Name: quantifying the brain metastatic tumor micro-environment using an organ-on-a chip 3d model, machine learning, and confocal tomography
Uploaded: 2020-08-16T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantifying the Brain Metastatic Tumor Micro-Environment using an Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning, and Confocal Tomography at JoVE.com

نشكر مختبر شتيغ، في المعهد الوطني للسرطان على التبرع السخي من خلايا MDA-MB-231-BR-GFP. تم إجراء المجهر Confocal في جامعة ميشيغان معهد Biointerfaces (BI). تم إجراء عملية استئصال cytometry التدفق في جامعة ميشيغان تدفق Cytometry الأساسية. تم إنشاء ناقلات الفيروسية من قبل جامعة ميشيغان النواة الناقلة. كما نشكر كيلي كيدويل على التوجيه في التحليل الإحصائي لهذه البيانات.
التمويل:
تم دعم C.R.O. جزئيًا من قبل زمالة التدريب المعاهد القومية للصحة T-32 (T32CA009676) و 1R21CA245597-01. تم دعم T.M.W. جزئيًا من قبل 1R21CA245597-01 والمركز الوطني للنهوض بالعلوم الانتقالية في المعاهد الوطنية للصحة تحت رقم الجائزة UL1TR002240. تم توفير التمويل للمواد وتوصيف من قبل المعهد الوطني للسرطان التابع للمعاهد الوطنية للصحة تحت رقم الجائزة 1R21CA245597-01، P30CA046592، 5T32CA009676-23، CA196018، AI116482، مؤسسة ميتافيور، ومؤسسة أبحاث سرطان الثدي. المحتوى هو مسؤولية المؤلفين فقط ولا يمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة

1. إعداد الدم الدماغ حاجز المتخصصة العفن
ملاحظة: جهاز زراعة المستخدمة في هذه المنصة هو سقالة تستند PDMS التي نبني على حاجز الدم الخلوية على مكانة الدماغ. وهي مصنوعة من جزأين مفصولة بغشاء مسامي. لإعداد حاجز الدم المتخصصة في الدماغ اثنين من القوالب SU-8 التي تم إجراؤها باستخدام الت?...

<ol>
	<li>Rastogi, K., 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=Palliation+of+Brain+Metastases:+Analysis+of+Prognostic+Factors+Affecting+Overall+Survival.">Palliation of Brain Metastases: Analysis of Prognostic Factors Affecting Overall Survival.</a> Indian Journal of Palliative Care. 24 (3), 308-312 (2018).</li><li>Wang, R., 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=The+Clinicopathological+features+and+survival+outcomes+of+patients+with+different+metastatic+sites+in+stage+IV+breast+cancer.">The Clinicopathological features and survival outcomes of patients with different metastatic sites in stage IV breast cancer.</a> BMC Cancer. 19 (1), 1091 (2019).</li><li>Valster, 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=Cell+migration+and+invasion+assays.">Cell migration and invasion assays.</a> Methods. 37 (2), 208-215 (2005).</li><li>Eccles, S. A., Box, C., Court, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+migration/invasion+assays+and+their+application+in+cancer+drug+discovery.">Cell migration/invasion assays and their application in cancer drug discovery.</a> Biotechnology Annual Review. 11, 391-421 (2005).</li><li>Brekhman, V., Neufeld, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+asymmetric+3D+in-vitro+assay+for+the+study+of+tumor+cell+invasion.">A novel asymmetric 3D in-vitro assay for the study of tumor cell invasion.</a> BMC Cancer. 9, 415 (2009).</li><li>Chen, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Boyden+chamber+assay.">Boyden chamber assay.</a> Methods in Molecular Biology. 294, 15-22 (2005).</li><li>Poissonnier, A., Legembre, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Boyden+Chamber+Assay+to+Study+of+Cell+Migration+Induced+by+Metalloprotease+Cleaved-CD95L.">Boyden Chamber Assay to Study of Cell Migration Induced by Metalloprotease Cleaved-CD95L.</a> Methods in Molecular Biology. 1557, 117-123 (2017).</li><li>Li, X., Yang, H., Huang, H., Zhu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CELLCOUNTER:+novel+open-source+software+for+counting+cell+migration+and+invasion+in+vitro.">CELLCOUNTER: novel open-source software for counting cell migration and invasion in vitro.</a> BioMed Research International. 2014, 863564 (2014).</li><li>Little, A. C., 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=IL-4/IL-13+Stimulated+Macrophages+Enhance+Breast+Cancer+Invasion+Via+Rho-GTPase+Regulation+of+Synergistic+VEGF/CCL-18+Signaling.">IL-4/IL-13 Stimulated Macrophages Enhance Breast Cancer Invasion Via Rho-GTPase Regulation of Synergistic VEGF/CCL-18 Signaling.</a> Frontiers in Oncology. 9, 456 (2019).</li><li>Allen, S. G., 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=Macrophages+Enhance+Migration+in+Inflammatory+Breast+Cancer+Cells+via+RhoC+GTPase+Signaling.">Macrophages Enhance Migration in Inflammatory Breast Cancer Cells via RhoC GTPase Signaling.</a> Scientific Reports. 6, 39190 (2016).</li><li>Bhatia, S. N., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+organs-on-chips.">Microfluidic organs-on-chips.</a> Nature Biotechnology. 32 (8), 760-772 (2014).</li><li>Huh, 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=Reconstituting+organ-level+lung+functions+on+a+chip.">Reconstituting organ-level lung functions on a chip.</a> Science. 328 (5986), 1662-1668 (2010).</li><li>Chen, Y. C., 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=Single-cell+Migration+Chip+for+Chemotaxis-based+Microfluidic+Selection+of+Heterogeneous+Cell+Populations.">Single-cell Migration Chip for Chemotaxis-based Microfluidic Selection of Heterogeneous Cell Populations.</a> Scientific Reports. 5, 9980 (2015).</li><li>Choi, Y. 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=Cancer-associated+fibroblast+promote+transmigration+through+endothelial+brain+cells+in+three-dimensional+in+vitro+models.">Cancer-associated fibroblast promote transmigration through endothelial brain cells in three-dimensional in vitro models.</a> International Journal of Cancer. 135 (9), 2024-2033 (2014).</li><li>Takeshita, Y., 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=An+in+vitro+blood-brain+barrier+model+combining+shear+stress+and+endothelial+cell/astrocyte+co-culture.">An in vitro blood-brain barrier model combining shear stress and endothelial cell/astrocyte co-culture.</a> Journal of Neuroscience Methods. 232, 165-172 (2014).</li><li>Kienast, Y., 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=Real-time+imaging+reveals+the+single+steps+of+brain+metastasis+formation.">Real-time imaging reveals the single steps of brain metastasis formation.</a> Nature Medicine. 16 (1), 116-122 (2010).</li><li>Schroeder, W., Martin, K., Lorenson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Visualization Toolkit. 4th edn. , (2006).</li><li>Wells, W. M., Grimson, W. L., Kikinis, R., Jolesz, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+segmentation+of+MRI+data.">Adaptive segmentation of MRI data.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 15 (4), 429-442 (1996).</li><li>Agarwal, S. K., Singh, S., Ghuman, S. S., Sharma, S., Lahiri, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiological+assessment+of+the+Indian+children+with+congenital+sensorineural+hearing+loss.">Radiological assessment of the Indian children with congenital sensorineural hearing loss.</a> International Journal of Otolaryngology. 2014, 808759 (2014).</li><li>Mansfield, P., Maudsley, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medical+imaging+by+NMR.">Medical imaging by NMR.</a> The British Journal of Radiology. 50 (591), 188-194 (1977).</li><li>Plewes, D. B., Kucharczyk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physics+of+MRI:+a+primer.">Physics of MRI: a primer.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 35 (5), 1038-1054 (2012).</li><li>Batteux, C., Haidar, M. A., Bonnet, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-Printed+Models+for+Surgical+Planning+in+Complex+Congenital+Heart+Diseases:+A+Systematic+Review.">3D-Printed Models for Surgical Planning in Complex Congenital Heart Diseases: A Systematic Review.</a> Frontiers in Pediatrics. 7, 23 (2019).</li><li>Thibault, 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=MRI+for+surgical+planning+in+patients+with+breast+cancer+who+undergo+preoperative+chemotherapy.">MRI for surgical planning in patients with breast cancer who undergo preoperative chemotherapy.</a> American Journal of Roentgenology. 183 (4), 1159-1168 (2004).</li><li>Oliver, C. R., 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+platform+for+artificial+intelligence+based+identification+of+the+extravasation+potential+of+cancer+cells+into+the+brain+metastatic+niche.">A platform for artificial intelligence based identification of the extravasation potential of cancer cells into the brain metastatic niche.</a> Lab on a Chip. 19 (7), 1162-1173 (2019).</li><li>Gril, 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=Reactive+astrocytic+S1P3+signaling+modulates+the+blood-tumor+barrier+in+brain+metastases.">Reactive astrocytic S1P3 signaling modulates the blood-tumor barrier in brain metastases.</a> Nature Communications. 9 (1), 2705 (2018).</li><li>Badilescu, S., Packirisamy, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> BioMEMS: Science And Engineering Perspectives. , (2011).</li><li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Foundations of MEMS. 2nd edn. , (2012).</li><li>Booth, R., Kim, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+microfluidic+in+vitro+model+of+the+blood-brain+barrier+(muBBB).">Characterization of a microfluidic in vitro model of the blood-brain barrier (muBBB).</a> Lab on a Chip. 12 (10), 1784-1792 (2012).</li><li>Lockman, P. R., 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=Heterogeneous+blood-tumor+barrier+permeability+determines+drug+efficacy+in+experimental+brain+metastases+of+breast+cancer.">Heterogeneous blood-tumor barrier permeability determines drug efficacy in experimental brain metastases of breast cancer.</a> Clinical Cancer Research. 16 (23), 5664-5678 (2010).</li><li>Ryan Oliver, C., W, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Con-tom:+A+Jupyter+Notebook+for+Analyzing+the+tumor+micro-environment+in+confocal+images.">Con-tom: A Jupyter Notebook for Analyzing the tumor micro-environment in confocal images.</a> Zenodo. , (2020).</li><li>Lorensen, W. E., Johnson, C., Kasik, D., Whitton, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=History+of+the+Marching+Cubes+Algorithm.">History of the Marching Cubes Algorithm.</a> IEEE Computer Graphics and Applications. 40 (2), 8-15 (2020).</li><li>Kleinbaum, D. G., Kupper, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Applied regression analysis and other multivariable methods. , (1978).</li><li>Berg, M. d. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Computational geometry : algorithms and applications, 2nd rev. edn. , (2000).</li><li>Esch, M. B., Post, D. J., Shuler, M. L., Stokol, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+in+vitro+endothelial+linings+grown+within+microfluidic+channels.">Characterization of in vitro endothelial linings grown within microfluidic channels.</a> Tissue Engineering Part A. 17 (23-24), 2965-2971 (2011).</li><li>Brinkley, B. R., 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=Variations+in+cell+form+and+cytoskeleton+in+human+breast+carcinoma+cells+in+vitro.">Variations in cell form and cytoskeleton in human breast carcinoma cells in vitro.</a> Cancer Research. 40 (9), 3118-3129 (1980).</li><li>Eigenmann, D. 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=Comparative+study+of+four+immortalized+human+brain+capillary+endothelial+cell+lines,+hCMEC/D3,+hBMEC,+TY10,+and+BB19,+and+optimization+of+culture+conditions,+for+an+in+vitro+blood-brain+barrier+model+for+drug+permeability+studies.">Comparative study of four immortalized human brain capillary endothelial cell lines, hCMEC/D3, hBMEC, TY10, and BB19, and optimization of culture conditions, for an in vitro blood-brain barrier model for drug permeability studies.</a> Fluids and Barriers of the Central Nervous System. 10 (1), 33 (2013).</li><li>Griep, L. 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=BBB+on+chip:+microfluidic+platform+to+mechanically+and+biochemically+modulate+blood-brain+barrier+function.">BBB on chip: microfluidic platform to mechanically and biochemically modulate blood-brain barrier function.</a> Biomedical Microdevices. 15 (1), 145-150 (2013).</li><li>Weksler, B., Romero, I. A., Couraud, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hCMEC/D3+cell+line+as+a+model+of+the+human+blood+brain+barrier.">The hCMEC/D3 cell line as a model of the human blood brain barrier.</a> Fluids and Barriers of the Central Nervous System. 10 (1), 16 (2013).</li><li>Dello Russo, C., 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=The+human+microglial+HMC3+cell+line:+where+do+we+stand?+A+systematic+literature+review.">The human microglial HMC3 cell line: where do we stand? A systematic literature review.</a> Journal of Neuroinflammation. 15 (1), 259 (2018).</li><li>Dun, M. 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=Proteotranscriptomic+Profiling+of+231-BR+Breast+Cancer+Cells:+Identification+of+Potential+Biomarkers+and+Therapeutic+Targets+for+Brain+Metastasis.">Proteotranscriptomic Profiling of 231-BR Breast Cancer Cells: Identification of Potential Biomarkers and Therapeutic Targets for Brain Metastasis.</a> Molecular &amp; Cellular Proteomics. 14 (9), 2316-2330 (2015).</li><li>Xing, 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=Reactive+astrocytes+promote+the+metastatic+growth+of+breast+cancer+stem-like+cells+by+activating+Notch+signalling+in+brain.">Reactive astrocytes promote the metastatic growth of breast cancer stem-like cells by activating Notch signalling in brain.</a> EMBO Molecular Medicine. 5 (3), 384-396 (2013).</li><li>Zhang, B., Radisic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ-on-a-chip+devices+advance+to+market.">Organ-on-a-chip devices advance to market.</a> Lab on a Chip. 17 (14), 2395-2420 (2017).</li></ol>

لقد طورنا وقدمنا طريقة جديدة تكيّف الأدوات التي تستخدم في كثير من الأحيان في تحليلات التصوير السريري لقياس البذخ وهجرة الخلايا السرطانية من خلال حاجز البطانية في أنسجة الدماغ. ونحن نثير هذا النهج يمكن أن تكون مفيدة لكل من قياسات في المختبرات والمحنتين. لقد أظهرنا استخدامه على نظام microfluidic...

الانبثاث الدماغية هي الآفات السرطانية الأكثر فتكا; 10-30٪ من جميع السرطانات تنتشر إلى الدماغ، مع بقاء متوسط فقط ~ 5-20 أشهر، اعتمادا على نوع السرطان1،2. والسؤال الرئيسي الذي يطرح نفسه عند دراسة الانبثاث السرطان هو كيف هجرة المستنسخات الفرعية من بيئة فكية من مجرى الدم إلى جهاز مثل الدماغ3،4. وقد أدى هذا السؤال إلى العديد من الاختلافات من الهجرة والغزو، والجرايس البذخ. كل هذه الأساليب حصة الخطوة الحاسمة من عد أو قياس خصائص الخلايا التي تنتقل من موقع إلى آخر استجابة للحافز. معظم الهجرات المتاحة بسهولة تستخدم لدراسة هجرة ثنائية الأبعاد للخلايا السرطانية. وقد أوضحت هذه الثروة من المعرفة؛ ومع ذلك ، فإنها لا تُلخي الطبيعة ثلاثية الأبعاد لنظام vivo الذي يمكن أن توفره طرق أخرى5. لذلك ، من الضروري دراسة البيئة الدقيقة للورم (TME) في الأنظمة ثلاثية الأبعاد (3D) ، ولكن طرق التحليل المتاحة للهياكل ثلاثية الأبعاد محدودة وغير متسقة في كثير من الأحيان.
واحدة من الأدوات 3D الأكثر شعبية هي غرفة بويدن التي تتكون من غشاء معلق في الجزء السفلي من بئر، وفصل اثنين من المناطق المتميزة. قدم بويدن المقايسة لدراسة الكريات البيض chemotaxis4. قد تختلف المناطق السفلية عن طريق الكيمياء أو وسائل أخرى6،7 لحث الخلايا في المنطقة العليا على الهجرة إلى المنطقة السفلى. النهج الأكثر شيوعا لتحديد عدد الخلايا التي هاجرت هو تحرير الخلايا من أسفل الغشاء باستخدام محلول عازل، وزل منها، ومن ثم عدها على أساس كمية محتوى الحمض النووي في الحل7. هذا النهج غير المباشر عرضة لخطأ المشغل بسبب تنوع التقنية ويدمر الإجراء المعلومات حول النمط الظاهري للسرطان والبيئة الدقيقة. الاختلافات في غرفة Boyden فحص تنطوي على تثبيت الخلايا المهاجرة التي تبقى على الغشاء, ولكن يوفر فقط عدد الخلايا التي لم تعد قابلة للتطبيق لمواصلة الدراسة6,8,9.
بسبب القيود المفروضة على غرفة بويدن ونمو الابتكارات في المجتمع microfluidic، وقد وضعت رقائق فحص الهجرة التي مراقبة حركة الخلايا استجابة لحافز في اتجاه واحد بدلا من ثلاثة10،11،12. تسهل هذه المقايسات الهجرة السيطرة على عوامل مثل التدفق أو فصل خلية واحدة13،14 التي تمكن من تفسير أفضل للنتائج؛ ومع ذلك، فإن تنسيقها 2D يفقد حتما بعض المعلومات الحيوية. وقد ركزت الدراسات الحديثة على البذخ (أي، حركة الخلايا من الدورة الدموية إلى الأنسجة، مثل حاجز الدم في الدماغ) في بيئة 3D14،15. المسافة البذخ في الأنسجة والسلوك التحقيق الذي يحدث في الحاجز الخلوي / الغشاء هو أكثر دقة من القياسات التي تم جمعها باستخدام إما غرفة بويدن أو جهاز الهجرة microfluidic 2D16. وبالتالي، فإن الأجهزة التي تمكن التصوير المناسب وتحليل البذخ ثلاثي الأبعاد هي حاسمة لالتقاط هذه القياسات المتطورة ولكنها تفتقر إلى المؤلفات.
مستقلة عن عمليات الفحص الهجرة، وقد تم تطوير تقنيات التصوير القوية للتصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي) والتصوير المقطعي التي هي قادرة على تحديد وإعادة بناء الأنسجة بدقة في الفضاء 3D17،18. هذه التقنيات الحصول على الصور في مداخن ض وأجزاء جزء من الصورة على أساس خصائص الأنسجة ومن ثم تحويل الصور مجزأة إلى شبكات ثلاثية الأبعاد19،20،21. وهذا يسمح للأطباء تصور في 3D الفردية والعظام والأوعية للمساعدة في التخطيط الجراحي أو المساعدة في تشخيص السرطان أو أمراض القلب22,23. هنا، سوف نظهر أن هذه النهج يمكن تكييفها للاستخدام على العينات المجهرية وأجهزة البذخ 3D.
وتحقيقا لهذه الغاية، قمنا بتطوير تقنية التصوير المقطعي confocal المبتكرة، التي قدمت هنا، والتي توفر المرونة لدراسة البذخ من الخلايا السرطانية عبر غشاء من خلال تكييف أدوات التصوير المقطعي القائمة. هذا النهج يتيح دراسة سلسلة كاملة من السلوكيات الخلايا السرطانية لأنها تتفاعل مع حاجز الخلوية, مثل طبقة الخلايا البطانية. تظهر الخلايا السرطانية سلوكيات التحقيق. قد يغزو البعض ولكن تبقى قريبة من الغشاء، في حين أن البعض الآخر اجتياز الحاجز بسهولة. هذه التقنية قادرة على تقديم معلومات حول النمط الظاهري للخلية في جميع الأبعاد24. استخدام هذا النهج لدراسة TME على حد سواء غير مكلفة نسبيا، وسهلة التفسير، وقابلة للتكرار، بالمقارنة مع أكثر تعقيدا في نماذج مارين الجسم الحي. وينبغي أن توفر المنهجية المقدمة أساسا قويا لدراسة أنواع كثيرة من الأورام والبيئات الصغرى من خلال تكييف منطقة السترومال.
نحن وصف وإثبات استخدام 3D ميكروفلويديك الدماغ منصة (μmBBN) منصة(الشكل 1)حيث العناصر الحرجة من الحاجز والمتخصصة (خلايا الدماغ البطانية الدقيقة الأوعية الدموية والخلايا الفلكية) يمكن أن تكون استزراع لفترة طويلة (ما يصل إلى 9 أيام تقريبا)، صورت الفلورسنت عن طريق المجهر confocal، والصور التي أعيد بناؤها باستخدام لدينا تقنية التصوير المقطعي confocal(الشكل 2). تهدف جميع لفهم تطور الانبثاث الجزئي والتغيرات في البيئة الدقيقة الورم بطريقة متكررة وكمية. وتتألف واجهة حاجز الدماغ الدم مع مكانة الدماغ من خلايا البطانية الدقيقة الدماغ التي يتم تعزيزها بواسطة غشاء الطابق السفلي, أقدام استروسيتي, و25. ركزنا بشكل انتقائي على مكونات الأسترويتي والبطانية نظراً للأهمية التي لها في تشكيل وتنظيم حاجز الدم في الدماغ. نحن نُوضح كيفية تصنيع، البذور، الصورة، وتحليل الخلايا السرطانية والورم الجزئي البيئة الخلوية والمكونات الخلطية، وذلك باستخدام هذه المنصة. وأخيرا، فإننا نظهر كيف يمكن استخدام التعلم الآلي لتحديد الاختلافات الظاهرية الجوهرية للخلايا السرطانية التي هي قادرة على العبور من خلال نموذج μmBBN، وتعيين لهم مؤشرا موضوعيا من إمكانات النقيلي الدماغ24. يمكن استخدام مجموعات البيانات الناتجة عن هذه الطريقة للإجابة على الأسئلة الأساسية والتوانية حول الانبثاث والاستراتيجيات العلاجية ودور TME في كليهما.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.25% Trypsin-EDTA with phenol red</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>25200056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mm biopsy punch with plunger</td>
			<td>Integra LifeSciences Corporation</td>
			<td>33-31A-P/25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x MEM</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11430030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>150 mm petri dishes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB0875714</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1x DPBS, without Ca and Mg</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>14190144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200uL pipette tip</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>02-707-411</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 inch silicon wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td>452</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>48 mm wide packing tape</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-072-097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 x 75 mm glass slide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-550C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A1 confocal microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A9-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>antibiotic/antimycotic (penicillin/streptomycin/amphotericin)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15240062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>box cutter blade</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC1721575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dissection scissors</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-951-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM with 4.5 g/L glucose</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11960-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>double sided tape</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC0879005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGM-2</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-3162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum, Heat inactivated</td>
			<td>Corning</td>
			<td>MT35011CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiji software</td>
			<td>ImageJ</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass vial</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>03-341-25D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glutamax</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>35050061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hCMEC/D3</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>SCC066</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jupyter notebook</td>
			<td>Anaconda</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-glutamine</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>25030081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel - growth factor reduced with phenol red</td>
			<td>Corning</td>
			<td>CB-40230A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MDA-MB-231</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>HTB-26</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MDA-MB-231-BR-GFP</td>
			<td>Dr. Patricia Steeg, NIH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-2 growth supplement</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>17502048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>normal human astrocytes (NHA)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-2565</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orange software</td>
			<td>University of Ljubljana</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-711-9AM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photolithography masks</td>
			<td>Photosciences Incorporated</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pLL3.7-dsRed</td>
			<td>University of Michigan Vector Core</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pLL-EV-GFP</td>
			<td>University of Michigan Vector Core</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pLOX-TERT-iresTK</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12245</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pMD2.G</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12259</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polycarbonate membrane, 5um pore size</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>TMTP04700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>psPAX2</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PureCol, 3 mg/mL</td>
			<td>Advanced Biomatrix</td>
			<td>5005</td>
			<td>Type I bovine collagen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium bicarbonate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>25080094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium pyruvate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11360070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solo cup</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC1416545</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 2075</td>
			<td>MicroChem Corporation</td>
			<td>Y111074 0500L1GL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU8 developer</td>
			<td>MicroChem Corporation</td>
			<td>Y020100 4000L1PE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td>Ellsworth Adhesive Company</td>
			<td>NC0162601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>179965-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tricholoro perfluoro octyl silane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>448931-10G</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantifying the brain metastatic tumor micro-environment using an organ-on-a chip 3d model, machine learning, and confocal tomography

الانبثاث الدماغية هي الآفات السرطانية الأكثر فتكا; 10-30٪ من جميع السرطانات تنتشر إلى الدماغ، مع متوسط البقاء على قيد الحياة فقط ~ 5-20 أشهر، اعتمادا على نوع السرطان. للحد من عبء الورم النقيلي في الدماغ، يجب معالجة الثغرات في المعرفة الأساسية والترجمة. وتشمل التحديات الرئيسية ندرة النماذج السابقة للتكرار والأدوات المرتبطة بها. يمكن أن تسفر النماذج ثلاثية الأبعاد من الانبثاث الدماغي عن البيانات الجزيئية والذينة ذات الصلة المستخدمة لتلبية هذه الاحتياجات عند دمجها مع أدوات التحليل المخصصة. وعلاوة على ذلك، بالمقارنة مع نماذج مورين، نماذج الجهاز على رقاقة من الخلايا السرطانية المريض عبور حاجز الدم في الدماغ في البيئة الدقيقة تولد نتائج بسرعة وأكثر قابلية للتفسير مع الأساليب الكمية، وبالتالي قابلة لاختبار الإنتاجية عالية. هنا وصف ونوضح استخدام رواية 3D ميكروفلورويديك الدماغ منصة (μmBBN) حيث عناصر متعددة من مكانة يمكن أن تكون تربية لفترة طويلة (عدة أيام), صورت الفلورسنت عن طريق المجهر confocal, والصور التي أعيد بناؤها باستخدام تقنية التصوير المقطعي confocal مبتكرة; تهدف جميع لفهم تطور الانبثاث الدقيق والتغيرات في البيئة الدقيقة الورم (TME) بطريقة متكررة وكمية. نحن نُوضح كيفية تصنيع، البذور، الصورة، وتحليل الخلايا السرطانية ومكونات TME الخلوية والخلطية، وذلك باستخدام هذه المنصة. وعلاوة على ذلك، فإننا نظهر كيف يتم استخدام الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) لتحديد الاختلافات الظاهرية الجوهرية للخلايا السرطانية القادرة على العبور من خلال نموذج μmBBN وتعيينها على مؤشر موضوعي لإمكانات النقيلي الدماغ. يمكن استخدام مجموعات البيانات الناتجة عن هذه الطريقة للإجابة على الأسئلة الأساسية والترجمة حول الانبثاث، وفعالية الاستراتيجيات العلاجية، ودور TME في كليهما.

باستخدام هذه التقنية، قمنا بتحليل أنواع الخلايا التي تحمل اسم بروتينات أو أصباغ فلورية مختلفة. نحن نبرهن على استخدام هذا النهج مع شريحة μmBBN التي وضعت مع hCMEC/D3-DsRed وغير الفلورسنت الخلايا الفلكية. تم زرع الخلايا البطانية الدقيقة في الدماغ على غشاء مسامي (5 ميكرومتر مسار المسام المحفورة) ووضعه...

Watch this Scientific Journal Video about Quantifying the Brain Metastatic Tumor Micro-Environment using an Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning, and Confocal Tomography at JoVE.com

Quantifying the Brain Metastatic Tumor Micro-Environment using an Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning, and Confocal Tomography

هنا، نقدم بروتوكول لإعداد واستزراع حاجز الدم في الدماغ الورم النقيلي البيئة الدقيقة ومن ثم تحديد حالته باستخدام التصوير confocal والذكاء الاصطناعي (التعلم الآلي).

قياس كمية الورم النقيلي الدماغ البيئة الدقيقة باستخدام الجهاز على A رقاقة 3D نموذج, التعلم الآلي, والتصوير المقطعي confocal

Brain metastases are the most lethal cancer lesions; 10-30% of all cancers metastasize to the brain, with a median survival of only ~5-20 months, ...

تم تطوير التصوير المقطعي Confocal للحصول على سلسلة كاملة من سلوكيات الخلايا السرطانية ، حيث تتفاعل مع الحاجز الخلوي والمتخصصة. توفر هذه الطريقة أساسًا لدراسة الانبثاث عند حدوثها. هذا الأسلوب مفيد لتحديد سلوك الخلية المباشرة.التصوير المقطعي Confocal، عندما يقترن التعلم الآلي، هو مفيد لمجموعة متنوعة من الأجهزة على رقاقة منصات. تحليل الورم الأولي أو المتكرر أو الخلايا السرطانية المنتشرة يمكن أن يشكل أداة تشخيصية هامة للتنبؤ بأنبثاث الدماغ وتمييز النقيلي الدماغ من الخلايا النقيلية غير الدماغ. لتجميع جهاز BBN microfluidic، نقل جهاز من جهاز الديسككات الفراغ على سطح مناسب مع المداخل التي تواجه لأسفل ووضع الإعداد بأكمله في غرفة البلازما.ضع الإعداد بأكمله في غرفة البلازما وسحب فراغ قبل علاج الجهاز بالبلازما لمدة 30 ثانية في 80 واط. في نهاية العلاج، استخدم دليلًا لوضع الجهاز بسرعة، جانب المدخل على الشريحة الزجاجية على مقعد المختبر لإنشاء رابط دائم بين PDMs للجهاز والشريحة. بعد ذلك، أدخل 200 نصائح ماصة ميكروليت، وقطع اثنين ملليمتر من طرف في جميع المداخل ومنافذ ووضع الجهاز في غرفة البلازما لمدة ثماني دقائق، 200 واط العلاج البلازما.بعد أن يبرد الجهاز ، ضع الجهاز في حاوية ثانوية معقمة وفي غضون 15 دقيقة من العلاج البلازميد ، قم بنقل 120 ميكرولترات من محلول استروسيتي الكولاجين إلى الجهاز من خلال طرف الماصات للغرفة السفلية. السماح للحل لافتا عبر الغرفة في الطرف الماص المعاكس وملء القناة التالية من الجهاز. عندما تم ملء جميع القنوات الأربع للجهاز، ضع الشريحة في حاضنة ثقافة الخلية لمدة ساعة واحدة.عندما وضعت الكولاجين، فاتورة كل من نصائح ماصة تغذية الغرفة السفلية مع وسيلة مناسبة ثقافة الخلية كاملة ومعطف الغرفة العليا مع عامل النمو 2٪ خفض matrigel، في وسط البطانية كاملة. عندما تم ترميز كلا الغرفتين، ضع الجهاز في الحاضنة لمدة ساعة واحدة قبل شطف الغرفة العليا بالوسط المناسب. بالتناوب نصائح، انظر 30 ميكرولترات من مرة واحدة 10 إلى الخلايا البطانية السادسة لكل ملليلتر من المتوسطة المناسبة، من خلال نصائح في الغرفة العليا كل 15 دقيقة، ما مجموعه أربعة aliquots من الخلايا في تلميح.احتضان الجهاز بين البذرات. عندما تم زرع جميع الخلايا البطانية، ملء جميع النصائح مع المتوسطة وإعادة الجهاز إلى الحاضنة ثقافة الخلية لمدة 48 ساعة. عندما نضجت طبقة البطانية، استبدال المتوسطة في رقاقة لتجديد متوسطة ثقافة الخلية والبذور كل قناة غرفة أعلى مع 30 ميكرولترات من 10 مرات واحدة إلى الخلايا السرطانية الست لكل ملليلتر من المتوسطة المناسبة.بعد كل 30 ميكرولتر aliquot من الخلايا قد تم البذور، والعودة الجهاز إلى الحاضنة لمدة 15 دقيقة ثم ملء جميع النصائح مع عودة المتوسطة المناسبة الجهاز إلى حاضنة ثقافة الخلية لمدة 24 إلى 48 ساعة. بعد أن تم استزراع الجهاز وصورته ، لقياس النمط الظاهري للخلايا السرطانية ، افتح البرنامج المقدم وقراءة الصورة confocal في الذاكرة. سيقوم البرنامج بحفظ كل قناة لون من صورة confocal 3D في ملف TIFF منفصل.حدد تغيير قيم العتامة لكل قناة مجهرية'، ثم اضبط قيمة ألفا القناة لقنوات الألوان الموجودة في الصورة، بحيث تتم إزالة الخلفية وتبقى الفلورسنتات داخل الخلايا فقط. لتصور التأثير، حدد عرض عرض ثلاثي الأبعاد'للتأكد من تعيين العتبة بشكل صحيح وإذا كانت الصورة تبدو صحيحة، احفظ قيم العتامة في جدول بيانات تعقب التجربة. ثم استخدم مكعبات المسيرة لتحويل صورة وحدة التخزين إلى كائنات ثلاثية الأبعاد مفردة تم حفظها في تنسيق البيانات VTK.لاحتواء الطائرة إلى حاجز البطانية، حدد أولاً المركزية الخلية. استخدام عامل تصفية اتصال تعدد البيانات تكرار خلال قائمة الشبكات في ملف VTK لاستخراج المناطق غير المتصلة. حساب المركزية لكل شبكة وإضافة القياس إلى قائمة من فلترة المركزية للشبكات التي هي كبيرة جدا أو صغيرة جدا.لاحتواء مستوى إلى قائمة من المركزيةات للخلايا البطانية، استخدم تصغير أسلوب الخطأ، تشغيل مركزية عرض العرض المرئي وتناسب الطائرة لتوليد و رسم تناسب الطائرة وفحص تناسب الطائرة، ضبط تناسب يدوياً حسب الضرورة. عندما تم تركيب الطائرة بشكل صحيح، حفظ العادي من الطائرة إلى ملف تعقب التجربة. لقياس كل الخلايا السرطانية النمط الظاهري بعد توصيف طبقة endothelial مع الطائرة، تحميل وظيفة تحليل الخلية وتشغيل قراءة في المعلومات تعقب التجربة وتحليل القنوات الموجودة"لتكليل وتحليل كل منطقة في الملف VTK.لكل منطقة، فإن وظيفة مقطع كل خلية بحيث يتم حساب شبكة تحت الغشاء. لقياس النمط الظاهري الخلوي، احسب شكل وحجم وموقع كل خلية سرطانية. ثم قياس حجم وموضع كل خلية سرطان قص لحساب النسبة المئوية للخلية التي اخلتها من خلال حاجز البطانية.بعد تنفيذ هذه الخطوات لعدة تجارب تشغيل تصدير البيانات كملف xlsx واحد 'لحفظ البيانات في جدول بيانات. رقاقة BBN microfluidic مع حاجز بطانة ية التقاء مقبول للتجارب، في حين أن رقاقة BBN microfluidic مع تغطية البطانية الفقيرة خاصة، ليست كذلك. في هذا التحليل التمثيلي الدماغ تسعى خط الخلايا السرطانية، ويعرض مجموعة فرعية من الخلايا التي البذخ عبر الحاجز البطانية ويهاجر عميقا في الفضاء مكانة الدماغ من رقاقة BBN microfluidic في يومين وتسعة أيام بعد التعرض، حافظت الخلايا السرطانية الأبوية نسبة كبيرة من الخلايا على رأس الحاجز بعيدا عن الفضاء المتخصصة الدماغ ، في حين أن خلايا سرطان الدماغ النقيلي حافظت على نسبة من الخلايا التي كانت أكبر من 100٪ البذخ.وأشار القياس الكمي المورفولوجي لشكل الخلايا السرطانية إلى أن الخلايا الأبوية أظهرت خلايا ذات شكل كروي أقل يومًا واحدًا بعد البذر ، في حين بعد يومين وتسعة أيام من التفاعل ، اتجهت خطوط الخلايا السرطانية نحو تقليل كرويتها. بالإضافة إلى ذلك، كانت الخلايا السرطانية الفرعية التي اخلت إلى مكانة ألسيديديك أصغر حجماً، مقارنة بالخلايا السرطانية التي ظلت في التفاعل مع الحاجز البطانية دون البذخ في الدماغ. الدماغ تسعى خطوط الخلايا السرطانية ومريض مشتق xenografts, يحمل نمط فينوتيبيك في رقاقة BBN microfluidic التي يمكن استغلالها للتمييز بين خلايا سرطان الدماغ النقيلي وغير الدماغ النقيلي عن طريق التعلم الآلي.الاختيار الذاتي مهم. أظهرت الخلايا البطانية ذات رقم مرور منخفض أعلى سلوكيات حاجز متغيرة. بالإضافة إلى ذلك، قد تتغير الخلايا السرطانية والتعبير الفلوري بمرور الوقت.بعد هذا الإجراء، قد يستخدم الباحثون التنميط الجزيئي لمنزل السر أو الخلايا في الجهاز من أجل دراسة الآليات الجزيئية من الانبثاث. هذه التقنية تمكن من استكشاف التفاعلات المعقدة بين الخلايا السرطانية والكائنات الدقيقة في البيئة، من خلال الجمع بين بيئة صغيرة هندسية مع التصوير الكمي للمكونات المتخصصة مع مرور الوقت.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

ال<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; تخيلي ورم القرص نموذج: التصور والكمي للالتعبير الجيني وغزو الورم عن طريق الفسيفساء الوراثية

Drosophila melanogaster has emerged as a powerful experimental system for functional and mechanistic studies of tumor development and progression in the ...

Advanced Animal Model of Colorectal Metastasis in Liver: Imaging Techniques and Properties of Metastatic Clones

المتقدم نموذج حيواني من القولون والمستقيم ورم خبيث في الكبد: تقنيات التصوير وخصائص النقيلي النسخ

Patients with a limited number of hepatic metastases and slow rates of progression can be successfully treated with local treatment approaches1,2. ...

An Integrated Platform for Genome-wide Mapping of Chromatin States Using High-throughput ChIP-sequencing in Tumor Tissues

برنامج متكامل لرسم خرائط الجينوم على نطاق الدول الكروماتين استخدام رقاقة الفائق-التسلسل في أنسجة الورم

Histone modifications constitute a major component of the epigenome and play important regulatory roles in determining the transcriptional status of ...

Native Chromatin Immunoprecipitation Using Murine Brain Tumor Neurospheres

إيمونوبريسيبيتيشن الكروماتين الأصلية باستخدام نيوروسفيريس ورم الدماغ مورين

Epigenetic modifications may be involved in the development and progression of glioma. Changes in methylation and acetylation of promoters and regulatory ...

Utilization of Ultrasound Guided Tissue-directed Cellular Implantation for the Establishment of Biologically Relevant Metastatic Tumor Xenografts

استخدام الموجات فوق الصوتية تسترشد الأنسجة الموجهة غرس الخلوية لإنشاء تكثيفها الورم المنتشر بيولوجيا ذات الصلة

Preclinical testing of anticancer therapies relies on relevant xenograft models that mimic the innate tendencies of cancer. Advantages of standard ...

Live-Cell Imaging Assays to Study Glioblastoma Brain Tumor Stem Cell Migration and Invasion

فحوصات التصوير خلية يعيش بدراسة الدماغ جليوبلاستوما ورم الخلايا الجذعية الهجرة والغزو

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include ...

Digital Polymerase Chain Reaction Assay for the Genetic Variation in a Sporadic Familial Adenomatous Polyposis Patient Using the Chip-in-a-tube Format

بوليميريز الرقمية سلسلة من ردود الفعل المقايسة للتنوع الوراثي في مريض متفرقة مرجلات غدومي استخدام تنسيق رقاقة في أنبوب

The quantitative analysis of human genetic variation is crucial for understanding the molecular characteristics of serious medical conditions, such as ...

The Clinical Application of Tumor Treating Fields Therapy in Glioblastoma

التطبيق السريري للورم علاج العلاج بحقول في جليوبلاستوما

Glioblastoma is the most common and lethal form of brain cancer, with a median survival of 15 months after diagnosis and a 5 year survival rate of only 5% ...

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

رصد المورفولوجية والفسيولوجية طولية من الماغنيسيوم الورم ثلاثي الأبعاد باستخدام التصوير المقطعي التماسك البصري

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

Characterization of the Effects of Migrastatic Inhibitors on 3D Tumor Spheroid Invasion by High-resolution Confocal Microscopy

توصيف آثار مثبطات Migrastatic على غزو الورم 3D Spheroid من قبل عالية الدقة المجهرية البؤرية

Drug discovery and development in cancer research is increasingly being based on drug screens in a 3D format. Novel inhibitors targeting the migratory and ...