अंडाकार आकृति के व्यास का माप प्रदान कर सकते हैं, लेकिन 3 डी अंतरिक्ष में अंडाकार आकृति की समग्र संरचना को हल नहीं कर सकता । कई कारकों अंडाकार आकृति में जांच प्रकाश के प्रवेश सहित इन सीमाओं के लिए योगदान; अंडाकार आकृति में फ्लोरोसेंट रंगों का प्रसार; अंदर या मजबूत अवशोषण और तितर बितर करने के लिए कारण अंडाकार आकृति के विपरीत सतह पर उत्तेजित फ्लोरोसेंट रंजक से फ्लोरोसेंट संकेतों उत्सर्जित; और इन इमेजिंग मोडलों की गहराई-संपति । यह अक्सर एक गलत मात्रा माप की ओर जाता है । spheroids में गल कोर के विकास में vivo ट्यूमर6,10,15,19,25में परिगलन नकल करते हैं । इस रोग की सुविधा की संभावना नहीं 2d सेल संस्कृतियों19,25,27,28में reproduced है । व्यास में ५०० µm से बड़ा एक अंडाकार आकृति आकार के साथ, proliferating कोशिकाओं की बाहरी परत, quiescent कोशिकाओं की एक मध्यम परत, और एक गल कोर सहित एक तीन परत गाढ़ा संरचना, अंडाकार आकृति6,10 में मनाया जा सकता है ,15,19,25, ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की कमी के कारण । लाइव और डेड सेल प्रतिदीप्ति इमेजिंग, गल कोर की सीमा को लेबल करने के लिए मानक दृष्टिकोण है । हालांकि, फिर से, दोनों इन फ्लोरोसेंट रंजक और दृश्यमान प्रकाश के पेनेट्रेशन को अपने वास्तविक आकार में अपने विकास की निगरानी के लिए गल कोर में जांच करने की क्षमता में बाधा ।
एक वैकल्पिक 3 डी इमेजिंग रूपरेखा, ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (अक्टूबर) के लिए ट्यूमर spheroids विशेषताएं शुरू की है । अक्टूबर एक जैव चिकित्सा इमेजिंग तकनीक है कि लेबल से मुक्त, गैर विनाशकारी 3 डी डेटा प्राप्त करने में सक्षम है जैविक ऊतकों में 1-2 mm गहराई तक29,30,31,३२,३३ ,३४. OCT कम जुटना interferometry को रोजगार के नमूने के विभिंन गहराई से वापस बिखरे संकेतों का पता लगाने और दोनों पार्श्व और ऊर्ध्वाधर दिशाओं में माइक्रोन स्तर के स्थानिक प्रस्तावों पर गहराई से हल छवियों को खंगाला प्रदान करता है । OCT व्यापक रूप से नेत्र विज्ञान३५,३६,३७ और एंजियोग्राफी३८,३९में अपनाया गया है । पिछले अध्ययन में इन विट्रो ट्यूमर spheroids में तहखाने झिल्ली मैट्रिक्स के आकृति विज्ञान का पालन करने के लिए OCT का उपयोग किया है (जैसे, Matrigel) और photodynamic थेरेपी के लिए उनकी प्रतिक्रियाओं का मूल्यांकन४०,४१. हाल ही में, हमारे समूह एक उच्च प्रवाह OCT इमेजिंग मंच की स्थापना के लिए व्यवस्थित निगरानी और बहु में 3 डी ट्यूमर spheroids के विकास कैनेटीक्स मात्रा ठीक४२प्लेटें । 3 डी ट्यूमर spheroids का सटीक volumetric ठहराव आंतरिक ऑप्टिकल क्षीणन विपरीत पर आधारित spheroids में एक voxel गिनती दृष्टिकोण और लेबल-नि: शुल्क गल ऊतक का पता लगाने का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया । यह कागज कैसे अक्टूबर इमेजिंग मंच का निर्माण किया गया था और उच्च संकल्प ट्यूमर spheroids के 3 डी छवियों को प्राप्त करने के लिए कार्यरत का ब्यौरा वर्णन करता है । अंडाकार आकृति व्यास और वॉल्यूंस की सटीक माप सहित 3डी ट्यूमर spheroids के ग्रोथ कैनेटीक्स के स्टेप-बाय-स्टेप मात्रात्मक विश्लेषणों का वर्णन किया गया है । इसके अलावा, गैर-विनाशकारी का पता लगाने की विधि अक्टूबर का उपयोग करते हुए ऊतक क्षेत्रों, आंतरिक ऑप्टिकल क्षीणन कंट्रास्ट के आधार पर प्रस्तुत किया गया है ।

<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

ट्यूमर spheroids एक तीन आयामी (3 डी) कैंसर अनुसंधान और विरोधी कैंसर दवा खोज में सेल संस्कृति मॉडल के रूप में विकसित किया गया है । हालांकि, वर्तमान में, उच्च प्रवाह इमेजिंग मोडलें उज्ज्वल क्षेत्र या प्रतिदीप्ति डिटेक्शन का उपयोग, सीमित प्रकाश प्रवेश के कारण ट्यूमर अंडाकार आकृति के समग्र 3d संरचना को हल करने में असमर्थ हैं, फ्लोरोसेंट रंगों का प्रसार और गहराई-संपति । हाल ही में, हमारी प्रयोगशाला ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (OCT), एक लेबल मुक्त और गैर विनाशकारी 3 डी इमेजिंग रूपरेखा, एक ९६-अच्छी तरह से थाली में कोशिकीय ट्यूमर spheroids के अनुदैर्ध्य लक्षण वर्णन प्रदर्शन के उपयोग का प्रदर्शन किया । OCT 3d रूपात्मक और ट्यूमर की शारीरिक जानकारी प्राप्त करने में सक्षम था spheroids ऊंचाई में लगभग ६०० µm तक बढ़ रहा है । इस अनुच्छेद में, हम एक उच्च प्रवाह oct (एचटी-अक्टूबर) इमेजिंग प्रणाली है कि पूरी बहु अच्छी तरह से प्लेट स्कैन और 3 डी ट्यूमर spheroids के अक्टूबर डेटा स्वचालित रूप से प्राप्त करता है प्रदर्शन । हम प्रोटोकॉल में एचटी-OCT प्रणाली और निर्माण दिशानिर्देशों के विवरण का वर्णन करते हैं । 3 डी अक्टूबर डेटा से, एक 3 डी गाया और ओर्थोगोनल स्लाइस के साथ अंडाकार आकृति की समग्र संरचना कल्पना कर सकते हैं, आकार और मात्रा की रूपात्मक जानकारी के आधार पर ट्यूमर अंडाकार आकृति के अनुदैर्ध्य वृद्धि वक्र विशेषताएं, और के विकास की निगरानी मृत-ट्यूमर अंडाकार आकृति में सेल क्षेत्रों ऑप्टिकल आंतरिक क्षीणन कंट्रास्ट के आधार पर । हम बताते है कि एचटी-अक्टूबर एक उच्च प्रवाह के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है इमेजिंग दवा स्क्रीनिंग के लिए साधन के रूप में अच्छी तरह के रूप में निस्र्पक पूर्वनिर्मित नमूने ।

एक ९६-अच्छी तरह से प्लेट में Spheroids के उच्च प्रवाह ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी इमेजिंग
चित्रा 3 2 दिन पर HCT ११६ ट्यूमर spheroids के साथ एक ९६-अच्छी तरह से प्लेट की एचटी-OCT स?...

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

ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (OCT), एक तीन आयामी इमेजिंग प्रौद्योगिकी, पर नजर रखने और कोशिकीय ट्यूमर spheroids के विकास कैनेटीक्स विशेषताएं इस्तेमाल किया गया था । ट्यूमर spheroids का सटीक volumetric ठहराव एक voxel गिनती दृष्टिकोण का उपयोग कर, और spheroids में लेबल से मुक्त मृत ऊतक का पता लगाने आंतरिक ऑप्टिकल क्षीणन कंट्रास्ट के आधार पर, प्रदर्शन किया गया ।

अनुदैर्ध्य रूपात्मक और तीन आयामी ट्यूमर की शारीरिक निगरानी Spheroids ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी का उपयोग

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

त्रि-आयामी ट्यूमर गोलाकार वीवो में ट्यूमर के ऊतक-विशिष्ट गुणों की नकल कर सकते हैं, सरल 2D सेल संस्कृति की तुलना में कैंसर रोधी दवा खोज के लिए अधिक चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक डेटा प्रदान करते हैं। हमारी इमेजिंग तकनीक, ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी, आसानी से कई सौ माइक्रोन के आकार के साथ एक ट्यूमर नसों की 3 डी संरचना की कल्पना कर सकते हैं, और अक्सर कुछ सेकंड के भीतर, अपनी आकृति विज्ञान और नौकरी के उपद्रव का अधिक सटीक लक्षण वर्णन प्रदान करते हैं। 3 डी गोलाकार मॉडल का उपयोग करके हम संभावित रूप से दवा खोज समयरेखा को छोटा कर सकते हैं, लागत को कम कर सकते हैं और रोगियों को नई दवा अधिक प्रभावी ढंग से ला सकते हैं।ट्यूमर क्लस्टर के गोलाकार आकार बनाने हमारे प्रयोग में एक महत्वपूर्ण कदम है । गोल नीचे के साथ सही अल्ट्रा-कम अटैचमेंट प्लेट और सेल सीडिंग के बाद उचित अपकेंद्रित्र गति का चयन करना महत्वपूर्ण है। पांडुलिपि में वर्णित संस्कृति फ्लास्क में दिलचस्प कोशिकाओं को बढ़ाकर इस प्रयोग की शुरुआत करें।मानक स्थितियों के तहत एक इनक्यूबेटर में कोशिकाओं को बनाए रखें, और हर दिन उनके स्वास्थ्य की स्थिति की निगरानी करें। जरूरत के हिसाब से मीडिया को रिफ्रेश करें। बहु-अच्छी प्लेटों में 3 डी सेल संस्कृति प्रदर्शन करने के लिए, पहले सेल कल्चर फ्लास्क से माध्यम को हटा दें, और कोशिकाओं को निष्फल, 33 डिग्री सेल्सियस पूर्व-गर्म पीबीएस के साथ धोएं।फिर कोशिकाओं को फिर से खर्च करने और ३७ डिग्री सेल्सियस पर तीन मिनट के लिए इनक्यूबेट करने के लिए ट्रिप्सिन-ईडीटीए का एक मिलीलीटर जोड़ें । ट्राइप्सिन को पतला करने के लिए संस्कृति माध्यम के तीन मिलीलीटर जोड़ें। इस सेल निलंबन को 15 मिलीलीटर सेंट्रलाइज ट्यूब में स्थानांतरित करें, और पांच मिनट के लिए 500G और कमरे के तापमान पर अपकेंद्रित्र करें।फिर सुपरनेट को हटा दें और सेल पेलेट को प्री-गर्म संस्कृति माध्यम के चार मिलीलीटर के साथ फिर से रीसस्ट करें। सेल एकाग्रता निर्धारित करने के लिए, एक हीमोसाइटोमीटर पर नमूने की एक बूंद को हाइप करें, और कोशिकाओं की गिनती करें। वांछित सीडिंग एकाग्रता को पतला करें।बीज 200 सेल निलंबन के माइक्रोलीटर एक अल्ट्रा-कम अटैचमेंट, राउंड-बॉटम मल्टी-वेल प्लेट के प्रत्येक कुएं में, प्रति मिलीलीटर 3, 000 कोशिकाओं की एकाग्रता पर, प्रति अच्छी तरह से लगभग 600 कोशिकाओं को प्राप्त करने के लिए। सीडिंग के तुरंत बाद, सात मिनट के लिए कमरे के तापमान पर, उपलब्ध सबसे कम गति पर पूरी प्लेट को अपकेंद्रित्र करें। थाली को इनक्यूबेटर में ३७ डिग्री सेल्सियस और 5% Co2 पर रखें, जिससे हर तीन दिन में माध्यम को ताज़ा करना सुनिश्चित हो ।सबसे पहले, इस पांडुलिपि में योजनाबद्ध तरीके का पालन करते हुए, अक्टूबर प्रणाली के संदर्भ शाखा और नमूना हाथ का निर्माण करें। इसके बाद स्पेक्ट्रोमीटर का निर्माण करें, जिसमें एक किलोमीटर, ग्रेडिंग, एफ-थेटा लेंस और एक लाइन स्कैन कैमरा शामिल है । एक निश्चित स्थिति में बहु अच्छी तरह से थाली पकड़ करने के लिए एक प्लेट एडाप्टर का प्रयोग करें।इमेजिंग से पहले, 2डी झुकाव चरण का उपयोग करके मल्टी-वेल प्लेट के झुकाव और रोटेशन को सही करें, और विभिन्न कुओं से फोकल विमान की भिन्नता को कम करने के लिए संक्रमण चरण पर एक रोटेशन चरण शुरू किया गया। फिर यह सुनिश्चित करने के लिए रोटेशन को समायोजित करें कि प्लेट के किनारों चरण आंदोलन की दिशा के समानांतर हैं, ताकि कुएं OCT छवियों में एक ही क्षैतिज स्थिति में रहें। फिर यह सुनिश्चित करने के लिए झुकाव चरण को समायोजित करें कि प्लेट ऑप्टिकल टेबल के समानांतर है, ताकि कुएं इमेजिंग के लिए एक ही ऊर्ध्वाधर स्थानों पर रहें।ट्यूमर स्फेरॉइड इमेजिंग के दिन, इनक्यूबेटर से मल्टी-वेल प्लेट को हटा दें। इसे ऑक्टूबर इमेजिंग सिस्टम के तहत ट्रांसफर करें, और इसे प्लेट एडाप्टर पर रखें। प्लेट की ऊंचाई को समायोजित करने के लिए, इसे अनुवाद चरण की जेड दिशा के साथ ले जाएं।कस्टम इमेजिंग सॉफ्टवेयर में, अपने विकास के चरणों के आधार पर पूरे ट्यूमर स्पेरोइड को कवर करने के लिए एक वांछित अक्टूबर स्कैनिंग रेंज सेट करें, और सेटिंग को बचाने के लिए पैरामीटर बचाने पर क्लिक करें। फिर ट्यूमर स्पेरोइड के अनुकूलित XZ और YZ OCT पूर्वावलोकन दिखाएं। स्पेरोइड युक्त प्लेट के सभी कुओं के लिए ट्यूमर स्फेरॉइड की 3डी OCT छवियों को प्राप्त करें।पूर्वावलोकन छवि देखने के लिए, पूर्वावलोकन बटन पर क्लिक करें। और OCT छवि प्राप्त करने के लिए, अधिग्रहण बटन पर क्लिक करें। अक्टूबर डेटा अधिग्रहण की समग्र चरण चलती प्रक्रिया को रिकॉर्ड करें।सभी ट्यूमर स्फेरॉइड के लिए इष्टतम छवि गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, प्लेट एडाप्टर को सही ढंग से ट्यून करने की आवश्यकता है और औसत मात्रा समान होने की आवश्यकता है। OCT संरचनात्मक छवियों को उत्पन्न करने के लिए ट्यूमर स्पेरोइड के 3डी OCT डेटा सेट को संसाधित करने के लिए कस्टम सी + प्रोसेसिंग कोड का उपयोग करें। स्फेरॉइड छवियों का कोलाज उत्पन्न करने के लिए स्फेरॉइड के केंद्रीकरण में तीन क्रॉस-सेक्शनल, XY, XZ और वाईजेड विमानों में 2D OCT छवियों का उपयोग करें।वांछित सॉफ्टवेयर का उपयोग करके स्फेरॉइड के 3डी रेंडरिंग प्राप्त करने के लिए, सबसे पहले एसडी OCT डेटा को सॉफ्टवेयर में लोड करें। पार पैनल पर क्लिक करें, फिर नई मात्रा जोड़ें, और 3D प्रतिपादन के लिए उपयोग करने के लिए ब्लेंड मोड चुनें। देखने के कोण को समायोजित करने के लिए, छवि को खींचने और पांडुलिपि में वर्णित मात्राकरण के साथ आगे बढ़ने के लिए माउस पॉइंटर का उपयोग करें।एचसीटी 116 सेल लाइन स्पेरोइड्स की अफाज़ेड ऑक्ट छवियों का एक कोलाज प्रसंस्कृत डेटा से उत्पन्न किया गया था, जिसमें अन्य 2डी उच्च-थ्रूपुट इमेजिंग सिस्टम की छवियों के साथ तुलनीय परिणाम थे। इसके अलावा, 96 कुओं से 2डी क्रॉस-सेक्शनल स्पेरोइड छवियों का कोलाज स्पेरोइड ऊंचाइयों की निगरानी करने के लिए उत्पन्न किया गया था, और ऊर्ध्वाधर दिशा में गोलाकार इनोमोजेनिटी की कल्पना करता था। समग्र 3 डी आकार की कल्पना करने और गोलाकार की गोलाई का मूल्यांकन करने के लिए किसी भी पूर्व-परिभाषित कोण से 3 डी-प्रदान की गई स्पेरोइड छवियों का एक कोलाज उत्पन्न किया जा सकता है।सामान्य OCT पोस्ट-प्रोसेसिंग के बाद, ट्यूमर स्फेरॉइड की 3डी अक्टूबर संरचनात्मक छवियां प्राप्त की गई हैं। OCT डेटा से, किसी भी दिशा में ट्यूमर स्फेरोइड की संरचना की कल्पना करने के लिए एक 3 डी सतह पोस्ट और एक्सजेड, वाईजेड और एक्सवाई ऑर्थोगोनल स्लाइस उत्पन्न किए गए थे। एक ट्यूमर स्पेरोइड की देशांतर निगरानी 21 दिन के विकास के दौरान आकार और मात्रा में वृद्धि घटता पैदा करने, इसके व्यास, ऊंचाई, और स्वर आधारित मात्रा की विशेषता के लिए किया गया था ।यहां, स्फेरॉइड 11 दिन में बाधित हो गया, और 21 दिन पूरी तरह से ढह गया । अनुदैर्ध्य ट्रैकिंग ट्यूमर गोलाकार में मृत कोशिका क्षेत्रों की वृद्धि से पता चला । ट्यूमर स्फेरॉइड की 3डी-प्रदान की गई छवियों ने सात दिन से 14 दिन तक मृत कोशिका क्षेत्रों की उपस्थिति और वृद्धि को दिखाया, जैसा कि लाल हाइलाइट किए गए परिगलित परिगलित क्षेत्रों की वृद्धि से दिखाया गया है।जैसे-जैसे परिगलित क्षेत्रों का प्रतिशत बढ़ता गया, ट्यूमर स्पेरोइड अपने सही आकार को बनाए नहीं रख सका, और इसलिए ढह गया। इस इमेजिंग प्लेटफॉर्म के साथ हम वीवो ट्यूमर में बेहतर अनुकरण करने के लिए 3 डी इमेजिंग मॉडल, विशाल प्राणी मॉडल और सह-संस्कृति मॉडल जैसे अन्य जटिल ट्यूमर क्षेत्र मॉडल का पता लगा सकते हैं। हमारे उच्च थ्रूपुट अक्टूबर इमेजिंग प्रणाली कैंसर दवा की खोज में दवा स्क्रीनिंग के लिए एक परिवर्तनकारी दृष्टिकोण प्रदान कर सकते हैं ।यह भी कुछ विशेषता है, विभिन्न जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए 3 डी बायोफैब्रिकेटेड नमूने।

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

दवा स्क्रीनिंग के लिए उच्च प्रवाह तीन आयामी ट्यूमर Spheroids की पीढ़ी

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

एक तीन आयामी Thymic संस्कृति प्रणाली Murine प्रेरित Pluripotent स्टेम सेल व्युत्पन्न ट्यूमर Antigen-विशिष्ट थाइमिक उत्प्रवासियों उत्पन्न करने के लिए

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

अस्थिसार्कोमा के लिए तीन आयामी अस्थि कोशिकाबद्ध मैट्रिक्स मॉडल

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

पूरी तरह से मानव ट्यूमर आधारित मैट्रिक्स में तीन आयामी Spheroid आक्रमण परख

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

स्थापना और छोटे आंत्र neuroendocrine ट्यूमर Spheroids की विशेषता

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

पेट के कैंसर स्टेम सेल का अध्ययन करने के लिए स्फेरॉइड का एक त्रि-आयामी मॉडल

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

कोलेजन-आधारित मचानों का उपयोग करके न्यूरोब्लास्टोमा का त्रि-आयामी इन विट्रो बायोमिमेटिक मॉडल

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

हेपेटोसेलुलर कार्सिनोमा में ट्यूमर-स्ट्रोमल इंटरैक्शन की जांच करने के लिए एक त्रि-आयामी गोलाकार मॉडल

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

त्रि-आयामी ऑर्गेनोइड संस्कृति का उपयोग करके मानव ग्लियोब्लास्टोमा सेलुलर विविधता पूर्व विवो को बनाए रखना

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

छवि अधिग्रहण के माध्यम से त्वचा कैंसर के गैर-आक्रामक निदान के लिए ऑप्टिकल समेकन टोमोग्राफी के साथ परावर्तनीयता कॉन्फोकल माइक्रोस्कोपी का संयोजन

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