מאמר זה מתאר<em> במבחנה</em> טכניקה לתאים סרטניים באמצעות ניטור הפולש monolayer של תאי האנדותל. הנתונים שנרכשו בזמן אמת כפונקציה של שינויים בעכבה על פני השטח של אלקטרודות בתחתית היטב.
הפצה גרורתי של תאים ממאירים דורשת פירוק של קרום במרתף, התקשרות של תאים סרטניים להאנדותל של כלי דם, נסיגה של צמתים האנדותל וסופו של דבר פלישה והגירה של תאים סרטניים באמצעות שכבת האנדותל כדי להיכנס למחזור הדם כאמצעי תחבורה לאתרים מרוחקים בשורה 1-3. פעם אחת במערכת הדם, תאים סרטניים לדבוק נימי קירות וextravasate לרקמה שמסביב כדי ליצור גידולים גרורות 4,5. הרכיבים השונים של אינטראקציה תא תא האנדותל גידול יכולים להיות משוכפלים במבחנה על ידי מאתגר monolayer של תאים אנושיים טבור וריד אנדותל (HUVEC) עם תאים סרטניים. שבוצעו עם אלקטרונים ומיקרוסקופ שלב בניגוד מחקרים מראים כי ברצף של אירועי מבחנה למדי לייצג את in vivo תהליך גרורתי 6. כאן, אנו מתארים טכניקה מבוססת חשמל, המנטרת את עכבה ומכמתת בזמן אמת על invasיון של תאי האנדותל ידי תאי גידול ממאירים.
Giaever וKeese תוארו לראשונה טכניקה למדידת תנודות בעכבה כאשר אוכלוסייה של תאים גדלות על פני השטח של אלקטרודות 7,8. מכשיר xCELLigence, המיוצר על ידי חברת רוש, מנצל טכניקה דומה כדי למדוד שינויים בעכבה חשמלית כתאים לצרף ולהתפשט בצלחת התרבות מכוסות במערך microelectrode זהב המכסה כ -80% משטח בתחתית באר. ככל שתאים לצרף ולהתפשט על פני האלקטרודה, זה מוביל לעלייה בעכבה חשמלית 9-12. העכבה מוצגת כפרמטר נקרא תא מדד חסר ממדים, העומדים ביחס ישר לשטח הכולל של רקמות התרבות היטב כי הוא מכוסה על ידי תאים. לפיכך, ניתן להשתמש בתאי המדד לפקח הידבקות תא, מתפשט, מורפולוגיה וצפיפות תאים.
Assay הפלישה מתואר במאמר זה מבוסס על שינוייםבעכבה חשמלית באלקטרודה ביניים / תא, כאוכלוסייה של תאים ממאירים לפלוש דרך monolayer HUVEC (איור 1). שיבוש צמתים אנדותל, ההכחשה של monolayer האנדותל והחלפה על ידי תאים סרטניים יוביל לשינויים גדולים בעכבה. שינויים אלו לתאם ישירות עם הקיבולת פולשנית של תאים סרטניים, כלומר, פלישה על ידי תאים אגרסיביים מאוד להוביל לשינויים גדולים בעכבת תא ולהיפך. טכניקה זו מספקת יתרון כפול על פני שיטות קיימות של מדידת פלישה, כגון וידן הקאמרית ומבחני Matrigel: 1) האינטראקציה תא תא האנדותל גידול מחקה באופן הדוק יותר בתהליך vivo, ו2) הנתונים מתקבל בזמן אמת, זמן, והוא בקלות רבה יותר לכימות, בניגוד לניתוח נקודת סיום לשיטות אחרות.
Assay פלישת HUVEC בזמן אמת הוא שיטה פשוטה, אך רב עוצמה לניטור פלישה. הוא מספק תוצאות בזמן אמת, שהוא יתרון משמעותי על פני שיטות מסורתיות אחרות המסתמכות על ניתוח נקודת סיום. Assay יכול להיות שונה כדי בדיקת סמים, נוגדנים, ligands וחלבונים כמעכבים או stimulators של גרורות. ההשפעה של סוכנים שונים על תא האנדותל / הסרטן צולב שיחה ניתן להעריך גם כן. כאשר מציגים את הסוכנים חיצוניים, כגון גורמי גדילה ותרופות בתקשורת ובתרבות, חשוב לוודא שהם אינם משפיעים על שלמות monolayer HUVEC. שיבוש monolayer HUVEC ניתן לבדוק על ידי החדרת סוכן אקסוגני בהיעדרו של פולשים לתאים, ולהבטיח כי לא יחולו שינוי במדד תא. לפיכך, שליטה ובקרה נאותה צריכה להיכלל כחלק מעיצוב ניסיוני.
שונה סלולריים קווים להפגין עקומות תא מדד שונות כפי שהם יוצרים confmonolayer luent. הצורה של העקומה, כמו גם את המקסימום השיג תא מדד, היא סוג תא מסוימת. תאי HUVEC להראות אופייני השטחה של מדד תא חולף 4-6 שעות לאחר זריעה, ואחרי ייצוב נוסף במדד תא גבוה יותר לאחר 16-18 שעות. לפיכך, חשוב לתת לתאים בצורה monolayer ומחוברת ללפחות 18 שעות לפני התוספת של תאים סרטניים.
מאז מדד התא תלוי בסביבה יונית בשלבי ביניים אלקטרודה / תא, גורמים שונים, כגון תאי מורפולוגיה ואיכות של הידבקויות תאי תאים להשפיע על תאי המדד, בנוסף לאזור התחתון המכוסה היטב. לכן, הירידה במדד תא, אשר מתרחשת על פלישת תאי גידול, היא פונקציה של מספר גורמים, הכוללים נסיגה של צמתים האנדותל ופלישת תא גידול שלאחר מכן.
מכשיר xCELLigence מיוצר בשלוש תצורות שונות: מנתח סלולרי בזמן אמת(RTCA) SP, RTCA MP וRTCA עקורים. מכשיר SP RTCA מחזיק אחד E-96 גם צלחת ואילו מכשיר MP RTCA יכול להכיל עד שישה 96, גם E-צלחות בו זמנית. זה מאפשר להקרנת תפוקה גבוהה של תרופות ותרכובות. את הניסויים במאמר זה מבוצעים באמצעות המכשיר העקורים RTCA, שיכול להחזיק שלוש צלחות E-16-כן. כל תחנת דואר צלחת החזקה יכולה להיות מופעלת באופן עצמאי, המאפשרת למשתמשים מרובים כדי להריץ ניסויים בו זמנית. המכשיר העקורים RTCA יכול לשמש גם כדי ללמוד הגירה באמצעות CIM צלחות. אלה הם 16 צלחות היטב עם תאים עליונים ותחתונים מופרדים בפוליאתילן terephtalate (PET) קרום עם גודל נקבובית החציוני של 8um. החיישנים האלקטרוניים הממוקמים בחלק התחתון של הקרום הנקבובי של החדר העליון. התא התחתון משמש כמאגר לchemoattractant לתאים בחדר העליון. עם זאת, יתרון גדול של assay פלישת HUVEC על CIM הצלחות הוא שפלישת תא גידול בי לשעברזה לא מוגבל על ידי הגודל הנקבובית, כמו פלישת תא אנדותל תלוי בצולבת שיחה בין התאים הסרטניים ואנדותל.
Assay פלישת HUVEC יכול גם להתבצע במכשיר Z ECIS, המיוצר על ידי אפלייד ביופיסיקה (טרוי, ניו יורק). מכשיר Z ECIS מנצל טכנולוגיה דומה למכשיר xCELLigence, עם הבדלים בתצורות המערך ואלקטרודה. יש לנו לבצע בהצלחה מבחני פלישת HUVEC באמצעות מערכי ECIS 8-כן. חשוב לציין כי שטח הפנים התחתון גם הוא גדול יותר במערכי ECIS, אשר דורש מספר גדול יותר של תאי האנדותל וגידול להיות מצופה: 2.5 x 10 5 ו 1 x 10 5 תאי בהתאמה.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה בנדיבות על ידי כספים מהקרן לילדים סרטן (בולטימור, MD), ברנדון לי קרינגטון קרן (סילבר ספרינג, מרילנד), DOD (W81XWH-10-1-0137) ו-NIH (R01CA108641).
ברצוננו להודות לד"ר אנטון Wellstein וחברי המעבדה שלו לשיתוף הניסיון שלהם ועוזר לנו לייעל את השיטות שהוצגו.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
---|---|---|---|
xCELLigence RTCA DP station | Roche | 05469759001 | |
RTCA control unit | Roche | 05454417001 | Notebook with preinstalled RTCA software |
E-Plate 16 | Roche | 05469830001 | |
HUVEC cells | Lonza | CC-2517 | |
EGM-2 media | Lonza | CC-3156 | |
EGM-2 bullet kit | Lonza | CC-4176 | |
0.1% Gelatin in sterile H2O | Millipore | MCPROTO045 |