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癌症研究解决方案

用于了解癌症研究中的细胞通路和细胞相互作用的生物分析解决方案

对如细胞球、类器官和器官芯片生物学等细胞模型进行 3D 成像和分析，以筛选癌症治疗

Learn about our high-content imaging systems and analysis software solution that facilitate cancer research using biologically relevant 3D cellular models like spheroids, organoids, and organ-on-a-chip systems that simulate the in vivo environment of a tumor or organ.

癌症涉及可使细胞不顾正常限制而生长和分裂，从而侵袭和破坏相邻组织，并最终转移至身体远端部位的改变。癌症研究人员需要可让他们更轻松研究癌细胞与其环境之间复杂且人们通常知之甚少的相互作用的同时，并能发现治疗干预点的工具。

将前列腺癌细胞种植在细胞孔板中，用 100nM 抗癌药物 paclitaxel 进行处理，并对细胞进行时间序列成像。用 caspase-3/7（绿色，细胞凋亡标记物）和 ethidium homodimer-1（红色，细胞坏死标记物）对细胞进行染色，每 30 分钟成像一次，持续 72 小时。

癌细胞球 3D 成像技术的优势

癌细胞球远比标准 2D 细胞培养更有效地模拟肿瘤行为。此类 3D 细胞球模型已成功用于筛选环境以鉴定潜在癌症治疗。这些培养系统可用于多参数分析，从而定量不同生物现象、加速癌症药物开发。

关键获益包括：

3D 高内涵成像的开发标志着向更相关和更精确的检测迈进了一大步
3D 培养系统可迅速生成均一的人癌细胞球，其可以高通量形式使用以加速癌症药物开发
使用癌细胞共聚焦 3D 图像分析的研究已实现了许多生物现象的多参数特性鉴定

用于在高通量筛选环境中分析 3D 癌细胞球的工作流程

细胞球可在 96 或 384 孔板中培养、使用化合物处理并用可揭示工作中的细胞过程和通路的染料进行染色。在某些情况下，无需洗涤即可对细胞球进行成像；如有需要也可对其进行固定。

工作流程说明了用于分析细胞球的简化流程，并强调了可帮助您简化研究并提高通量的系统。

培养细胞球 – 可直接使用一块超低黏附 (ULA) 圆底板，或其他实验室培养耗材直接培养癌症细胞，以培养常规形态的细胞球。其他实验室培养耗材让人能够在单个孔中培养多个细胞球。
使用化合物处理 – 细胞球形成后，将所需浓度的化合物添加到孔中，随后孵育一天至几天，具体取决于所研究的机制。
标记物染色 – 化合物处理完成后，直接向培养基添加染料。可以使用无需洗涤的染色剂，以免干扰细胞球，但在必要时，可以使用自动化技术小心洗涤细胞球。
采集细胞球图像 – 可使用专门的成像设备单独或以 Z 堆栈形式（在不同深度采集多张图像）捕获细胞球球体内的图像。
分析癌症细胞 – 使用细胞成像分析软件运行细胞图像定量分析，以监测不同标记物的表达并定量生物学读数。

通过对肿瘤细胞球的高通量共聚焦成像筛选癌症治疗方案

In recent years, there has been significant progress in development of in vitro aggregates of tumor cells for use as models for in vivo tissue environments. 当接种至超低黏附圆底微孔板的一个孔中时，这些聚集体会形成一个离散的细胞球。细胞球被认为可比常规二维 (2D) 细胞培养更有效地模拟肿瘤行为，因为它们与肿瘤非常相似，同时包含表面暴露和深埋的细胞、增殖和非增殖细胞，并包含具有一个充分氧化的细胞外层和缺氧中心。此类 3D 细胞球模型已成功用于筛选环境以鉴定潜在癌症治疗。

当开发可靠的细胞球检测面临若干挑战时，使用自动高通量、高内涵成像就成为了体内相关性更佳的候选化疗药物检测的一个重要步骤。

以 20x 放大倍率在一个视野中捕获整个细胞球
以 96 或 384 孔形式筛选具有生物相关性的 3D 细胞球
使用共聚焦成像精确检测细胞反应
通过仅保存 Z 平面图像的 2D 重构来节省存储空间

了解更多信息

图 1. 迅速筛选微孔板中的 3D 细胞球

图 1

(1a) 96 孔板中经化合物处理且使用 10x Plan Fluor 物镜成像的 HCT116 细胞球的缩略图拼接。经 Hoechst 染色的胞核（蓝色）与 CellEvent Caspase 3/7 凋亡标记物（绿色）叠加。

(1b) 第 4 栏为未经处理的对照物，而 (1c) 第 5-7 栏中的 Caspase 3/7 反应明显，其中 A 排中的紫杉醇以 1:3 的比例从 1 µM 开始进行梯度稀释（3 次重复）。

(1d, 1e) 将 11 个 Z 平面合并为一张 2D 最大投影图像，并使用便捷的自定义模块对其进行分析。显示的是展示低度和高度凋亡的原始图像及其相应的分割标记（品蓝 = 胞核，粉色 = 凋亡细胞）。

(1f) 通过在与未经处理的细胞球对比的情况下将凋亡数量均一化并绘制于图表上，可观察到紫杉醇（绿色线）诱导凋亡所需浓度远低于丝裂霉素 C 或依托泊苷。

标准化至对照水平的凋亡细胞

图 2

应用和检测

Molecular Devices 是细胞成像的行业领先者，提供了各种各样的工具来支持生命科学研究、药物发现和高通量筛选。我们的高内涵成像系统可以助力您在生物分析癌症研究工作中获得成功。我们还提供多种配置的多功能读板机，以及一系列易于使用的微阵列扫描仪。

了解更多关于我们的技术如何助力您的癌症治疗研究的信息。

3D 癌细胞球
血管生成
自噬，DNA 损伤
细胞迁移
活细胞成像
发光方法
类器官技术/器官芯片

3D 癌细胞球

癌症研究在过去几十年中取得的快速发展，细胞球（培养物中的细胞 3D 聚集体）随之出现，它是一种有价值的研究工具，与传统 2D 细胞培养物相比可提供更多的生理相关性。

了解如何使用我们应用说明中介绍的方法分析使用各种癌症细胞类型形成的细胞球：

血管生成

血管生成是血管形成和癌症进展方面的一个重要因素。体外管形成检测是一种已确立的评估血管生成的方法。近期新开发的方法（如器官芯片模型或使用斑马鱼作为一个模型系统的体内方法）为血管生成研究提供了不同见解。但重点问题是，扩大这些检测用于筛选，使图像采集和分析面临重大挑战。

了解我们的 ImageXpress 高内涵成像系统和 MetaXpress 软件如何提供一个简化的工作流程以供使用斑马鱼、管形成检测和器官芯片等模型评估血管生成。

自噬，DNA 损伤

抗癌疗法的发现和评估包括细胞模型的开发、新型药物的筛选，以及对相关作用机制的了解。可使用自动细胞成像有效分析 DNA 损伤和自噬（一个在细胞应激的刺激下降解和回收受损蛋白和细胞器的受调控过程）等过程对细胞的作用。

了解自动细胞成像如何为分析抗癌化合物对细胞的作用提供一个有效方法。

细胞迁移

Cell migration is broadly defined as the movement of cells from one location to another. 它是胚胎发育、创伤愈合和免疫学反应等许多生物事件所需的一个必不可少的过程。肿瘤细胞对周围组织的侵入及其转移是可使用体外细胞迁移方法研究的癌症领域。

了解如何随着时间的推移测定细胞迁移并进行实时分析。