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.
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.
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 غ2، 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 ز1، والأخضر 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.
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،…
The authors have nothing to disclose.
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.
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 |