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利用数字光片显微镜改善3D细胞生物学工作流程

通过体内类肿瘤球体模型阐明亚细胞水平的癌症发展

了解癌变过程中的亚细胞机制对于癌症治疗至关重要。流行的细胞模型包括生长为单层的癌细胞。但是这种方法无视肿瘤细胞与其周围微环境的三维(3D)相互作用。为了了解在接近自然环境下恶性肿瘤的发展和进展,表征癌症微环境至关重要。

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传统显微镜的挑战

数量不断增加的培养方法使癌细胞能够以3D球形形式生长。这些细胞球体模仿实体瘤的特性,非常适合于建模具有生理相关性的癌症。复杂的3D结构和体积大小代表了常规光学显微镜的挑战。这可以通过基于光片的显微镜来克服,该显微镜可以在合理的时间内跟踪大样本中的亚细胞变化。

扩大您的结果

用Leica SP8 数码灯研究细胞球体(DLS)显微镜可揭示标准培养皿中细胞和分子过程的有意义结果,非常适合癌症研究。

视频"3D Biology Worfklow"

具有多位置实验的球体成像工作流程

徕卡显微系统公司 数码灯模块 (DLS)可以集成在任何倒置共焦Leica的垂直轴中 TCS SP8显微镜。

  • 通过在标准陪替氏培养皿中轻松进行样品制备来节省时间。
  • 在一个实验中对多个球体成像可以实现高产的长期观察。

下载传单"SP8 DLS 3D Biology"

7.5 h延时记录3D培养的乳腺上皮微球体。数据由BioQuant /的智能成像小组(B. Eismann / C。Conrad)提供DKFZ 海德堡

3D细胞生物学,球体,类器官

在过去的十年中,3D细胞培养的应用已显着增长,并已发展成为强大而可靠的细胞模型。越来越多的科学家相信3D细胞培养将很快取代传统的单层细胞培养。

3D细胞培养模型的最新实例阐明了对结直肠癌(CRC)及其复杂的潜在发展机制的新见解。在这种情况下,类器官在疾病研究以及再生医学和个性化医学中显示出许多有价值的应用。


3D细胞生物学工作流程-步骤

步骤1:准备

样品在标准玻璃底培养皿中制备。不需要专用设备,例如毛细管。 您可以通过在少量水凝胶中直接生长多个球状体,或在一个实验装置中准备几个标本,或者 通过在培养皿中放入几滴水凝胶并将已经形成的球状体转移到其中。

步骤2:安装

将培养皿倒置,以使球体陷入确保最佳观察性的位置。 在下一步中,水凝胶在37°C下固化,产生一种将球体固定在适当位置的凝胶。 最后,将培养皿再次直立并充满培养培养基。

步骤3:光片成像

然后,将培养皿放在培养皿的样品架上。 TCS SP8 DLS 。 TwinFlect反射镜提供2面照明,可快速简便地成像。由于图像采集过程中的低曝光量,因此可以长时间跟踪球体的自然发展。的设计 DLS 模块可让您在单个实验(多位置实验)中查看多个样品。他们可以被扫描 使用sCMOS相机的完整芯片以每秒60帧以上的速度,一个接一个地堆叠,并且随着时间的流逝。为了方便的培养条件,您可以添加各种制造商的培养系统,例如 Okolab东海.

步骤4:数据处理

通过将图像从临时存储器连续流式传输到硬盘或服务器解决方案(例如Acquifer HIVE)中,在保存图像时将其保存。

步骤5:可视化

采集图像后,您可以立即使用Leica的3D可视化工具可视化您的结果 LAS X 3D软件。 以3D形式在特定时间查看您的球状体,或检查所采集数据的子体积以可视化标记有不同标记的单个细胞分裂。

乳腺上皮微球体的4D采集子体积。细胞核呈绿色,细胞骨架呈红色。数据由BioQuant /的智能成像小组(B. Eismann / C。Conrad)提供DKFZ 海德堡

步骤6:分析

比较来自不同遗传背景或经过不同处理的球体的行为是一个重大挑战。当您需要收集定量信息(例如有关健康和受损组织的信息)时,数据分析是必不可少的工具。 强大的2D和3D分析工具是Leica的一部分 LAS X软件。

步骤7:分享

通过使用tif或jpeg等通用图像格式,与全世界的同事,其他机构或任何媒体分享您的结果。电影可以轻松导出为mp4视频,您的定量结果可以在Excel报告中进一步评估。

其他研究领域:神经科学

在神经科学中,除其他进展外,Zika病毒的类器官模型已经开发出来,可以研究大脑。这些类器官是发育,疾病发病机制和药物筛选的理想体外模型。

进一步阅读3D生物学

Ishiguro等人,《癌症科学》,2017年:肿瘤来源的球体:与癌症干细胞和临床应用的相关性。
//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5378268/

//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5378268/Halfter和Mayer,生物技术杂志,2017:将3D肿瘤模型带入个性化医学的临床预测价值。
//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28098436

佐藤和聪明人​​,细胞,2015年:快照:来自干细胞的类器官生长
//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26091044