By using transgenic reporter mice and injectable fluorescent labels, long-term intravital spinning disk confocal microscopy enables direct visualization of myeloid cell behavior into intestinal adenoma in the ApcMin/+ colorectal cancer model.
Миелоидных клеток являются наиболее распространенными иммунные клетки в опухоли и, как было показано, чтобы способствовать прогрессии опухоли. Современные методы визуализации прижизненные включить наблюдение за живой клеточной поведения внутри органа, но может быть сложным в некоторых видов рака за счет органов и опухоли доступности таких как кишечник. Прямое наблюдение кишечных опухолей ранее не сообщалось. Хирургическая процедура, описанная здесь позволяет прямое наблюдение динамики миелоидных клеток внутри кишечника опухоли в живых мышей с помощью трансгенных люминесцентные репортер мышей и инъекционные индикаторов или антитела. Для этого, четыре цвета, мульти-область, микро-линзами вращающийся диск конфокальной микроскопии, который позволяет долгосрочное непрерывное изображений с быстрым получения изображений был использован. APC мин / + мышей, которые развиваются несколько аденомы в тонком кишечнике пересекаются с C-FMS-EGFP мышей визуализировать миелоидных клеток и на мышах ACTB-ECFPвизуализировать кишечные эпителиальные клетки крипт. Процедуры маркировки различных компонентов опухоли, такие как кровеносные сосуды и нейтрофилов, и порядок расположения опухоли для получения изображений с помощью поверхности серозной оболочки, также описаны. Покадровой фильмы, собранные от нескольких часов визуализации позволяют анализировать миелоидной поведения клеток на месте в желудочно-кишечном микросреды.
Подавляющее доказательства теперь показывает, что микроокружение опухоли, состоящей из гетерогенных клеточных популяций, в том числе фибробласты, эндотелиальные клетки, иммунных и воспалительных клеток, внеклеточный матрикс, и растворимых факторов, играет важную роль в инициации и прогрессировании солидных опухолей, способствуя почти все отличительными чертами рака 1. Действительно, во время прогрессирования опухоли, есть постоянные динамические взаимодействия между трансформированных раковых клеток и стромальных клеток, которые развиваются генерировать микросреду благоприятной для злокачественного 2. Среди иммунных клеток, которые проникают микросреды опухоли, миелоидных клеток являются наиболее распространенными 3. Состоит из ассоциированных с опухолью макрофагов (ТАМ), полученный из миелоидных клеток-супрессоров (MDSCs), дендритные клетки (DC) и нейтрофилов (ПМЯ), миелоидные клетки набраны из костного мозга и постепенно проникнуть опухоли, выпуская цитокинов, факторов роста и протеаз, которые может способствоватьрост опухоли и распространение 4. Перекрестные помехи между раковыми клетками и миелоидных клеток является сложной, но динамично. Таким образом, понимание природы их взаимодействия имеет решающее значение для определения, почему эти клетки способствуют прогрессии рака вместо участия в противоопухолевой иммунной реакции, и может помочь найти новые цели для контроля его.
Прямое наблюдение по прижизненной микроскопии предоставляет информацию о динамике клеточных в тканях живого мышей 5. Четыре цвета, мульти-область, микро-линзами вращающийся диск конфокальной система была разработана для изучения стромальных клеток в опухоли молочной железы 6. Такой подход позволяет долгосрочное непрерывное изображений и включает в себя ряд преимуществ, таких как (а) приобретение быстрые изображения, чтобы минимизировать артефакты движения, (б) долгосрочного анестезии, (с) четыре приобретение цвет следовать различные типы клеток, (г) люминесцентная маркировки из различных опухолевых компонентов, и (е) наблюдение различных опухолевых микросреды остроумияхин тот же мышь, чтобы избежать мышь к изменчивости мыши 7-9. С помощью этой технологии, различные типы поведения клеток были зарегистрированы в вируса опухоли молочной железы (MMTV) промоутер управляемой полиома среднего T онкоген (PyMT) модели, которая отображает прогрессивные этапы туморогенеза. Регуляторные Т-лимфоциты (Tregs, визуализированы трансгеном Foxp3 EGFP) мигрируют преимущественно в непосредственной близости от кровеносных сосудов, тогда как ДК (CD11c-DTR-EGFP), карциномы связано фибробластов (Fsp1 + / + -EGFP) и миелоидных клеток (C-FMS -EGFP) проявляют высокую подвижность на периферии опухоли, чем в опухолевой массы. В условиях острой системной гипоксии, клетки мигрировали по-разному: Tregs остановки миграции в отличие от миелоидных клеток, которые продолжают двигаться 6. Кроме того, в той же модели на мышах, было показано, что изменения чувствительности доксорубицин с стадии опухоли, распространение наркотиков связано с ответом наркотиков, и доксорубицинаобработка приводит к CCR2-зависимой найма миелоидных клеток к опухолям. Таким образом, живая изображений также может быть использован получить представление ответов наркотиков в месте и биологию химиорезистентности 10,11.
САП палочка (APC) генные мутации обычно возникают в аденом человека колоректального и рака 12 и мутации одной копии результатов генных APC в САП (ФАП), который придает чрезвычайно высокий риск развития рака толстой кишки 13. Штамм мыши Арс Мин / + несет усечения мутацию в кодоне 850 гена APC И спонтанно развивается несколько кишечные аденомы всему тонкой кишки 14 по 16. Долгосрочный прижизненной визуализации кишечника является сложной задачей, так как в инвазивности процедуры, с момента открытия в брюшную полость необходимо для доступа к кишечнике. Краткосрочная жить изображений улudies опубликованы ранее на здорового кишечника 17,18, но долгосрочное прямое наблюдение кишечных опухолей не сообщалось. Хирургическая процедура была разработана и уточнена визуализировать опухоли через серозной поверхности кишечника, с помощью прижизненной спиннинг системы диска микроскопии ранее использовался для изображения опухолей молочной железы 6,10. В этой статье, протокол описывается, что позволяет проследить поведение миелоидных клеток в опухоли в тонкой кишке с помощью APC мин / + мышей.
В этой статье, подробный протокол описывается для прядения диска конфокальной микроскопии динамики миелоидных клеток в кишечных опухолей в течение нескольких часов в живого животного, изображение получено с серозной стороны кишечнике.
Чтобы избежать воспаления и име?…
The authors have nothing to disclose.
Мы хотели бы поблагодарить Ин ю для Apc Min / + мышей генотипирования. Работа выполнена при поддержке за счет средств INSERM и грантов (CA057621 и AI053194) из Национального института здоровья.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
ApcMin/+ mice | Jackson Laboratory | 2020 | |
ACTB-ECFP mice | Jackson Laboratory | 3773 | |
cfms-EGFP mice | Jackson Laboratory | 18549 | |
2,000 kDa Dextran, rhodamine-conjugated | Invitrogen | D7139 | |
Isoflurane | Butler Animal Health Supply | 29450 | |
Nitrogen | UCSF | ||
Oxygen | UCSF | ||
1X PBS | UCSF cell culture facility | ||
Saline Buffer | UCSF cell culture facility | ||
Anti-mouse Ly-6G (GR1) antibody AF647 | UCSF Monoclonal antibody core | Stock 1mg/ml. Use at 7ug/mouse | |
Atropine | LARC UCSF | Use at 1mg/Kg mouse | |
Alcohol wipes | Becton Dickinson | 326895 | |
28G1/2 insulin syringe | Becton Dickinson | 329465 | |
Remium cover glass | Fisher Scientific | 12-548-5M | 24×50-1 |
Superfrost plus microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | 25x75x1mm |
Krazy glue | Office Max | 7111555 | |
Betadine | LARC UCSF | ||
Heat blanket | Gaymar Industries | ||
Hot bead sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | Turn ON 30min before use |
Cotton tipped apllicators 6-inch | Electron Microscopy Sciences | 72310-10 | |
Anesthesia system | Summit Anesthesia Support | ||
Inverted microscope | Carl Zeiss Inc | Zeiss Axiovert 200M | |
stage insert | Applied Sientific Instrumentation | ||
Mouse Ox oximeter, software and sensors | Starr Life Sciences | MouseOx | |
Nebulizer | Summit Anesthesia Support | ||
Imaris | Bitplane | ||
mManager | Vale lab, UCSF | Open-source software | |
ICCD camera | Stanford Photonics | XR-Mega-10EX S-30 | |
Spinning disk confocal sacan-head | Yokogawa Corporation | CSU-10b |