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腫瘍細胞の特徴への新しいアプローチを提案します。我々 は DNA 蛍光-原と蛍光を組み合わせる-機能性医療用ワイヤー線の生体内でCtc を患者の血液から直接豊かの対応によってキャプチャされているセルを評価する交配。
循環腫瘍細胞 (CTCs) は、転移性癌の予後に関連付けられます。同一証明、表現、および遺伝子型が腫瘍の不均一性のよりよい理解につながるし、こうして患者個別の治療のための選択を容易にします。ただし、これは Ctc の希少性のために妨げられます。患者の血液の大量のサンプリングと Ctc の存在、表現型、遺伝子の転座に関する情報の取得のための革新的なアプローチを提案します。メソッドを組み合わせた蛍光染色、DNA 蛍光-原-交配 (DNA 魚)、機能性医療用ワイヤー線に基づいています。この線は、末梢血の大音量から Ctc の生体内で分離を可能にする革新的なデバイスです。ワイヤーの 30 分投与による上映血液量は約 1.5-3 l. です。このアプローチの可能性を示すためには、上皮細胞接着分子 (EpCAM) 発現と ALK 遺伝子の染色体転座は、非小細胞肺癌 (NSCLC) 細胞株官能のワイヤーによってキャプチャで決定されたと免疫 DNA 魚アプローチと汚れます。我々 の主な課題は、三次元構造、機能性ワイヤーにアッセイを実行、免疫表現型を決定する、この魚信号を従来の蛍光顕微鏡によるサポートします。得られた結果を示す Ctc をキャッチし、彼らの表現型と染色体再配列の分析でした可能性のある新しいコンパニオン診断アプローチを表して提供する革新的な、戦略を改善するためオーダーメイドのがん治療です。
Ctc は、癌細胞播種1の重要なステップを表します。患者の末梢血でのプレゼンスに関連付けられて (転移) 再発や病気の進行2,3。CTC 単離とがん患者の血液からの解析は、非侵襲的な液体生検の種類です。近年、ますます進行し腫瘍のこの種の分析を使用してさまざまな治療法に対する応答を監視提供重要な臨床情報4,5することあきらかとなった。手術が可能でない場合や腫瘍組織が利用できないとき、液体生検はさらに便利にすなわち、非 biopsiable 病変。したがって、このアプローチは特定の癌転移性非小細胞肺癌、Ctc の存在が否定的な予後の役割6示されているなど設定で有望です。非小細胞肺癌は、ターゲットを絞った治療アプローチ7,8,9成長、進行に関与すると知られている特定の分子 (分子標的) に作用するように設計の恩恵を特に腫瘍と病気の広がり。したがって、病気の進行の間に特定のターゲットの検出が必要です。CTC の調査、検出およびプライマリまたは転移の組織を必要とせず創薬ターゲットを監視する非常に興味深い診断アプローチです。たとえば、非小細胞肺癌細胞における ALK 遺伝子の転座の検出は、標的治療10クリゾチニブに対する感度に関連付けられます。ただし、現時点では、ALK 転座の検出は細針吸引または小さいバイオプシー; 上でのみ実行します。その結果、腫瘍なし組織 ALK 解析はできません。Ctc は腫瘍の潜在的な代替組織ベースの調査で、非常に有望なコンパニオン診断アプローチを表しています。
潜在的重要性にもかかわらずに、Ctc は、まだ、その希少性 (末梢血111 10 セル/mL) のために主の研究の間で大きな議論の対象です。現在液体の生検の方法血 (すなわち、1 30 mL)12,13の限られた量を使用して、しかし、これ CTCs。 したがって検出感度が次善の状態を作成、見つけることに研究を保証アプローチと発展途上のデバイスを末梢血のより大きい容積に CTC 向け液体生検を行います。
代替デバイス、機能性医療用ワイヤー線血液サンプリングの制限を克服し、Ctc のより代表的な分析を得る (材料の表を参照) を開発しました。機能性ワイヤが Ctc を癌患者1の血流から直接キャプチャ CE 承認の医療機器です。金の 0.2 μ m 厚い層で被覆長さ 2 cm 機能チップで長さ 16 cm ステンレス鋼ワイヤー (図 1 a) から成り立っています。レイヤー順番 EpCAM、CTCs14の表面で最も広く表現される抗原の一つに対して指示される抗体と共有結合 1 に 5 μ m の厚さのポリカルボン酸系ハイドロゲル層によって覆われています。ワイヤの機能性のヒントは、患者の腕の静脈に導入して、少なくとも 30 分の位置のままになります。このアプローチにより、末梢血に直接、血液 (約 300 以上の代替アプローチに使用されるボリューム)1.の約 1.5 3.0 L の画面に Ctc の生体内での分離
Pantelら。肺がん患者15の腕の静脈に直接 Ctc を分離するこのアプローチの有効性を実証しました。彼らはワイヤ蛍光 EpCAM と汎サイトケラチン、CD45 に対する白血球検出のため従来の抗体を使用して Ctc を識別するために染色を行います。蛍光顕微鏡15の下でワイヤーを調べた。著者は示したデバイスは、Ctc を分離することができたが、ALK 転座など治療関連ターゲットを調査しなかった。
提案手法は、表現型のパラメーター、例えば、EpCAM 陽性および分子バイオ マーカーの存在、例えば ALK の状態 (図 1 b) に基づいて非小細胞肺癌細胞株における推定 Ctc を識別するために目指しています。この 3 日間にわたる手順を組み合わせた蛍光 DNA 蛍光その場で染色、機能性電線-交配 (DNA 魚)、免疫、DNA-魚の名前します。Ctc は、まれなエンティティをされますが、このプロトコルの長所は DNA の再編成、肺浸潤機能面で同じ線に Ctc を特徴付けることができます。
1. 免疫 DNA 2次元 Coverslip の魚
2. 免疫 DNA ワイヤー魚
それを上記の手順を使用して官能のワイヤーによって豊かに Ctc (または他の同等の細胞) の免疫 DNA 魚アッセイを行うことが可能です。このプロトコルを設定する前に 2 つの技術の互換性は決定 (免疫蛍光魚) 標準的な 2 D 支持だったEpCAM (EpCAM 抗体と結合線に付着する必須) を表現する 2 つの異なる非小細胞肺癌細胞株が選ばれました。彼らがある異なる ALK のステータスは、別の開始条件をテストすると便利です。最初、NCI-H1975 秒、NCI-H3122 は ALK 転座によって特徴付けられる間、ALK 遺伝子の野生型 (WT) があります。
魚の試金のための ALK 遺伝子分解検出システムが使用されました。システムは、2 つのプローブは、1 つ (オレンジ) 2 p 23、1 つ (緑) 交配 ALK の遠位アルク内近位領域を交配させることで構成されています。2 D のサポート、免疫 DNA 魚抗体やプローブ (図 2) の両方のための明確に定義された信号を提供しました。特に、両方の細胞の明確に定義された EpCAM 膜局在を示した線。さらに、プローブ信号登場明るくシャープ: NCI H1975 細胞を示した (図 2 ab) ALK 遺伝子の野生型のステータスを確認、オレンジ色と緑色のプローブを重複します。逆に、NCI H3122 細胞は、シグナルと重なったと ALK 遺伝子 (図 2 c、 d) の削除を反映した単一の緑のドットを示した。免疫 DNA 魚アッセイを行ったとき 3 D サポート機能性ワイヤー、抗体やプローブの信号は 2次元のサポートにより一般により少なく定義されました。EpCAM 染色、見えなかった。ALK プローブ信号が少なく定義しますが、まだ期待される ALK 状態 (図 3) を反映します。結果は、免疫蛍光染色でした DNA 魚信号と干渉しないことを示した。プローブは、ターゲットと具体的に交配。NCI H3122 細胞株は野生型 ALK 遺伝子 (図 3 a) と NCI-H1975 と対照をなして異常 ALK 遺伝子状態 (図 3 b) を示した。
図 1: ワイヤー、ALK 分解プローブの回路配置、ALK リアレンジメントと特別なホルダーの予想されるパターンのスキームを修飾します。(、) 赤のボックスがワイヤーの 3 つの主要な部分を強調表示: チップ、ワイヤー ストッパーと非機能性のヒント。機能性のヒントは、ワイヤの最も繊細な部分で、細胞の剥離や損傷を避けるために処理中に触れてはなりません。(b) 緑と赤プローブをそれぞれシーケンスにバインド (左側) ALK 遺伝子の遺伝子座の下流・上流。右側に、ALK 手配の exemplificative パターンが表示されます。赤と緑の共局在信号正常細胞;分離の緑と赤の信号は、ALK 遺伝子染色体改 (ALK 遺伝子の転座) と 1 つの緑オレンジ共存信号 (異常細胞-1) を示します。1 赤の信号と 2 つの緑信号は、染色体転座と削除 (異常細胞 2) 1 つの赤い信号の損失を表します。(c) ワイヤー ホルダー;赤い箱は、顕微鏡分析中にワイヤーを処理するとき、介護が必要な領域を強調表示します。ワイヤーは、回転子を回すことによって 360 ° の分析を受けることができます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: 2次元のサポート (coverslip) の免疫 DNA 魚アッセイ。(、 b)NCI H1975 EpCAM の弱陽性を細胞します。EpCAM FITC 信号はかなりあった。ALK の休憩-離れてのオレンジ色と緑色のプローブがオーバー ラップ、NCIH1975 細胞における ALK 遺伝子の WT 状態を確認します。3 つ以上のペアの信号を表示する細胞の異数性のため存在していた。(c、 d)高 EpCAM 表現 NCIH3122 セルラインで蛍光信号が明るい、細胞接合を強調されました。この細胞ラインの典型的な ALK 遺伝子の魚分析確認削除。赤い矢印は、ALK 遺伝子欠失を反映した単一の緑プローブ (対応するオレンジ プローブ)、なしを示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3:免疫 DNA 魚アッセイの 3 D サポートとして官能のワイヤーを使用しています。ワイヤーの NCI H1975 セルの (、) 代表のイメージ。ワイヤ上のセルの 3 D 形状を作る完全に焦点画像を取得することは困難、すべてのセルの EpCAM 信号はよく見える。ワイヤーの NCI H3122 セルの代表者 (b) イメージ。ALK プローブは、遺伝子欠失 (赤矢印)、前述は、2次元のサポートを示した。背景信号は、ポリマー層の存在のために最も可能性が高かった。ただし、それは与えません細胞識別または蛍光分析。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
バッファー | 組成 | メモ | 株式 |
完全な培 | RPMI 1640 + 2 mM グルタミン + 5-10% 胎児血清 (FBS)。 | RPMI: 4 ° Cグルタミン、FBS:-20 ° C | |
抗体 Diluition バッファー | 1 %bsa、1 × PBS で 0.3% トリトン X-100 | 実験映画としたシール。 | |
20 x SSC のソリューション | 3 M の塩化ナトリウム、ddH20 に溶解した 300 mM クエン | フィルター ソリューションおよび pH = HCl で 0.1 ± 7.0 | 実験映画としたシール。 |
x SSC 液 0.4 | 在庫 20 の希釈で x SSC 蒸留 H2O | フィルター ソリューションおよび pH = HCl で 0.1 ± 7.0 | RT。 |
表 1: ソリューションのレシピ。
この論文で初めて、免疫蛍光染色、DNA 魚を組み合わせた手法官能のワイヤを使用を提案しました。免疫 DNA 魚メソッドが呼び出されました。この手法は EpCAM (イベント 1) に陽性などの表現型パラメーターに基づいて 3 D ワイヤの推定 CTCs の同時識別を許可して ALK 遺伝子の状態 (など、分子の変異の検出を容易にするために開発されました。イベント 2)。2 つのイベントの同時同定の共局在の検出が可能します。したがって、このアプローチは、識別し、がん患者の血液から取得した Ctc を特徴付けるカスタマイズできます。汚損プロシージャの haemo 成分と白血球の潜在的な影響は通常、プロシージャを妨げない。特に、haemo 成分と白血球影響を及ぼさないことワイヤー、実際 CTCs1,15を識別するために重要なステップに接続されている細胞の免疫蛍光染色文献で報告されるデータが示されます。
免疫 DNA 魚の蛍光明るさは伝統的な immunophototyping の試金、魚のアッセイに必要な高温の結果よりわずかにより少なくマーク付きです。しかし、免疫蛍光染色、まだかなり。たとえば、微弱な信号は依然として低い EpCAM 発現細胞株、NCIH1975 で検出です。魚のアッセイに必要な高温は、右の螢光抗体にリンクの選択の主な制限要因です。このプロトコルでは、抗体は DNA 変性温度を容認するために耐熱性の螢光色素にリンクする必要があります。たとえば、フィコエ リスリン、感温性螢光は高温による螢光色素の劣化のためこの設定で推奨されません。かに良い選択は、よくありがちな螢光色素魚プローブで採用されています。免疫 DNA 魚蛍光信号は、標準の 2D サポートに非常に貧しいです。ワイヤー サポートにポリマー層は、特に赤のチャネル上のわずかな蛍光信号を引き起こす可能性があります。2 D 背景とは異なり特定背景信号は、ワイヤ上識別できるが、核の識別またはセルの特性は大きく影響しません。
ワイヤーの顕微鏡評価は円筒状の 3 D 構造の表面を読むことに光学顕微鏡の限界のための 2次元のサポートによりもはるかに疲労です。しかし、この難しさは、ワイヤーのホルダーを回転し、ワイヤの正中線に沿って主にローカライズされた画像を取得で克服できます。ワイヤーのホルダーは、ワイヤの 360 ° 回転を許可します。核に焦点を当てて、一度蛍光チャンネルを変更する必ずしも保持されませんターゲット領域に焦点を当てる。このため、セル内のターゲット領域にフォーカスを維持するために不可欠です。
この技術は、3 D サポートの異なる種類の細胞の特徴を検出してカスタマイズできます。それは異なった抗体を使用することもできます、魚プローブします。異なった抗体を使用する場合、耐熱性螢光色素と細胞膜上の標的抗原の発現レベルは考慮するべき重要な要因。内抗原も染色することができます。プローブの使用別の魚、魚の細胞を準備する変性プロシージャのデータシート仕様がそれに応じて試金をチェックすることが重要です。
著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Ethanol | Carlo Erba | # 414605 | |
Tween 20 | BIO RAD | # 1706531 | |
PBS (Phosphate Buffered Saline) | Medicago | # 09-9400-100 | |
Acetone | Sigma Aldrich | # 534064-500ML | |
BSA | Sigma Aldrich | # A7906 | |
Triton X-100 Detergent | BIO RAD | # 1610407 | |
RUBBERCEMENT | Royal Talens | # 95306500 | |
Vysis 20X SSC (66g) | Abbott Molecular Inc. | # 30-804850 | powder to be resuspended in distilled H2O, as recommended |
RPMI 1640 | Gibco | # 31870-025 | |
FBS (Fetal Bovine Serum) | Gibco | # 10270-098 | |
L-Glutamine (200mM) | Gibco | # 25030-024 | |
Penicillin-Streptomycin | Gibco | # 15140-122 | |
H20 | MilliPore | ||
XT ALK BA | MetaSystems Probes | # D-6001-100-OG | |
DAPI, FluoroPure grade | Invitrogen | # D21490 | |
SlowFade Diamond Antifade Mountant with DAPI | Life Technologies | # S36973 | |
EpCAM-FITC (clone: HEA-125) | Mitenyi | # 130-080-301 | |
Micro tubes M-Tube18 | Gilupi Nanomedizin | ||
Detektor CANCER01 EpCAM | Gilupi Nanomedizin | Functionalized wire | |
STAR FROST Microscope Slides | Knittel GLÄSER | VS1117# 076FKB | |
SecureSlip Silicone Supported Coverglass | GRACE BIO-LABS | # 104112 | |
ZEISS Fluorescent Microscope Axioskop | ZEISS | ||
Nikon NIS-Elements BR 4.11.00 64 bit software | Nikon | BR 4.11.00 | |
Nikon DS-QiMc 12 bit digital camera | Nikon | DS-QiMc |
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