Neuro-肿瘤学概述

神经肿瘤学涉及神经系统癌症,包括脑癌和脊髓癌. 脑瘤通常具有侵袭性和危及生命,提出了独特的治疗挑战. 这些挑战包括本地化, 哪些因素限制了有效治疗的获取 , 高细胞异质性, 神经元细胞的再生能力有限, 以及对治疗的抵抗和与治疗相关的脱靶神经毒性.

神经肿瘤学研究可受益于强大的转译 在体外 模型获得对脑肿瘤进展的更深入的了解,以便开发新的治疗干预措施. 活细胞分析能够使用2D和3D模型对脑肿瘤细胞健康和形态进行长期测量.

关键优势

在二维神经母细胞瘤模型中可视化和量化细胞健康状况

图1. mTOR抑制剂PP242在SH-SY5Y神经母细胞瘤模型中影响细胞健康. 将SH-SY5Y胶质母细胞瘤细胞单培养于96孔板(5,000个细胞/孔),3天后用mTOR抑制剂PP242处理(50 - 0.21µM),在含有Incucyte的培养基中®膜联蛋白V NIR (0.5%; Sartorius). 利用Incucyte实时捕捉相位和荧光图像® Live-Cell分析系统. 比较PP242治疗的代表性图像(16.7µM)处理72h后至载液. 时间-过程和药物-反应曲线显示相融合的浓度依赖性下降和相应的细胞死亡增加(pic504.8). 数据表示为Mean +/-SEM(3次重复).

神经母细胞瘤和胶质母细胞瘤肿瘤模型

图2. 实体脑瘤三维球体生长速度和面积的形态学变化. 神经母细胞瘤(SH-SY5Y)和胶质母细胞瘤(U87-MG)细胞分别接种于96孔ULA圆底平板(5,000个细胞/孔),并允许形成单球体(3天). 球体的形成和生长在Incucyte监测长达10天. 形成7天后使用的代表性Brightfield图像和分割掩模(蓝色轮廓线)如下(A)所示。. 形成后的时间进程表明,球体的生长速度和面积是不同的, SH-SY5Y的面积比u87略大, 6.6 x105µm²vs 5.分别为0 x105µm²(B). 对单球偏心率的定量分析表明,U87球一旦形成是圆的, 结构紧凑,保持低偏心(0.第1天33 vs 0.第7天31), 而SH-SY5Y椭球体具有较高的偏心率值,随着时间(0.第一天55比0.第7天78). 数据表示为Mean +/- SEM, 12次重复(C).

单球状U87-MG胶质母细胞瘤验证

图3. 人胶质母细胞瘤U87单球模型的有效性和鲁棒性. U87-MG细胞稳定表达Incucyte® 将Nuclight-Orange按密度范围(1,000 – 7,500个细胞/孔),在Incucyte中监测3天的形成® (A). 使用橙色荧光指标观察到球形区域播种和密度依赖差异的高鲁棒性(B). 数据显示为平均值+/- SEM, CV%值显示. 代表性的Brightfield和橙色荧光图像的单球种子形成(7,500细胞/好, 3d)和使用的橙色分割掩码(轮廓线用红色)(C).

研究胶质母细胞瘤的药理作用

图4. 化疗化合物的细胞抑制和细胞毒性效应的差异. 将胶质母细胞瘤(U87-MG)细胞接种于96孔ULA圆底平板(5,000个细胞/孔),并允许形成球状体(3天),在培养细胞中监测平板10天. 形成后,用DNA抑制剂顺铂(0.82 - 200µM)或双mTOR抑制剂PP242 (0.21 - 50µM),含Incucyte Annexin V NIR (A). 与载液(B)相比,顺铂(200µM)和PP242(50µM)最高浓度的Brightfield面积随时间变化呈球状。. 时间过程数据和药物反应曲线表明,PP242具有很强的细胞抑制作用,仅在较高浓度时发生凋亡, 而顺铂显示更高水平的细胞毒性(C). 数据以Mean +/- SEM表示.


通过对96口井的分析,获得对侵入潜力的新认识...

图5. 高通量研究胶质母细胞瘤球形侵袭的复合效应. U87-MG细胞接种于ULA圆底96孔板(2,500个细胞/孔)并允许形成球状体(3天). 然后用一系列稀释的抗转移化合物处理球体,并嵌入基质凝胶(4.5 mg/mL)诱导侵袭(最长10天). Incucyte microplate vessel views show effects of treatments on spheroid invasion (whole spheroid area; yellow outline mask) 3d post-treatment (A). 细胞松弛素D (2.34 nM - 300nm)和PP242 (0.01 -µM - 30 -µM)对U87-MG球形细胞的侵袭具有浓度依赖性抑制作用, 而Blebbistatin (0.01µm - 30µm) (b).


胶质瘤类型的侵袭性及复合效应比较

图6. 细胞类型特异性侵袭能力与药理学. 入侵细胞区域的Brightfield视频和时间进程数据(蓝色部分)显示了恶性胶质瘤细胞类型U87-MG和A172(入侵细胞区域~8)的差异侵袭能力.5个x105µM2 vs ~2个x105µM2,分别为168h). 随着时间的推移,U87-MG表现出更大的侵袭潜力,并对抗转移化合物治疗表现出更强的耐药性. PP242对A172球µM (30 μ M)有较强的抑制作用,但对U87-MG球µM的抑制作用仅为部分(30 μ M ~60%)。.

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