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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,以筛选癌症治疗物

癌症涉及细胞的改变,包括使细胞脱离正常限制生长和分裂,从而侵袭和破坏相邻组织,并最终转移至身体远端部位。癌症研究人员需要更好的研究工具,使他们能够更容易地研究复杂的、未知的癌细胞与其环境之间的相互作用,并确定癌症治疗干预点。

使用具有生物相关性的 3D 细胞模型,如可模拟肿瘤或器官体内环境的细胞球、类器官和器官芯片系统,了解我们的高内涵成像系统和分析软件解决方案,从而促进癌症研究。

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环境筛选以鉴定潜在癌症治疗方法。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。

核心优势包括:

  • 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细胞工作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。

使用各种成像、细胞筛选和微孔板读板机系统简化您的肿瘤学工作流程。

 

 

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。

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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

 

近年来,在开发肿瘤细胞体外聚集体以用作体内组织环境的模型方面已经取得了显著进展。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环境筛选以鉴定潜在癌症治疗方法。

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

 

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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。

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