采用无支架模型对实体瘤进行建模

肿瘤球或肿瘤细胞聚集体比单层细胞更能代表在体内条件下,生长为肿瘤球的肿瘤细胞会表现出一些生理特征,包括相关的形态、更高的细胞存活率以及缺氧核心。

越来越多证据表明,与 2D 单层细胞模型相比,肿瘤球模型可进行更相关和更多的转化性观察,特别是在癌症生物学和肝毒性领域。尽管研究证实 3D 肿瘤细胞培养能够比简单的 2D 单层细胞更接近于癌症的生理环境,但目前可用的大多数 3D 肿瘤球形成和定量技术通常费时费力、价格高昂和/或可重现性较低。 在圆底 ULA 板中制备单肿瘤球模型是一种简单经济的实体瘤模型建立方式。

应用

Incucyte® 3D 单肿瘤球分析

要有效分析基于液体的 3D 单肿瘤球可能颇具挑战。传统的酶标仪分析缺少基于图像的多方面分析,包括分析形态信息和确认图像中数据的功能。由于多种因素,传统的成像系统本身就难以适应体外培养模型的动力学分析,主要原因如下:

  • 数据不完整 -成像间隔之间的信息缺失
  • 多种不受控制的环境波动 -细胞在培养箱和成像系统之间来回转移,同时培养箱外冗长的 3D 图像采集方案会造成温度差异,且无法控制氧气和二氧化碳浓度
  • 理想的图像采集参数开发非常耗时
  • 图像处理复杂,需要专家级操作人员生成定量信息

Incucyte® 3D 单肿瘤球分析方案可提供集成式的完整解决方案,在组织培养箱内实时自动追踪和定量肿瘤球的形成、生长和健康状态。

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视频:利用 Incucyte® 活细胞分析系统和 Incucyte® Cytotox 绿色染料持续监测肿瘤球的生长和细胞毒性。将无标记 SK-OV-3 人卵巢腺癌细胞(使用或不使用 1µM 喜树碱处理)进行 10 天的明场和绿色荧光成像。

关键优势

Incucyte® 3D 单肿瘤球分析的关键优势

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图 1. 监测肿瘤球大小随时间的变化,监测时,肿瘤球的生长在组织培养箱内不受干扰。

明场图像显示了 MDA-MB-231 乳腺癌肿瘤球 ± 细胞毒素剂喜树碱 (1 µM) 的生长情况。 经溶媒处理的肿瘤球体积增加,而经 CMP 处理的肿瘤球保持原有的密度。 每 6 h 自动采集一次图像,用于明场区域的定量分析。

图 2. 高质量 HD 相位图和 DF 明场图像显示肿瘤球形态。A549 和 MDA-MB-231 细胞接种后 72 小时形成的肿瘤球高质量 HD 相位图和对应的 DF 明场图像。从图中可轻松地区分疏松的聚集体和致密的肿瘤球形态,如图中 A549 和 MDA-MB-231 细胞所示例。MDA-MB-231 聚集物在离心后加入 2.5% v/v Matrigel®,可密集化形成肿瘤球。所有图像经 10 倍放大后采集。

揭示单一培养或共培养中细胞随时间的变化

图 3.确定细胞毒性和细胞抑制的作用机制。 利用 Incucyte® Cytotox 绿色染料比较明场和荧光读数。图像中显示了处理 10 天后,SK-OV-3 肿瘤球明场 mask 区域中的绿色荧光。 明场区域的时程曲线显示了两种药物处理后类似的响应 - 随着药物浓度的增加,肿瘤球的生长受到抑制。 明场边界内的平均绿色强度(底部行)显示了肿瘤球对细胞毒性(喜树碱,左)和细胞抑制性(环己酰亚胺)试剂的响应差异。 在喜树碱存在的情况下,细胞死亡,导致细胞毒性报告试剂(Incucyte® Cytotox 绿色染料)产生的荧光强度增加;而经环己酰亚胺和溶媒处理的肿瘤球只显示出少量细胞死亡,与预期一致。

图 4. 在 Incucyte® 活细胞分析系统中持续监测肿瘤球的生长和细胞健康状态。SK-OV-3 人卵巢癌细胞稳定表达核限制性荧光蛋白(Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂)。细胞毒性药物喜树碱 (1 µM) 抑制了荧光随时间的增加(在明场 mask 定义的肿瘤球区域内测定)。

图 5.(视频).在 3D 细胞培养模型中定量分析抗体依赖性细胞介导的细胞毒性 (ADCC)。在肿瘤球模型中,曲妥珠单抗(Herceptin®,赫赛汀®)诱导 SK-OV-3 卵巢癌细胞的免疫细胞杀伤。将带有 Incucyte® Nuclight 红色标记的 HER2 阳性 SKOV-3 肿瘤球与 PBMC 共同接种,并使用赫赛汀(靶向 HER2 受体的 mAb)处理。赫赛汀可诱导 SKOV-3 肿瘤球的生长抑制。

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生成可重现的定量数据

图 6.经实验室测试和验证的 Incucyte® 肿瘤球方案清晰易懂。减少 3D 细胞培养中解决难题的时间,无需反复实验即可获得适合定量分析的图像。

下载实验方案

图 7. 肿瘤球培养显示出分析的稳定性和可重现性。Incucyte® VesselView 展示了 4 个细胞密度下 3 种肿瘤球类型(肺癌、纤维肉瘤、卵巢癌)的明场区域 mask。明场区域图显示,这些细胞类型以建议的密度(2500 个细胞/孔)接种可产生稳定的时程曲线。

图 8.在生理相关条件下进行稳定的药理学分析。在组织培养箱中进行无标记肿瘤球分析,检测喜树碱 (CMP)、顺铂 (CIS) 和奥沙利铂 (OXA) 对 SKOV-3 细胞生长的影响。SKOV-3 细胞以 5000 个细胞/孔的密度接种,等待肿瘤球形成(72 小时),然后采用一系列稀释的化合物处理细胞,获得肿瘤球生长的动力学参数。微孔板图表展示了单个孔随时间的最大明场 (BF) 面积 (µm2)。浓度响应曲线显示了处理 240小时后的最大 BF 面积 (µm2)。数据收集时间为 240 小时,每间隔 6 小时采集一次图像。每个数据点代表平均值 ± SEM,n = 8。

下载应用指南

提高分析效率

图 9. 向导式界面,即使初次使用的用户也能够轻松操作。 自动图像采集和分析工具可为您带来“轻松设置,自动化处理”的体验。支持远程查看图像,监测实验进程,实时分析,快速作出决策。

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产品

数量

产品目录号

Incucyte® 肿瘤球分析软件模块

1

9600-0019

Incucyte® Cytotox 绿色染料

1

4633

Incucyte® Cytotox 红色染料

1

4632

Incucyte® Annexin V 红色染料

1

4641

Incucyte® Annexin V 绿色染料

1

4642

Incucyte® Nuclight 绿色慢病毒试剂(EF-1a 启动子、Puro 筛选)

1

4624

Incucyte® Nuclight 红色慢病毒试剂(EF-1a 启动子,Puro 筛选)

1

4625

Incucyte® Cytolight 绿色慢病毒试剂(EF-1a 启动子、Puro 筛选)

1

4481

Incucyte® Cytolight 红色慢病毒试剂(EF-1a 启动子,Puro 筛选) 

1

4482


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资源

文献和文档

应用指南

3D 单肿瘤球实时活细胞分析的验证及药理学应用

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方案

Incucyte® 肿瘤球免疫细胞杀伤分析

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方案

Incucyte® 单肿瘤球分析

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方案

Incucyte® 肿瘤球分析

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应用指南

肿瘤球明场分析

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MIPTEC 2017 海报

3D 肿瘤球活细胞生长、皱缩和健康状态的无创实时分析

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AACR 海报

一种用于肿瘤治疗药物筛选的 3D 培养模型

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