Name: live-3d-cell immunocytochemistry assays of pediatric diffuse midline glioma
Uploaded: 2021-11-11T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Live-3D-Cell Immunocytochemistry Assays of Pediatric Diffuse Midline Glioma at JoVE.com

이미징 프로토콜의 예비 설정에서 IncuCyte S3 라이브 셀 이미징 시스템에 액세스해 주신 Silvia Soddu 박사와 Giulia Federici 박사(IRCCS-Regina Elena National Cancer Institute, 이탈리아 로마의 세포 네트워크 및 분자 치료 표적 단위)에게 감사드립니다. 또한 기술적인 조언을 해주신 Bernadett Kolozsvari에게 감사드립니다. 이 연구는 Children with Cancer UK 보조금 (16-234)과 이탈리아 보건부 Ricerca Corrente의 지원을 받았습니다. M Vinci는 Children with Cancer UK Fellow입니다. R Ferretti는 Fondazione Veronesi Fellowship (2018 및 2019)의 수혜자입니다. 저자는 Fondazione Heal의 지원과 Queensland Children's Tumor Bank에 자금을 지원한 Children's Hospital Foundation에 감사를 표합니다.

이 프로토콜은 기관의 인간 연구 윤리 위원회의 지침을 따릅니다.
참고: 이 연구는 Incucyte S3 및/또는 SX5 Live-Cell Analysis Instrument(라이브 셀 분석 기기로 참조)를 사용하여 수행되었습니다.
1. 재현 가능한 크기의 종양 스페로이드 생성
참고: Vinci et al. 2015 7,12에 의해 설명된 프로토콜...

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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blockade+of+immune+checkpoints+in+cancer+immunotherapy.">The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy.</a> Nature Reviews Cancer. 12 (4), 252-264 (2012).</li><li>Pankov&#225;, K., R&#246;sel, D., Novotn&#253;, M., Br&#225;bek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+mechanisms+of+transition+between+mesenchymal+and+amoeboid+invasiveness+in+tumor+cells.">The molecular mechanisms of transition between mesenchymal and amoeboid invasiveness in tumor cells.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 67 (1), 63-71 (2010).</li><li>Cheung, K. J., Gabrielson, E., Werb, Z., Ewald, A. 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소아 DMG 침습 및 이동을 위해 여기에서 채택한 생3D 세포 면역세포화학은 유방암 및 결장암 세포주를 포함한 다른 고침습성 종양 세포 유형에도 쉽게 적용할 수 있습니다. 
이전에 수행된 생-2D-세포 면역세포화학 분석법(live-2D-cell immunocytochemistry assay)10과 달리, 3D로 작업할 때, 몇 가지 중요한 단계에 주의를 기울이는 것이 좋다. 특히, 우리가 설명하는 침습 분...

종양 세포가 주변 조직을 통해 회피하고 전파하는 능력은 암의 특징입니다1. 특히, 종양 세포 운동성은 유방2 또는 결장직장암3과 같은 전이성 종양 유형이든 미만성 신경교종과 같은 국소 침습성 유형이든 악성 종양의 특징입니다 4,5.
이미징은 종양 세포 표현형의 여러 측면을 조사하는 데 중심적인 역할을 합니다. 그러나, 생세포 이미징은 형태 및 세포-세포 상호작용 6,7의 변화가 발생하고 시간이 지남에 따라 더 쉽게 검사될 수 있는 이동 및 침입과 같은 동적 세포 과정을 연구할 때 확실히 선호됩니다. 라이브 셀 이미징의 경우, 위상차에서 컨포칼 형광 현미경에 이르기까지 다양한 광학 현미경 시스템을 사용할 수 있으며, 온도 및CO2 제어를 위한 챔버가 장착된 도립 현미경에서 단기간 또는 장기간에 걸쳐 이미지 획득을 수행하거나, 챔버가 내장된 고함량 이미지 분석 시스템에서, 또는 전체 기간 동안 세포를 교란할 필요 없이 인큐베이터에 앉을 수 있는 이미지 시스템에서 수행할 수 있습니다 실험의. 사용되는 시스템의 선택은 필요한 분해능, 전체 획득 시간 및 시간 간격의 길이, 사용된 용기 유형 및 분석 처리량(단일 챔버 또는 다중 웰 플레이트), 사용된 세포의 민감도(귀중한 세포/또는 희귀 세포) 및 형광단이 존재하는 경우 세포의 광독성과 같은 여러 요인에 의해 결정되는 경우가 많습니다.
라이브 모드에서의 형광 이미징과 관련하여, 이는 안정적인 발현을 위해 또는 유도성 시스템(inducible system)8으로서 형광 단백질의 발현을 위해 세포를 형질도입하거나, 일시적인 세포 형질감염에 의해, 또는 현재 생세포 표지(live-cell labeling)7, 생세포 추적(live-cell tracking) 및 세포내 소기관(subcellular organelles)9의 표지에 사용할 수 있는 세포 염료를 사용함으로써 달성될 수 있다.
최근 생세포 면역세포화학을 위한 유용한 접근법이 개발되었는데, 여기서 선택한 표면 마커를 인식하는 항체를 라벨링 시약에 결합할 수 있으며, 배양 배지에 추가하면 특정 마커를 발현하는 세포를 생세포 이미징을 통해 실시간으로 쉽게 이미징할 수 있습니다. 이러한 시스템을 이용한 마커 발현의 시각화 및 정량화는 세포가 2차원(2D) 배양 조건(10)에서 성장할 때 용이하게 달성될 수 있다.
이 연구에서 우리는 소아 미만성 정중선 신경아교종(DMG) 환자 유래 세포의 생3D 세포 면역세포화학 침습 및 이동에 대한 프로토콜을 최적화했습니다11,12. DMG는 어린이에게 영향을 미치는 매우 공격적인 뇌종양으로, 대다수는 히스톤 H3 변이체의 드라이버 돌연변이 K27M과 관련이 있습니다. DMG는 뇌간과 중추신경계(CNS)의 정중선 영역에서 발생하며 침윤성이 높은 특성이 특징입니다. 이러한 침습 능력은 DMG 세포의 종양 내 이질성 및 암 줄기 유사 특징에 의해 적어도 부분적으로 매개되는 것으로 나타났다7.
우리의 분석을 예시하기 위해 항체 표지 시약(ALR)을 CD44에 대한 항체와 함께 사용했습니다. CD44는 암 줄기 세포 표현형 및 종양 세포 이동 및 침습과 관련된 줄기 세포 및 기타 세포 유형에서 발현되는 막횡단 당단백질 및 부착 분자이다13. 프로토콜에는 샘플 준비, 명시야 및 형광 모드에서의 이미지 획득, 3D 침습 및 이동 중에 DMG 세포막에서 전체 CD44 발현을 실시간으로 정량적으로 측정할 수 있는 생세포 분석 기기에서의 분석이 포함됩니다. 이 분석은 또한 이동 및 침입하는 동안 개별 세포에서 CD44의 간헐적 형광 신호를 시각화할 수 있는 가능성을 허용했습니다. 흥미롭게도 잠재적으로 차단 항체로 작용하는 항-CD44 항체의 효과도 관찰되었으며, 세포 이동 및 침습을 감소시킬 뿐만 아니라 집단 중간엽 유사에서 보다 단일 세포 아메보이드 유사 표현형으로 침입 패턴의 전환을 유도하는 것으로 보였습니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>96 Well TC-Treated Microplates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3595</td>
			<td>size 96 wells, polystyrene plate, flat bottom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Euroclone</td>
			<td>ECB3056D</td>
			<td>solution for neurosphere dissociation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Burker chamber</td>
			<td>Mv medical</td>
			<td>FFL16034</td>
			<td>cell counting chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD-44 (156-3C11)</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>3570</td>
			<td>Mouse mAb IgG2a</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Matrigel Matrix</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356237</td>
			<td>Basement Membrane Matrix (BMM), Phenol Red-free, LDEV-free</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fabfluor-488 Antibody Labeling Dye</td>
			<td>Incucyte</td>
			<td>4743</td>
			<td>Antibody labelling reagent (ALR): Mouse IgG2a 488 antibody for Live-Cell Immunocytochemistry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incucyte S3 and/or SX5 Live-Cell Analysis Instrument</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>-</td>
			<td>The Incucyte S3 and/or SX5 Instrument is used for real-time cell monitoring and surveillance, cell health and viability, migration and invasion, plus a wide range of phenotypic cell-based assays.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscope</td>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td>any inverted microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opti-Green Background Suppressor Reagent</td>
			<td>Incucyte</td>
			<td>6500-0045</td>
			<td>Backgroung suppressor reagent (BSR)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tumor stem cell (TSM) medium</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>growth cell medium (see reference in the text for details)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra-Low Attachment Multiple Well Plate</td>
			<td>Corning Costar</td>
			<td>7007</td>
			<td>size 96 well, round bottom clear</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

live-3d-cell immunocytochemistry assays of pediatric diffuse midline glioma

세포 이동 및 침습은 미만성 정중선 신경아교종(DMG) H3K27M 돌연변이 종양의 특정 특징입니다. 우리는 이미 3차원(3D) 세포 기반 침입 및 이동 분석을 사용하여 이러한 특징을 모델링했습니다. 이 연구에서 우리는 생세포 면역세포화학을 위해 이러한 3D 분석을 최적화했습니다. 항체 라벨링 시약을 사용하여 DMG H3K27M 일차 환자 유래 세포주의 이동 및 침입 세포의 원형질막에서 접착 분자 CD44의 발현을 실시간으로 검출했습니다. CD44는 암 줄기 세포 표현형 및 종양 세포 이동 및 침윤과 관련이 있으며 중추신경계(CNS) 세포외 기질과의 직접적인 상호작용에 관여합니다. DMG H3K27M 세포주의 신경구(NS)를 항체 표지 시약(ALR)과 함께 항-CD44 항체의 존재 하에 기저막 매트릭스(BMM)에 매립하거나 BMM의 얇은 코팅층 위에 놓았습니다. 전체 CD44 발현, 특히 이동 및 침입 세포에 대한 정량적 측정을 위해 생세포 분석 장비에서 생-3D 세포 면역세포화학 이미지 분석을 수행하였다. 이 방법은 또한 이동 및 침입 세포의 원형질막에서 CD44의 간헐적 발현을 실시간으로 시각화 할 수 있습니다. 또한, 이 분석은 DMG H3K27M 세포의 중간엽에서 아메보이드로의 전이에서 CD44의 잠재적 역할에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다.

침습 및 이동을 위한 Live-3D-Cell Immunocytochemistry 프로토콜은 그림 1에 간단하고 재현 가능한 워크플로우로 요약되어 있습니다. ULA 96-웰 둥근 바닥 플레이트에 DMG 세포를 시딩함으로써, 재현 가능한 크기의 NS를 얻어지고, 표시된 단계에서 사용된다. NS가 ~300 μm(파종 후 약 4일)의 이상적인 크기에 도달하면 침습12 및 이동14 분석이 시작됩니다. ...

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Live-3D-Cell Immunocytochemistry Assays of Pediatric Diffuse Midline Glioma

이 연구는 소아 미만성 정중선 신경아교종 세포주에 적용되는 생3D 세포 면역세포화학 프로토콜을 제시하며, 3D 세포 침습 및 이동과 같은 동적 과정에서 원형질막에서 단백질의 발현을 실시간으로 연구하는 데 유용합니다.

소아 미만성 정중선 신경아교종의 Live-3D-Cell Immunocytochemistry Assays

Cell migration and invasion are specific hallmarks of Diffuse Midline Glioma (DMG) H3K27M-mutant tumors. We have already modeled these features using ...

미만성 정중선 신경아교종은 매우 침습적인 뇌종양입니다. 이 방법은 주요 접착 분자의 잠재적 역할에 대한 구체적인 통찰력과 함께 DMG 세포가 3D 맥락에서 어떻게 이동하고 침입하는지 실시간으로 연구하는 데 도움이 됩니다. 표지 시약과 특정 항-CD44 항체를 사용하여 DMG 세포의 원형질막에서 CD44의 발현을 3D 이동 및 침습에서도 생세포 이미징으로 연구할 수 있습니다.이 기술의 적용은 이러한 세포의 운동성에서 CD44의 잠재적인 역할을 강조하여 가치 있고 침습적인 분자 표적을 나타낼 수 있음을 시사합니다. 시작하려면 100마이크로리터의 멸균수를 추가하여 ALR을 재수화하고 피펫팅으로 용액을 혼합합니다. TSM 배지의 ALR과 항체를 둥근 바닥 멀티 웰 플레이트 또는 호박색 튜브에 혼합하고 빛으로부터 보호하십시오.최종 분석 농도의 3배에서 웰 당 25 마이크로리터를 분주하기에 충분한 양의 배지를 준비한 다음, 실온에서 15분 동안 인큐베이션한다. TSM 배지에서 BSR을 1.5 밀리몰 농도로 희석하여 분석 종료 시 0.5 밀리몰의 최종 농도를 얻습니다. 그런 다음 NS가 앉아있는 우물의 바닥을 만지지 않고 NS의 존재를 육안으로 확인하면서 각 웰에서 75 마이크로 리터의 배지를 부드럽게 천천히 제거합니다.25 마이크로 리터의 BSR 및 ALR 항체 복합체를 각 웰에 부드럽게 첨가하고 ALR 항체 복합체를 2-3 분 동안 배지와 혼합시킵니다. 도립 현미경을 사용하여 각 NS가 우물 바닥의 중앙에 위치하는지 확인합니다. 바늘을 사용하여 기포를 제거하여 기포가 형성되지 않도록 하십시오.접시 바닥이 차가워지도록 접시를 얼음 위에 5분 동안 놓습니다. 기포 형성을 방지하고 웰 바닥에 닿도록 미리 냉각된 P200 팁을 웰의 내부 벽에 배치하여 웰당 75마이크로리터의 BMM을 분배합니다. BMM이 매체와 섞일 수 있도록 접시를 얼음 위에 5분 동안 두십시오.도립 현미경을 사용하여 NS의 위치를 확인하십시오. 그리고 중앙에 존재하지 않는 경우, 플레이트를 섭씨 4도에서 180 x G에서 5 분 동안 원심 분리합니다. 그런 다음 섭씨 37도, 이산화탄소 5%, 습도 95%로 설정된 인큐베이터 내에 놓인 살아있는 세포 분석 장비에서 플레이트를 옮깁니다. 웰이 BMM으로 코팅되면 P200 팁을 자릅니다.선택된 각 웰로부터 50 마이크로리터의 세포 배지 및 NS를 취하여 코팅된 평평한 바닥 웰로 옮긴다. 각 웰에서 NS의 존재와 위치를 육안으로 확인하십시오. 희석된 BSR 및 ALR 항체 50마이크로리터를 각 웰에 부드럽게 첨가하고 시약이 혼합될 때까지 2-3분 동안 기다립니다.그리고 도립 현미경을 사용하여 대부분의 복제 NS가 웰 중앙에 위치하는지 확인합니다. 기포가 없는지 확인한 후 이전에 시연된 대로 플레이트를 생세포 분석 장비로 부드럽게 옮깁니다. 라이브 셀 분석 기기 소프트웨어에서 획득할 일정 옵션을 선택한 다음 더하기 탭을 클릭하고 일정에 따라 스캔을 선택하여 텍스트 원고에 언급된 간격으로 플레이트를 스캔합니다.소프트웨어 창에서 선박을 생성하거나 복원한 다음 새로 만들기 옵션을 클릭합니다. 스페로이드 스캔 유형, 위상 및 명시야, 침습 분석을 위한 녹색 이미지 채널 및 4X 대물렌즈를 선택합니다. 희석 클로닝 스캔을 선택하고 4X 대물렌즈를 입력한 다음 이동 분석을 위해 위상 및 녹색을 선택합니다.플레이트 유형을 선택하고 플레이트 맵에서 강조 표시하여 스캔할 웰을 정의한 다음 스캔 빈도를 설정합니다. Add to Schedule(일정에 추가)을 클릭하고 스캔을 시작합니다. Create New Analysis Definition(새 분석 정의 생성) 탭을 선택합니다.그런 다음 탭에서 침입 및 이동을 위한 스페로이드 침입 또는 기본 분석기 응용 프로그램을 각각 선택합니다. 이미지 채널에서 침입 및 마이그레이션 적절한 채널을 선택합니다. 해석 설정을 미리 보고 구체화하기 위해 3개에서 4개의 웰 중에서 몇 개의 대표 이미지를 선택합니다.침습 분석의 경우, 분석 정의 탭에서 명시야 및 녹색 채널의 애플리케이션 설정을 텍스트 원고에 언급된 설정으로 조정하여 스페로이드와 침입 세포 간의 정확한 분할을 생성합니다. 이동 분석의 경우, 위상 및 녹색 채널에서 텍스트 원고에 언급된 대로 응용 프로그램 설정을 조정하여 합류 세포와 녹색 세포 사이의 정확한 분할을 생성합니다. 여러 웰을 임의로 클릭하여 NS에 대한 분석 설정이 올바른지 확인합니다.분석할 웰과 시점을 선택합니다. 해석 정의를 저장하고 마침(Finish)을 클릭합니다. 원발성 DMG 환자 유래 세포에서 CD44 발현의 대표적인 면역형광 공초점 이미지는 세포 이동 및 침습에서 CD44의 역할을 입증했습니다.살아있는 3D 세포 면역화학을 통해 CD44 발현을 시각화할 수 있습니다. 이동 및 침입 모두에 대한 시간 경과의 대표적인 프레임은 시간이 지남에 따라 관찰된 동일한 세포에서 녹색 형광 신호의 존재 및 부재를 보여주며, 이는 세포가 이동 및 침입하는 동안 CD44의 발현이 켜졌다 꺼졌다는 것을 시사합니다. 이동 및 침윤 과정을 96시간 동안 추적하여 높은 수준의 CD44를 가진 QCTB-R059 세포를 보여줍니다.CD44 발현의 정량화 및 시간 경과에 따른 그의 증가는 이동 및 침습 모두에 대해 ALR과 관련된 전체 녹색 형광 신호에 의해 측정되었다. 항-CD44 항체가 살아있는 세포에 사용되면 세포 형태에 영향을 미치고 중간엽 유사에서 아메보이드 유사 침윤으로의 전환과 이러한 세포의 침습 및 이동 능력의 감소를 유도합니다. 이 방법의 가장 중요한 단계는 표지 시약과 항체의 혼합, Matrigel 및 배지에 혼합물의 첨가, 살아있는 세포 이미징 기기에 대한 접근입니다.이 방법은 직접 세포 및 접촉에 의해 매개되는 DMG 세포 상호작용을 조사하기 위해 2개 이상의 독특한 표지 시약 및 항체를 사용함으로써 추가로 구현될 수 있다. 우리의 방법은 DMG 이동 및 침입의 세포 및 분자 메커니즘을 3D로 조사할 수 있는 새로운 도구를 제공하여 침윤 표현형을 억제하기 위한 새로운 방향을 제공합니다.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

A Protocol for Rapid Post-mortem Cell Culture of Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG)

A Protocol for Rapid Post-mortem Cell Culture of Diffuse Intrinsic Pontine Glioma DIPG

확산 내장 뇌교 신경 교종의 신속한 사후 세포 배양을위한 프로토콜 (DIPG)

Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG) is a childhood brainstem tumor that carries a universally fatal prognosis. Because surgical resection is not a ...

연구

암 연구학

Transplantation of Zebrafish Pediatric Brain Tumors into Immune-competent Hosts for Long-term Study of Tumor Cell Behavior and Drug Response

종양 세포의 행동과 약물 반응에 대한 장기 연구를 위해 면역 능력이있는 숙주 내로 Zebrafish Pediatric Brain 종양을 이식

Tumor cell transplantation is an important technique to define the mechanisms controlling cancer cell growth, migration, and host response, as well as to ...

Whole-body PET/MRI of Pediatric Patients: The Details That Matter

전신 PET/MRI 소아 환자의: 중요 세부 사항

Integrated PET/MRI is a hybrid imaging technique enabling clinicians to acquire diagnostic images for tumor assessment and treatment monitoring with both ...

Determination of Protein Expression Level in Cultured Cells by Immunocytochemistry on Paraffin-embedded Cell Blocks

Immunocytochemistry 파라핀 끼워 넣어진 셀 블록에 의해 경작된 한 세포에 단백질 표정 수준 결정

Immunofluorescent staining is currently the method of choice for determination of protein expression levels in cell-culture systems when morphological ...

Evaluation of Biomarkers in Glioma by Immunohistochemistry on Paraffin-Embedded 3D Glioma Neurosphere Cultures

Immunohistochemistry 파라핀 임베디드 3D Glioma Neurosphere 문화에 의해 Glioma 바이오 마커의 평가

Analysis of protein expression in glioma is relevant for several aspects in the study of its pathology. Numerous proteins have been described as ...

Longitudinal Intravital Imaging of Brain Tumor Cell Behavior in Response to an Invasive Surgical Biopsy

침략적인 외과 생검에 응하여 뇌종양 세포 행동의 경도 내 활력 화상 진찰

Biopsies are standard of care for cancer treatment and are clinically beneficial as they allow solid tumor diagnosis, prognosis, and personalized ...

Real-Time Monitoring of Human Glioma Cell Migration on Dorsal Root Ganglion Axon-Oligodendrocyte Co-Cultures

등쪽 뿌리 신경절 축삭-올리고젠드로시트 공동 배양에 대한 인간 신경교종 세포 이동의 실시간 모니터링

Glioblastoma is one of the most aggressive human cancers due to extensive cellular heterogeneity and the migration properties of hGCs. In order to better ...

Assays for Validating Histone Acetyltransferase Inhibitors

히스톤 아세틸트랜스퍼효소 억제제 검증을 위한 아세서

Lysine acetyltransferases (KATs) catalyze acetylation of lysine residues on histones and other proteins to regulate chromatin dynamics and gene ...

A Rapid Screening Workflow to Identify Potential Combination Therapy for GBM using Patient-Derived Glioma Stem Cells

환자 유래 신경종 줄기 세포를 사용하여 GBM에 대한 잠재적인 조합 요법을 식별하는 신속한 선별 워크플로우

The glioma stem cells (GSCs) are a small fraction of cancer cells which play essential roles in tumor initiation, angiogenesis, and drug resistance in ...