利用Incucyte實時活細胞分析系統(tǒng)進行3D細胞模型的高通量分析

目前3D細胞培養(yǎng)的方式主要分兩種：
 

• 不依賴支架的培養(yǎng)方案，如超低細胞吸附孔板、懸滴法、磁力懸浮法、微重力培養(yǎng)法等

• 基于支架的培養(yǎng)方案，如胞外基質(zhì)凝膠、化學合成凝膠、3D打印等、

 

Incucyte®實時活細胞分析系統(tǒng)應用靈活，能夠?qū)Σ煌�培養(yǎng)方式獲得的多種3D活細胞樣本自動且連續(xù)地（數(shù)天、數(shù)周或數(shù)月）進行HD 相位和熒光圖像的獲取及分析。并且可以安裝在標準化的組織培養(yǎng)箱內(nèi)，確保細胞生長環(huán)境免受干擾。下面通過兩個案例來看看Incucyte®的實力吧！

美國斯坦福大學醫(yī)學院的 Michael C. Bassik教授團隊在Nature上發(fā)表文章[1]，詳細對比了在肺癌中腫瘤突變基因在2D單細胞層和3D細胞球體中的表型差異，并通過3D球體模型篩選出了被2D模型遺漏的靶點。該文采用了不依賴支架的培養(yǎng)方案，使用超低細胞吸附耗材進行3D細胞球體的培養(yǎng)。 篩選策略如圖所示：將sgRNA文庫通過慢病毒感染NCI-H23細胞系（該細胞系帶有KRASG12C突變），并將感染后的細胞分為兩組，分別用3D細胞球體培養(yǎng)和2D單細胞層培養(yǎng)兩種模式進行細胞增殖，結(jié)合ARS-853（KRAS抑制劑）對細胞表型進行篩選。

在其中我們也看到了Incucyte® S3的身影！細胞的增殖和死亡均由Incucyte® S3進行實時監(jiān)測。
 

如視頻所示，NCI-H23細胞自身帶有mCherry（紅色熒光）蛋白，同時在培養(yǎng)基中加入Sytox Green作為死細胞標記染料。細胞在孔中成球的狀態(tài)和活/死細胞標記一目了然。
 

基于支架的3D細胞培養(yǎng)

來自芬蘭圖爾庫大學生物技術(shù)中心的科研人員在Oncogene期刊中發(fā)表研究結(jié)果[2]，發(fā)現(xiàn)熱休克因子HSF2 能夠抑制前列腺癌（PrCa）的腫瘤侵襲。HSF2通過調(diào)節(jié)GTP酶活性、細胞粘附、細胞外基質(zhì)和肌動蛋白細胞骨架動力學等相關(guān)的基因來實現(xiàn)腺泡生成與侵襲行為之間的相互轉(zhuǎn)換。使用Incucyte®對體外3D類器官培養(yǎng)物進行監(jiān)測和分析，觀察到了PC3腫瘤球中腺泡的產(chǎn)生及其侵襲行為。

將siRNA轉(zhuǎn)染細胞，轉(zhuǎn)移到Matrigel中，監(jiān)測腫瘤球形態(tài)8天。
 

• 轉(zhuǎn)染對照siRNA的細胞，最初成熟為分化良好的類器官，并在第8天左右自發(fā)形成侵襲性的多細胞結(jié)構(gòu)，隨后不久出現(xiàn)明顯的侵襲。

• 有趣的是，HSF2沉默進一步增加了侵襲性，并且在更早的時間點即檢測到侵襲的發(fā)生。

• 相反，HSF1沉默作為對照，干擾了腺泡分化，增加了細胞死亡率，從而阻止隨后侵襲性結(jié)構(gòu)的形成。

 

 

Incucyte®實時活細胞分析系統(tǒng)與Incucyte®腫瘤球分析模塊的結(jié)合，可對腫瘤侵襲進行可重復和高通量分析，提高對細胞活動的深入理解，做出更明智的決定。


總結(jié)

Incucyte®可提供集成式的完整的3D 腫瘤球分析方案，在組織培養(yǎng)箱內(nèi)實時自動追蹤和定量腫瘤球的形成、生長和健康狀態(tài)。
 

腫瘤球	類器官
腫瘤球形態(tài)、生長和活性	監(jiān)測并量化類器官生長
惡性腫瘤細胞的侵襲潛能	優(yōu)化類器官培養(yǎng)條件
細胞相互作用：免疫細胞殺傷	鑒定類器官最佳成熟階段
	實時監(jiān)測類器官分化及生長效率