Miyeloid hücrelerin Dynamics Gerçek zamanlı Görüntüleme<em> Süm<sup> Min / +</sup</em> Bağırsak Tümörleri Disk Eşodaklı Mikroskopi Spinning tarafından
Summary
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.
Abstract
Myeloid hücreler tümörler içinde en bol bulunan bağışıklık hücreleri ve tümör gelişimini teşvik ettiği gösterilmiştir. Modern Intravital görüntüleme teknikleri organ içindeki canlı hücresel davranış gözlem imkanı ancak bağırsak gibi nedeniyle, organ ve tümör erişilebilirlik bazı kanser türlerinde zor olabilir. Bağırsak tümörlerinin doğrudan gözlenmesi, daha önce bildirilmemiştir. Burada tarif edilen bir cerrahi prosedür transgenik fareler flüoresan raportör ve enjekte edilebilir izleyiciler ya da antikorları kullanarak, canlı farelerde bağırsak tümörler içinde miyeloid hücre dinamikleri doğrudan gözlem sağlar. Bu amaç için, hızlı bir görüntü elde etme ve uzun süreli kesintisiz görüntüleme sağlayan bir dört renkli, çok-bölgeli, mikro mercekli döner disk konfokal mikroskop kullanılır olmuştur. Çaprazlanır ince bağırsakta çok adenom geliştirmek Apc Min / + fareleri miyeloid hücreleri görselleştirmek için, c-fms-EGFP fareler ve ACTB-eCFP fareler ilekriptaların bağırsak epitel hücreleri görselleştirmek için. , Kan damarları ve nötrofil ve serozal yüzeyi boyunca tümör görüntüleme için konumlandırılması için bir prosedür olarak, farklı tümör bileşenleri etiketlenmesi için prosedürler de tarif edilmiştir. Görüntülemenin birkaç saat derlenen Time-lapse film bağırsak mikroçevresinin in situ miyeloid hücre davranış analizini sağlar.
Introduction
Tüm veriler hemen fibroblastlar, endotel hücreleri, bağışıklık ve enflamatuvar hücrelerde, hücre üstü matris ve çözünür faktörler dahil olmak üzere heterojen hücre popülasyonu, aşağıdakilerden oluşan tümör mikro, hemen hemen tüm katkıda başlatılması ve katı tümörlerin ilerlemesinde önemli bir rol oynadığını ortaya koymaktadır kanser 1 özellikleridir. Nitekim, tümör ilerlemesi esnasında, malignite 2 elverişli bir mikro oluşturmak için gelişmeye dönüştürülmüş kanser hücreleri ve stromal hücreler arasında sürekli dinamik etkileşimler vardır. Tümör mikro infiltre hücreler arasında immün, miyeloid hücreleri, 3, en bol miktarda bulunmaktadır. (TAM) tümörle ilişkili makrofaj oluşan miyeloid türevi bastırıcı hücreleri (MDSCs), dendritik hücreler (DC) ve nötrofil (PMNler), miyeloid hücreler, kemik iliğinden kişi etüde dahil edilir ve kademeli olarak sitokinler, büyüme faktörleri ve proteazlar serbest, tümör infiltre teşvik edebilirtümör büyümesi ve 4 yayıldı. Kanser hücreleri ve miyeloid hücreleri arasındaki karışma karmaşık ama dinamiktir. Böylece onların etkileşimlerinin doğası anlayışı bu hücrelerin yerine bir anti-tümör immün yanıtı katılan kanser ilerlemesini teşvik neden belirlemede çok önemli olduğunu ve onu kontrol etmek için yeni hedefler bulmak için yardımcı olabilir.
Intravital mikroskobu ile doğrudan gözlem canlı farelerde 5 dokuların içinde hücre dinamikleri hakkında bilgi sağlar. Dört renkli, çok-bölgeli, mikro mercekli döner disk konfokal sistemi meme tümörlerinin 6 olan stromal hücreler incelemek için dizayn edilmiştir. Bu yaklaşım uzun vadeli sürekli görüntülenmesine olanak sağlar ve bu hareket eserler en aza indirmek için, (a) hızlı görüntüleri edinme, (b) uzun süreli anestezi, (c) farklı hücre tiplerini takip dört renk satın alma, (d) floresan etiketleme gibi çeşitli avantajlar içermektedir Farklı tümör bileşenler ve farklı tümör mikroçevrelerde zeka (e) gözlemAynı fareyi hin fare değişkenliği 7-9 fare önlemek için. Bu teknoloji ile, farklı hücre davranışlar tümör oluşumunun progresif aşamalarını gösterir meme tümör virüsü (MMTV) promoterinin yükseltici sürüşlü polioma orta T onkojen (PyMT) modeli olarak bildirilmiştir. (Foxp3 EGFP transgen tarafından görüntülenmiştir Tregs) kan damarları yakınında tercihli göç düzenleyici T-lenfositler DH'lerin (CD11c'nin-DTR-EGFP), karsinom ilişkili fibroblastlar (FsP1 + / + -EGFP) ve miyeloid hücreleri (c-FMS ise -EGFP) tümör kitlesi içinde daha tümör çevresi daha yüksek hareketlilik gösterirler. Akut sistemik hipoksi durumda, hücreler farklı göç: Tregs 6 hareket etmeye devam miyeloid hücrelerinin aksine göç dur. Buna ek olarak, aynı fare modelinde, tümör aşaması ile bu doksorubisin duyarlılık değişiklikleri gösterilmiştir, ilaç dağıtım ilaç tepkisi ve doksorubisin ile ilgilidirTedavi tümörlere miyeloid hücrelerin CCR2 bağımlı işe yol açar. Böylece, canlı görüntüleme ayrıca yerinde ilaç yanıtları anlayışlar ve kemoterapi direncinin 10,11 biyolojisini kazanmak için kullanılabilir.
Adenomatus poliposis koli (APC), gen mutasyonu genel olarak insan kolorektal adenomlar ve karsinomlar 12 ve 13 kolon kanseri için son derece yüksek bir risk faktörüdür ailevi adenomatoz polipoz (FAP), APC gen sonuç tek bir kopyasının mutasyon meydana gelir. Fare suşu Süm Min / + Süm geni kodon 850 bir kesme mutasyonu taşıyan ve kendiliğinden bütün ince bağırsağın 14-16 üzerindeki birden fazla bağırsak adenomu gelişir. Periton boşluğuna açma bağırsak erişim için gerekli olduğu bağırsak uzun süreli intravital görüntüleme, çünkü işlemin invaziflik zordur. Kısa vadeli canlı görüntüleme studies önceden sağlıklı bağırsak 17,18 yayınlanmıştır ancak, bağırsak tümörleri uzun vadeli doğrudan gözlem rapor edilmemiştir. Bir cerrahi prosedür, daha önce Resim göğüs tümörlerinde 6,10 kullanılan İntra vital mikroskopik döner disk sistemi kullanılarak tasarlanmış ve bağırsak serozal yüzeyi boyunca tümörlerin görselleştirmek için rafine edilmiştir. Bu makalede, bir protokol bir Apc asgari / + fareleri kullanarak küçük bağırsakta da ötesi tümörler içerisindeki miyeloid hücrelerinin hareketlerine de takip etmesini sağlar tarif edilmektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda ayrıntılı protokol bağırsak serozal taraftan görüntülenmiş bir canlı hayvanda bir kaç saat için intestinal tümörlerde miyeloid hücre dinamikleri disk confocal görüntüleme eğirme için bir işlem açıklanmaktadır.
Inflamasyonu önlemek için ve en iyi fizyolojik koşulları için, bağırsak görüntüleme, bozulmamış organ üzerinde yapılmalıdır. Işık epitel ulaşmadan önce bu tür düz kas olarak çeşitli doku katmanlarının geçmesi gerekir Ancak, …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz Süm Min / + farenin genotiplemeye Ying Yu teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma INSERM fon ve Sağlık Ulusal Enstitüleri hibe (CA057621 ve AI053194) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| 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 |
References
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144 (5), 646-674 (2011).
- Hanahan, D., Coussens, L. M. Accessories to the crime: functions of cells recruited to the tumor microenvironment. Cancer Cell. 21 (3), 309-322 (2012).
- Schouppe, E., De Baetselier, P., Van Ginderachter, J. A., Sarukhan, A. Instruction of myeloid cells by the tumor microenvironment: Open questions on the dynamics and plasticity of different tumor-associated myeloid cell populations. Oncoimmunology. 1 (7), 1135-1145 (2012).
- Egeblad, M., Nakasone, E. S., Werb, Z. Tumors as organs: complex tissues that interface with the entire organism. Dev Cell. 18 (6), 884-901 (2010).
- Lohela, M., Werb, Z. Intravital imaging of stromal cell dynamics in tumors. Curr Opin Genet Dev. 20 (1), 72-78 (2010).
- Egeblad, M., et al. Visualizing stromal cell dynamics in different tumor microenvironments by spinning disk confocal microscopy. Dis Model Mech. 1 (2-3), 155-167 (2008).
- Ewald, A. J., Werb, Z., Egeblad, M. Dynamic long-term in vivo imaging of tumor-stroma interactions in mouse models of breast cancer using spinning-disk confocal microscopy. Cold Spring Harb Protoc. 2011 (2), (2011).
- Ewald, A. J., Werb, Z., Egeblad, M. Monitoring of vital signs for long-term survival of mice under anesthesia. Cold Spring Harb Protoc. 2011 (2), (2011).
- Ewald, A. J., Werb, Z., Egeblad, M. Preparation of mice for long-term intravital imaging of the mammary gland. Cold Spring Harb Protoc. 2011 (2), (2011).
- Nakasone, E. S., Askautrud, H. A., Egeblad, M. Live imaging of drug responses in the tumor microenvironment in mouse models of breast cancer. J Vis Exp. (73), e50088 (2013).
- Nakasone, E. S., et al. Imaging tumor-stroma interactions during chemotherapy reveals contributions of the microenvironment to resistance. Cancer Cell. 21 (4), 488-503 (2012).
- Walther, A., et al. Genetic prognostic and predictive markers in colorectal cancer. Nat Rev Cancer. 9 (7), 489-499 (2009).
- Fearon, E. R. Molecular genetics of colorectal cancer. Annu Rev Pathol. 6, 479-507 (2011).
- Moser, A. R., Pitot, H. C., Dove, W. F. A dominant mutation that predisposes to multiple intestinal neoplasia in the mouse. Science. 247 (4940), 322-324 (1990).
- Su, L. K., et al. Multiple intestinal neoplasia caused by a mutation in the murine homolog of the APC gene. Science. 256 (5057), 668-670 (1992).
- Watson, A. J., et al. Epithelial barrier function in vivo is sustained despite gaps in epithelial layers. Gastroenterology. 129 (3), 902-912 (2005).
- McDole, J. R., et al. Goblet cells deliver luminal antigen to CD103+ dendritic cells in the small intestine. Nature. 483 (7389), 345-349 (2012).
- Xu, C., Shen, Y., Littman, D. R., Dustin, M. L., Velazquez, P. Visualization of mucosal homeostasis via single- and multiphoton intravital fluorescence microscopy. J Leukoc Biol. 92 (3), 413-419 (2012).
- Haigis, K. M., et al. Differential effects of oncogenic K-Ras and N-Ras on proliferation, differentiation and tumor progression in the colon. Nat Genet. 40 (5), 600-608 (2008).
- Sansom, O. J., et al. Loss of Apc allows phenotypic manifestation of the transforming properties of an endogenous K-ras oncogene in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A. 103 (38), 14122-14127 (2006).
- Janssen, K. P., et al. APC and oncogenic KRAS are synergistic in enhancing Wnt signaling in intestinal tumor formation and progression. Gastroenterology. 131 (4), 1096-1109 (2006).
- Takaku, K., et al. Intestinal tumorigenesis in compound mutant mice of both Dpc4 (Smad4) and Apc genes. Cell. 92 (5), 645-656 (1998).
