Summary

الطويلة الأجل العيش-الخلية أن التصوير لتقييم مصير الخلية ردا على باكليتاكسيل

Published: May 14, 2018
doi:

Summary

تصوير خلية يعيش يقدم ثروة معلومات عن خلايا مفردة أو شعوب بأكملها التي غير قابلة للتحقيق بالتصوير ثابتة من خلية مفردة. ويرد هنا، خلية يعيش التصوير بروتوكولات لتقييم القرارات مصير الخلية بعد العلاج مع باكليتاكسيل الانقسامية لمكافحة المخدرات.

Abstract

تصوير خلية يعيش هو تقنية قوية يمكن استخدامها لتصور الظواهر البيولوجية في خلايا مفردة مباشرة على مدى فترات طويلة من الزمن. على مدى العقد الماضي، والتكنولوجيات الجديدة والمبتكرة عززت إلى حد كبير الطابع العملي لتصوير خلية يعيش. الخلايا يمكن أن يوضع الآن في التركيز وتصويرها بشكل مستمر على مدى عدة أيام في حين حافظت تحت 37 °C و 5% CO2 شروط ثقافة الخلية. وعلاوة على ذلك، نظر حقول متعددة تمثل ظروف تجريبية مختلفة يمكن الحصول عليها في وقت واحد، مما يوفر البيانات التجريبية الفائق. تصوير خلية يعيش يوفر ميزة كبيرة على تصوير ثابت الخلية عن طريق السماح للتصور المباشر وكوانتيتيشن الزمني للأحداث الخلوية الحيوية. يمكن تحديد تصوير خلية يعيش أيضا التباين في السلوك الخلايا المفردة التي خلاف ذلك قد ضاعت استخدام الاختبارات المستندة إلى السكان. وهنا يصف لنا خلية يعيش التصوير بروتوكولات لتقييم القرارات مصير الخلية بعد العلاج مع باكليتاكسيل الانقسامية لمكافحة المخدرات. علينا أن نظهر أساليب لتصور ما إذا كان ميتوتيكالي اعتقل تموت الخلايا مباشرة من الانقسام أو الانزلاق مرة أخرى إلى الطور البيني. كما يصف لنا كيف يمكن استخدام نظام المؤشر (فوكسي) دورة الخلية على أساس أوبيكويتينيشن الفلورية لتقييم جزء صغير خلايا الطور البيني ولد من انزلاق الانقسامية التي قادرة على إعادة إدخال دورة الخلية. وأخيراً، يصف لنا خلية يعيش أسلوب تصوير لتحديد الأحداث تمزق المغلف النووية.

Introduction

واستخدمت منذ وقت طويل في نظم العلاج الكيميائي لأنواع مختلفة من الأورام الصلبة الانقسامية لمكافحة المخدرات وغالباً ما تظهر فعالية كبيرة1،،من23. ميتشانيستيكالي، هذه الأدوية عرقلة التقدم الانقسامية العادي وتشجيع اعتقال الانقسامية في سرعة تكاثر الخلايا السرطانية. ومع ذلك، مصير الخلية ردا على اعتقال الانقسامية اختلافاً كبيرا: بينما يخضع جزء صغير من خلايا موت الخلية مباشرة من الانقسام، آخرون الخروج من الانقسام، والعودة إلى الطور البيني كخلايا تيترابلويد (عملية انزلاق الانقسامية التي يطلق عليها)4، 5،6،،من78. يمكن تنفيذ المبرمج هذه الخلايا الطور البيني أو الخضوع لتوقيف دورة الخلية الدائمة أو حتى إعادة إدخال دورة الخلية4،5،6،،من78،9 ،،من1011. الخلايا التي تهرب موت الخلية الانقسامية بالانزلاق في الطور البيني، فقط إعادة إدخال دورة الخلية بعد إزالة المخدرات، وبالتالي قد تسهم في ظهور سرطان الخلية السكان. وعلاوة على ذلك، الخلايا أن زلة من الانقسام تيترابلويد، والمعروف تيترابلويدي لتعزيز الاستقرار الكروموسوم الذي يدفع الورم الانتكاس12،13،،من1415. ولذلك تحديد العوامل التي تتحكم في مصير الخلية استجابة للعلاج بالعقاقير المضادة الانقسامية الحاسمة لتحسين العلاجات الحالية.

في هذا البروتوكول، يصف لنا أساليب مراقبة مباشرة ودراسة مصير الخلايا التي يخضع لها اعتقال الانقسامية طويلة ردا على باكليتاكسيل الانقسامية لمكافحة المخدرات. باكليتاكسيل تأسيس العلاجية في العيادة وقد ثبت أنها فعالة جداً في العديد من أنواع الأورام، بما في ذلك تلك التي الثدي والمبيض، والرئتين16،17،،من1819، 20-باكليتاكسيل، ونبات قلويد المستمدة من لحاء شجرة الطقسوس، تستقر microtubules وهكذا يمنع على21،dynamicity22. بينما الملطف لديناميات microtubule من باكليتاكسيل لا يؤثر على تطور دورة الخلية من غ1 إلى غ المخدرات تؤدي إلى التنشيط المستمر للحاجز الجمعية المغزل أثناء الانقسام بإعاقة مرفق كينيتوتشوري-ميكروتوبولي (استعراض متعمق هنا23،24)25. نتيجة لذلك، يتم منع بداية طور الصعود في الخلايا المعالجة باكليتاكسيل والنتائج في حملة اعتقال الانقسامية مطول.

وسيصف هذا البروتوكول أولاً النهج لتحديد الخلايا الانقسامية في خلية يعيش تجارب التصوير. يمكن تصور الانقسام في الخلايا استزراع الأنسجة ملتصقة بسبب تغيرات بيولوجية ملحوظة الخلية اثنين. أولاً، أصبحت شديدة مكثف الكروموسومات فورا قبل انهيار المغلف النووية. في حين غالباً ما يمكن كشفها بالفحص المجهري التباين المرحلة القياسية، التكثيف كروموسوم يمكن أكثر وضوح الكشف عن استخدام الفلورية علامات تلك التسمية الكروموسومات (مثل البروتينات هستون المسمى فلوريسسينتلي). يمكن أيضا تحديد الخلايا الانقسامية، والثانية أن التغيرات المورفولوجية الهائلة التي تنجم عن التقريب الخلية.

هذا البروتوكول ثم شرح كيفية استخدام النهج التصوير خلية يعيش لتعقب مصير الخلايا التي تعاني من فترات طويلة من اعتقال الانقسامية. الخلايا التي اعتقلت في الانقسام الخضوع لواحد من ثلاثة مصائر متميزة. أولاً، يمكن أن تخضع خلايا موت الخلية أثناء الانقسام. هذه الظاهرة هي سهولة تصور بالفحص المجهري الخفيفة، كما لوحظت خلايا الموت لتقليص وبليب تمزق. وثانيا، يمكن إنهاء الخلايا من الانقسام والعودة مرة أخرى إلى الطور البيني دون العزل الصبغي أو سيتوكينيسيس، ووصف عملية انزلاق الانقسامية. ويحدد ديكوندينسيشن الكروموسومات و/أو تسطيح الخلية الانقسامية يسهل هذه العملية. عرض أيضا في كثير من الأحيان غير النظامية، مفصصة متعدد الأنوية الخلايا التي تفلت من الانقسام وكثيراً ما تأوي عدة نويات5. ثالثا، يمكن الشروع في طور الصعود الخلايا التي اعتقلت في الانقسام والمضي قدما من خلال الانقسام بعد تأخير طويل. بينما غير شائع في تركيزات أعلى من المخدرات، هذا السلوك يوحي بأن الخلايا المقبوض عليهم قد استوفت الحاجز الجمعية المغزل، أو أن نقطة التفتيش الجمعية المغزل جزئيا ضعف أو عيب. يمكن تصور بداية طور الصعود بالعزل الصبغي و cytokinesis اللاحقة باستخدام التصوير بخلية يعيش.

وسيرد أيضا خلية يعيش من أساليب التصوير لتعقب مصير الخلايا التي تهرب موت الخلية الانقسامية التي تمر انزلاق الانقسامية. الخلايا التي يخضع لها انزلاق الانقسامية أما يموت في الطور البيني اللاحقة، وتؤدي إلى اعتقال دورة الخلية1 ز دائم، أو إعادة إدخال دورة الخلية الشروع في جولة جديدة من انقسام الخلية4. وسيجري وصف نهج استخدام النظام (مؤشر دورة الخلية على أساس أوبيكويتينيشن نيون) فوكسي لتحديد جزء صغير الخلايا التي تدخل في دورة الخلية بعد انزلاق الانقسامية. يسمح للتصور مباشرة من الانتقال/ق1ز فوكسي ويمكن استخدامها بالاقتران مع طويلة الأجل العيش-الخلية أن التصوير في المختبر و في فيفو26،27. يستفيد النظام فوكسي هما البروتينات المسماة فلوريسسينتلي، مبتوراً أشكال hCdt1 (ترخيص الكروماتين وتكرار الحمض النووي عامل. 1) وهجيمينين، تذبذبت مستويات الذي يستند إلى موقف دورة الخلية. hCdt1 (تنصهر فيها بروتين فلورسنت أحمر) هو تقديم مستويات عالية خلال المرحلة1 ز فيه الأعمال للترخيص الحمض النووي للنسخ المتماثل، ولكن هو أوبيكويتيناتيد من ليجاسى ubiquitin E3 SCFSkp2 وتدهورت خلال مراحل/M2S/G لمنع إعادة تكرار الحمض النووي26. على النقيض من ذلك، هجيمينين (تنصهر فيها بروتين فلوري أخضر)، هو مثبط من hCdt1 الذين مستويات الذروة خلال S/G2/M، ولكن أوبيكويتيناتيد من ليجاسى ubiquitin E3 APCCdh1 والمتدهورة في نهاية الانقسام وفي جميع أنحاء ز1 26-وبناء على ذلك، يسلم فوكسي قراءات الأسفار مباشرة من مرحلة دورة الخلية، كما يحمل الخلايا ومضان أحمر أثناء الأسفار زوالأخضر خلال S/G2/M. نظام فوكسي هو خطوة هامة إلى الأمام على نهج أخرى (مثل تلطيخ بروموديوكسيوريديني) لتحديد الخلايا التكاثري، نظراً لأنها لا تتطلب تثبيت الخلية ويسمح لتصوير خلية واحدة دون الحاجة إلى إضافية الدوائية علاجات لمزامنة السكان الخلية. لو لم تناقش في هذا البروتوكول، كما تم وضع أجهزة الاستشعار يعيش خلية إضافية لتصور تقدم دورة الخلية، بما في ذلك جهاز استشعار هيليكاز ب ز128والحمض النووي ليجاسى-طلب تقديم العروض29 ومجسات30 بكدنا-التجارة والنقل بالنسبة لمرحلة ثانية، واستشعار فوكسي-4 الأخيرة، التي تكشف جميع مراحل دورة الخلية31.

وأخيراً، سيتم وصف أسلوب تصوير خلية يعيش للكشف عن تمزق المغلف النووية. وأظهرت الدراسات الأخيرة أن المغلفات النووي من الخلايا السرطانية غير مستقرة ومعرضة للانفجار، مما يسمح لمحتويات نوكليوبلاسم والسيتوبلازم التمازج. يمكن تشجيع هذه الظاهرة، ووصف تمزق النووية، أضرار الحمض النووي وتحفيز الاستجابة المناعية الفطرية32،،من3334،35،36،37، 38 , 39 , 40 , 41 , 42 , 43 , 44-حين الأسباب الكامنة وراء تمزق النووية تظل تتسم غير كامل، فمن المعروف أن التشوهات في هيكل النووية ترتبط بزيادة في حدوث تمزق النووية42. واحد أثر العلاج باكليتاكسيل المعروف هو جيل الهياكل النووية لافت للنظر غير طبيعي بعد الانقسام؛ على هذا النحو، سيتم وصف أسلوب استخدام التصوير خلية يعيش بالتحديد الكمي لتمزق النووية، بينما تستكشف أيضا إذا كان العلاج باكليتاكسيل يزيد من تواتر الأحداث تمزق النووية. يمكن الكشف عن تمزق النووية التي لوحظ تسرب بروتين فلوري النووية الموجهة إلى السيتوبلازم (مثلاً ديمر جنبا إلى جنب تكرار لطلب تقديم العروض التي تنصهر فيها إشارة تعريب نووية، تدرفب-NLS). هذا التسرب واضح مرئية بالعين، والتي تمكن كوانتيتاتيون بسيطة لإحداث تمزق.

ويتطلب هذا البروتوكول مجهر ابيفلوريسسينسي ويديفيلد مجهزة مرحلة مرمز والبرمجيات autofocusing. المرحلة المرمزة التي يسمح بدقة الحركة التلقائية لمحددة بإحداثيات س ص، بينما تحتفظ برامج ضبط تلقائي الخلايا في التركيز لمدة فترة التصوير. وبالإضافة إلى ذلك، يتطلب هذا البروتوكول معدات للحفاظ على الخلايا عند 37 درجة مئوية مع هوميديفيد 5% CO2 الغلاف الجوي. ويمكن تحقيق ذلك بواسطة إحاطة المجهر كامل ضمن درجة حرارة والجو تسيطر الضميمة، أو باستخدام أجهزة التشفير المرحلة محلياً أن يحافظ على البيئة ودرجة الحرارة. هدف المرحلة التباين المستخدمة في هذا البروتوكول فلور خطة 10 x مع فتحه عددية من 0.30. ومع ذلك، أيضا 20 X أهداف كافية لتحديد كلا الخليتين الطور البيني الانقسامية ومسطح مستدير الزوايا في المستوى البؤري واحد. إذا كان أداء المرحلة التباين التصوير (كما هو موضح في هذا الأسلوب)، الغطاء يمكن أن يكون أما من الزجاج أو البلاستيك. إذا تم استخدام مجهر التباين (DIC) التدخل التفاضلية، من الضروري استخدام غطاء زجاج لمنع ديبولاريزيشن ضوء.

Protocol

هذا البروتوكول يركز على استخدام تشروموسومالي مستقرة وغير متحولة الشبكية المصطبغة طلائي (RPE-1) الخلية خط لخلية يعيش تجارب التصوير. ومع ذلك، يمكن تكييفها هذا البروتوكول لأي خط الخلية ملتصقة ما دامت ظروف ثقافة الخلية يتم تعديلها عند الضرورة. يجب أن تلتزم جميع إجراءات السلامة المؤسسية والمباد…

Representative Results

استخدام البروتوكول، المذكورة أعلاه، تعامل مع عنصر تحكم لمكافحة الانقسامية أو مركبة ([دمس]) خلايا RPE-1 الإعراب عن H2B-التجارة والنقل وتحليلها بواسطة التصوير خلية يعيش. وكشف التحليل أن 100% من عنصر التحكم الانقسامية RPE-1 الخلايا بدأ طور الصعود في متوسط 22 دقيقة بعد دخول الانقسام (<…

Discussion

الجانب الأكثر أهمية لتصوير خلية يعيش طويل الأجل هو ضمان صحة الخلايا يجري تصويرها. فمن الضروري أن الخلايا تتعرض لعوامل الإجهاد البيئي دخيلة الحد الأدنى، مثل ظروف دون المستوى المطلوب فيما يتعلق بدرجة الحرارة والرطوبة، و/أو مستويات2 CO. من المهم أيضا أن تحد د من إضاءة الفلورسنت الإثارة،…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

AFB و MAV ونجج يود أن يشكر كوينتون ريان للتعليق على المخطوط وأدريان سالك لبناء تدرفب-NLS. AFB و MAV ممولة من 5T32GM008541 “منحة التدريب الصيدلة الجزيئية البيولوجية نيجمس”. نجج عضو شميم و “مختبرات أبحاث سرطان الثدي داهود أشرف” ومعتمد من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح GM117150 وكاليفورنيا 154531 ومؤسسة جرونيباوم كارين وبرنامج جوائز الأسرة سميث، البرنامج علماء سيرل وأبحاث سرطان الجلد تحالف.

Materials

phenol red-free, DMEM:F12 media Hyclone SH3027202
10% fetal bovine serum (FBS) Gibco 10438026
100 IU/ml penicillin, and 100 mg/ml streptomycin. Gibco 15070063
PBS Gibco 10010049
0.25% Trypsin/EDTA Gemini 50-753-3104
12-well glass bottomed imaging dish Cellvis P12-1.5H-N
Paclitaxel TSZ Chem RS036
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Sigma NC0215085
Environmental Chamber In Vivo Scientific
5% CO2 Airgas Z03NI7432000201
15 mL Conical Tubes Fisherbrand 05-539-12
10 cm polystyrene tissue culture plates Falcon 08772E
10 mL Disposable Serological Pipette Fisherbrand 4488
5804R 15 amp Centrifuge Eppendorf 97007-370
1000 microliters Pipette Gilson Pipetman Classic
20 microliters Pipette Gilson Pipetman Classic
p1000 Pipette Tips Sharp p1126
p20 Pipette Tips Sharp P1121
RPE-1 Cells ATCC CRL-4000
Incubator Galaxy 170S Eppendorf CO17011005
Pipette Boy Integra 156401
Hemacytometer Fisher Scientific 0267110
Nikon Ti-E-PFS Inverted Microscope for Live Cell Imaging Micro Video Instruments, Inc. MEA53100
Prior X-Y Stage System and White Light LED Illuminator Micro Video Instruments, Inc. 500-H117P1N4
Prior Proscan 3 Controller XYZ with Encoders Micro Video Instruments, Inc. 500-H31XYZE
Andor Digital Camera Micro Video Instruments, Inc. D10NLC
Nikon NIS Elements AR Software Micro Video Instruments, Inc. MQS31000
SOLA LED Illuminator for Fluorescence Micro Video Instruments, Inc. SOLA-E
InVivo Environmental Chamber with CO2 Flow Control Micro Video Instruments, Inc. Ti-IVS-100
Ti-ND6-PFS Perfect Focus Motorized Nosepiece Micro Video Instruments, Inc. MEP59391
Ti-C System Condenser Turret Micro Video Instruments, Inc. MEL51000
Ti-C LWD LWD Lens Unit for System Condenser Turret Micro Video Instruments, Inc. MEL56200
Te-C LWD Ph1 Module Micro Video Instruments, Inc. MEH41100
CFI Plan Fluor DLL 10X Objectivena 0.3 wd 16mm Micro Video Instruments, Inc. MRH10101
CFI Super Plan Fluor ELWD 20xc ADM Objective Micro Video Instruments, Inc. MRH48230

References

  1. van Vuuren, R. J., Visagie, M. H., Theron, A. E., Joubert, A. M. Antimitotic drugs in the treatment of cancer. Cancer Chemother Pharmacol. 76 (6), 1101-1112 (2015).
  2. Chan, K. S., Koh, C. G., Li, H. Y. Mitosis-targeted anti-cancer therapies: where they stand. Cell Death Dis. 3, e411 (2012).
  3. Jackson, J. R., Patrick, D. R., Dar, M. M., Huang, P. S. Targeted anti-mitotic therapies: can we improve on tubulin agents?. Nat Rev Cancer. 7 (2), 107-117 (2007).
  4. Gascoigne, K. E., Taylor, S. S. How do anti-mitotic drugs kill cancer cells?. J Cell Sci. 122 (Pt 15), 2579-2585 (2009).
  5. Rieder, C. L., Maiato, H. Stuck in division or passing through: what happens when cells cannot satisfy the spindle assembly checkpoint. Dev Cell. 7 (5), 637-651 (2004).
  6. Gascoigne, K. E., Taylor, S. S. Cancer cells display profound intra- and interline variation following prolonged exposure to antimitotic drugs. Cancer Cell. 14 (2), 111-122 (2008).
  7. Huang, H. C., Mitchison, T. J., Shi, J. Stochastic competition between mechanistically independent slippage and death pathways determines cell fate during mitotic arrest. PLoS One. 5 (12), e15724 (2010).
  8. Shi, J., Orth, J. D., Mitchison, T. Cell type variation in responses to antimitotic drugs that target microtubules and kinesin-5. Cancer Res. 68 (9), 3269-3276 (2008).
  9. Ganem, N. J., Pellman, D. Limiting the proliferation of polyploid cells. Cell. 131 (3), 437-440 (2007).
  10. Ganem, N. J., Storchova, Z., Pellman, D. Tetraploidy, aneuploidy and cancer. Curr Opin Genet Dev. 17 (2), 157-162 (2007).
  11. Ganem, N. J., Pellman, D. Linking abnormal mitosis to the acquisition of DNA damage. J Cell Biol. 199 (6), 871-881 (2012).
  12. Sotillo, R., Schvartzman, J. M., Socci, N. D., Benezra, R. Mad2-induced chromosome instability leads to lung tumour relapse after oncogene withdrawal. Nature. 464 (7287), 436-440 (2010).
  13. Sotillo, R., et al. Mad2 overexpression promotes aneuploidy and tumorigenesis in mice. Cancer Cell. 11 (1), 9-23 (2007).
  14. Ganem, N. J., Godinho, S. A., Pellman, D. A mechanism linking extra centrosomes to chromosomal instability. Nature. 460 (7252), 278-282 (2009).
  15. Silkworth, W. T., Nardi, I. K., Scholl, L. M., Cimini, D. Multipolar spindle pole coalescence is a major source of kinetochore mis-attachment and chromosome mis-segregation in cancer cells. PLoS One. 4 (8), e6564 (2009).
  16. McGuire, W. P., et al. Cyclophosphamide and Cisplatin Compared with Paclitaxel and Cisplatin in Patients with Stage III and Stage IV Ovarian Cancer. New England Journal of Medicine. 334 (1), 1-6 (1996).
  17. McGuire, W. P., et al. Taxol: a unique antineoplastic agent with significant activity in advanced ovarian epithelial neoplasms. Ann Intern Med. 111 (4), 273-279 (1989).
  18. Ettinger, D. S. Taxol in the treatment of lung cancer. J Natl Cancer Inst Monogr. (15), 177-179 (1993).
  19. Weaver, B. A. How Taxol/paclitaxel kills cancer cells. Mol Biol Cell. 25 (18), 2677-2681 (2014).
  20. Jordan, M. A., Wilson, L. Microtubules as a target for anticancer drugs. Nat Rev Cancer. 4 (4), 253-265 (2004).
  21. Wall, M. E., Wani, M. C. Camptothecin and Taxol: Discovery to Clinic-Thirteenth Bruce F. Cain Memorial Award Lecture. Cancer Research. 55 (4), 753-760 (1995).
  22. Schiff, P. B., Horwitz, S. B. Taxol stabilizes microtubules in mouse fibroblast cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 77 (3), 1561-1565 (1980).
  23. Lara-Gonzalez, P., Westhorpe, F. G., Taylor, S. S. The spindle assembly checkpoint. Curr Biol. 22 (22), R966-R980 (2012).
  24. Musacchio, A. The Molecular Biology of Spindle Assembly Checkpoint Signaling Dynamics. Curr Biol. 25 (20), R1002-R1018 (2015).
  25. Uetake, Y., et al. Cell cycle progression and de novo centriole assembly after centrosomal removal in untransformed human cells. J Cell Biol. 176 (2), 173-182 (2007).
  26. Sakaue-Sawano, A., et al. Visualizing spatiotemporal dynamics of multicellular cell-cycle progression. Cell. 132 (3), 487-498 (2008).
  27. Chittajallu, D. R., et al. In vivo cell-cycle profiling in xenograft tumors by quantitative intravital microscopy. Nat Methods. 12 (6), 577-585 (2015).
  28. Gu, J., et al. Cell cycle-dependent regulation of a human DNA helicase that localizes in DNA damage foci. Mol Biol Cell. 15 (7), 3320-3332 (2004).
  29. Easwaran, H. P., Leonhardt, H., Cardoso, M. C. Cell cycle markers for live cell analyses. Cell Cycle. 4 (3), 453-455 (2005).
  30. Hahn, A. T., Jones, J. T., Meyer, T. Quantitative analysis of cell cycle phase durations and PC12 differentiation using fluorescent biosensors. Cell Cycle. 8 (7), 1044-1052 (2009).
  31. Bajar, B. T., et al. Fluorescent indicators for simultaneous reporting of all four cell cycle phases. Nat Methods. 13 (12), 993-996 (2016).
  32. Gekara, N. O. DNA damage-induced immune response: Micronuclei provide key platform. J Cell Biol. 216 (10), 2999-3001 (2017).
  33. Chow, K. H., Factor, R. E., Ullman, K. S. The nuclear envelope environment and its cancer connections. Nat Rev Cancer. 12 (3), 196-209 (2012).
  34. Crasta, K., et al. DNA breaks and chromosome pulverization from errors in mitosis. Nature. 482 (7383), 53-58 (2012).
  35. Hatch, E. M., Fischer, A. H., Deerinck, T. J., Hetzer, M. W. Catastrophic nuclear envelope collapse in cancer cell micronuclei. Cell. 154 (1), 47-60 (2013).
  36. Maciejowski, J., Li, Y., Bosco, N., Campbell, P. J., de Lange, T. Chromothripsis and Kataegis Induced by Telomere Crisis. Cell. 163 (7), 1641-1654 (2015).
  37. Zhang, C. Z., et al. Chromothripsis from DNA damage in micronuclei. Nature. 522 (7555), 179-184 (2015).
  38. Denais, C. M., et al. Nuclear envelope rupture and repair during cancer cell migration. Science. 352 (6283), 353-358 (2016).
  39. Raab, M., et al. ESCRT III repairs nuclear envelope ruptures during cell migration to limit DNA damage and cell death. Science. 352 (6283), 359-362 (2016).
  40. Bernhard, W., Granboulan, N. THE FINE STRUCTURE OF THE CANCER CELL NUCLEUS. Exp Cell Res. 24 (Suppl 9), 19-53 (1963).
  41. de Noronha, C. M., et al. Dynamic disruptions in nuclear envelope architecture and integrity induced by HIV-1 Vpr. Science. 294 (5544), 1105-1108 (2001).
  42. Vargas, J. D., Hatch, E. M., Anderson, D. J., Hetzer, M. W. Transient nuclear envelope rupturing during interphase in human cancer cells. Nucleus. 3 (1), 88-100 (2012).
  43. Sieprath, T., Darwiche, R., De Vos, W. H. Lamins as mediators of oxidative stress. Biochem Biophys Res Commun. 421 (4), 635-639 (2012).
  44. Mitchison, T. J., Pineda, J., Shi, J., Florian, S. Is inflammatory micronucleation the key to a successful anti-mitotic cancer drug?. Open Biol. 7 (11), (2017).
  45. Shenk, E. M., Ganem, N. J. Generation and Purification of Tetraploid Cells. Methods Mol Biol. 1413, 393-401 (2016).
  46. Morten, B. C., Scott, R. J., Avery-Kiejda, K. A. Comparison of Three Different Methods for Determining Cell Proliferation in Breast Cancer Cell Lines. J Vis Exp. (115), (2016).
  47. Salmon, E. D., Canman, J. C. Proper alignment and adjustment of the light microscope. Curr Protoc Cell Biol. , (2001).
  48. Cole, R. Live-cell imaging. Cell Adh Migr. 8 (5), 452-459 (2014).
  49. Burke, R. T., Orth, J. D. Through the Looking Glass: Time-lapse Microscopy and Longitudinal Tracking of Single Cells to Study Anti-cancer Therapeutics. J Vis Exp. (111), (2016).
  50. Douthwright, S., Sluder, G. Live Cell Imaging: Assessing the Phototoxicity of 488 and 546 nm Light and Methods to Alleviate it. J Cell Physiol. 232 (9), 2461-2468 (2017).
  51. Hilsenbeck, O., et al. Software tools for single-cell tracking and quantification of cellular and molecular properties. Nat Biotechnol. 34 (7), 703-706 (2016).
  52. Skylaki, S., Hilsenbeck, O., Schroeder, T. Challenges in long-term imaging and quantification of single-cell dynamics. Nat Biotechnol. 34 (11), 1137-1144 (2016).
  53. Jones, T. R., et al. Scoring diverse cellular morphologies in image-based screens with iterative feedback and machine learning. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (6), 1826-1831 (2009).
  54. Lukas, C., Falck, J., Bartkova, J., Bartek, J., Lukas, J. Distinct spatiotemporal dynamics of mammalian checkpoint regulators induced by DNA damage. Nat Cell Biol. 5 (3), 255-260 (2003).
  55. Bekker-Jensen, S., Lukas, C., Melander, F., Bartek, J., Lukas, J. Dynamic assembly and sustained retention of 53BP1 at the sites of DNA damage are controlled by Mdc1/NFBD1. J Cell Biol. 170 (2), 201-211 (2005).
  56. Loewer, A., Batchelor, E., Gaglia, G., Lahav, G. Basal dynamics of p53 reveal transcriptionally attenuated pulses in cycling cells. Cell. 142 (1), 89-100 (2010).
  57. Lekshmi, A., et al. A quantitative real-time approach for discriminating apoptosis and necrosis. Cell Death Discovery. 3, 16101 (2017).
  58. Jullien, D., Vagnarelli, P., Earnshaw, W. C., Adachi, Y. Kinetochore localisation of the DNA damage response component 53BP1 during mitosis. J Cell Sci. 115 (Pt 1), 71-79 (2002).

Play Video

Cite This Article
Bolgioni, A. F., Vittoria, M. A., Ganem, N. J. Long-term Live-cell Imaging to Assess Cell Fate in Response to Paclitaxel. J. Vis. Exp. (135), e57383, doi:10.3791/57383 (2018).

View Video