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神經腫瘤學概述

神經腫瘤學涉及神經系統癌癥,包括大腦和脊髓。大腦腫瘤往往具有侵襲性,且危及生命,因此其治療極具挑戰。治療腦腫瘤面臨的挑戰包括:腫瘤位置(限制有效治療的獲益)、細胞異質性高、神經細胞再生能力有限、治療耐藥性,以及與治療相關的脫靶神經毒性。

得益于強大的體外轉譯模型,神經腫瘤學研究可以更好地了解腦腫瘤進展,開發新的治療干預措施?;罴毎治鍪褂?2D 和 3D 模型,可長期監測腦腫瘤細胞的健康和形態。

關鍵優勢

在 2D 成神經細胞瘤模型中可視化和量化細胞健康

圖 1. 在 SH-SY5Y 成神經細胞瘤細胞模型中,mTOR 抑制劑 PP242 可影響細胞健康。將 SH-SY5Y 膠質母細胞瘤細胞接種到 96 孔板中(5,000 個細胞/孔),在含 Incucyte? Annexin V NIR (0.5%; artorius) 的培養基中培養 3 天后,用 mTOR 抑制劑 PP242 (50-0.21 μM) 處理。使用 Incucyte?實時活細胞分析系統實時獲取相位和熒光圖像。典型圖片顯示了用 PP242 (16.7 μM) 和溶劑分別處理 72 小時后的比較結果。時間進程和藥物反應曲線顯示,細胞匯合度呈濃度依賴性下降,細胞死亡相應增加 (pIC50 4.8)。數據表示為平均值 ± SEM(3 次重復測定)。

建立相關的大腦成神經細胞瘤和成膠質細胞瘤腫瘤實體模型

圖 2. 實體腦腫瘤 3D 腫瘤球生長速度和面積的形態學差異。將成神經細胞瘤 (SH-SY5Y) 和成膠質細胞瘤 (U87-MG) 細胞分別接種到 96 孔圓底孔板中(5,000 細胞/孔),然后等待細胞形成單腫瘤球(3 天)。在 Incucyte?中監檢測腫瘤球的形成和生長 10 天。圖 (A) 中顯示了腫瘤球形成 7 天后的代表性的明場圖像和分割 mask(藍色輪廓)。圖 (B) 中顯示了腫瘤球形成后的時間進程曲線圖,表明兩種細胞腫瘤球的生長速度和面積有所不同,SH-SY5Y 的面積略大于 U87,面積分別為 6.6 × 105 μm2 和 5.0 × 105 μm2。圖 (C) 中顯示了量化后的單球體偏心率,結果表明:U87 腫瘤球一經形成,即呈現圓球狀、緊湊且保持低偏心率(第 1 天為 0.33,第 7 天為 0.31),而 SH-SY5Y 腫瘤球偏心率較高(第 1 天為 0.55,第 7 天為 0.78),隨著時間的推移,細胞增殖,腫瘤球的密實程度有所下降。數據表示為平均值 ± SEM(12 次重復測定)。

單腫瘤球 U87-MG 成膠質細胞瘤驗證

圖 3. 人源成膠質細胞瘤 U87 單球模型的驗證和穩定性。(A) 將穩定表達 Incucyte? Nuclight-Orange 的 U87-MG 細胞以不同的密度(1,000-7,500 細胞/孔)接種到 96 孔板中,并在 Incucyte? 中監測其形成情況 3 天。(B) 使用橙色熒光數值觀察到接種的高度穩定性和球體區域的密度依賴性差異。數據表示為平均值 ± SEM,并顯示 CV% 值。(C) 細胞接種并形成單球體后的明場和橙色熒光圖像(7,500 細胞/孔,3 天),并使用橙色分割 mask(紅色輪廓)。

研究成膠質細胞瘤的藥理作用

圖 4.化療化合物在細胞抑制和細胞毒性作用方面的差異。將成膠質細胞瘤 (U87-MG) 細胞接種到 96 孔圓底孔板(5,000 細胞/孔)中,等待細胞形成腫瘤球(3 天),在 Incucyte? 中監測 10 天。(A) 腫瘤球形成后,在Incucyte? Annexin V NIR ?存在的情況下,使用 DNA 抑制劑 Cisplatin (0.82 - 200 μM) 或雙重 mTOR 抑制劑 PP242 (0.21 - 50 μM) 處理細胞。(B) 時間進程曲線顯示了在明場區域中,腫瘤球在 Cisplatin (200 μM) 和 PP242 (50 μM) 的最高濃度下,相較溶劑空白組的變化。(C) 時間進程數據和藥物反應曲線表明,PP242 具有很強的細胞抑制作用,但只有在較高濃度下才會發生細胞凋亡,而 Cisplatin 則表現出較高的細胞毒性。數據表示為平均值 ± SEM。


從 96 孔分析中深入了解癌細胞的侵襲能力……

圖 5. 高通量研究化合物對成膠質細胞瘤腫瘤球侵襲的影響。將 U87-MG 細胞接種到 ?96 孔圓底板中(2,500 細胞/孔),等待其形成腫瘤球(3 天)。然后用一系列稀釋的抗轉移化合物處理腫瘤球,并將其埋入 Matrigel (4.5 mg/mL) 以誘導侵襲(長達 10 天)。(A) Incucyte?微孔板圖中顯示了3天處理后對腫瘤球侵襲的結果(整個腫瘤球區域;黃色輪廓 mask)。(B) 細胞松弛素 D (2.34 nM - 300 nM) 和 PP242 (0.01 μM - 30 μM) 對 U87-MG 腫瘤球侵襲的抑制呈濃度依賴性,而 Blebbistatin (0.01 μ M - 30 μ M) 對 U87-MG 腫瘤球侵襲的抑制作用不大。


各類型成膠質細胞瘤侵襲性和化合物作用的比較

圖 6.細胞類型特異性侵襲能力和藥理學。明場視頻和侵襲細胞區域的時間進程數據(藍色輪廓)顯示,成膠質細胞瘤的不同細胞類型 U87-MG 和 A172 的侵襲能力不同(168 小時侵襲的細胞面積分別為約 8.5 × 105 μM2 和約 2 × 105 μM2)。隨著時間的推移,U87-MG 細胞表現出更大的侵襲潛力,對抗轉移化合物處理表現出更強的耐藥性。PP242 對 A172 腫瘤球侵襲 (30 μM) 有較強的抑制作用,但對 U87-MG 腫瘤球僅具有部分抑制作用(在 30 μM 時約為 60%)。

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Incucyte?腫瘤球分析軟件模塊

1

9600-0019

Incucyte? Nuclight 綠色慢病毒 (EF1α, puro)

1

4624

Incucyte? Nuclight 橙色慢病毒 (EF1α, puro)

1

4771

Incucyte? Nuclight 紅色慢病毒 (EF1α, puro)

1

4625

Incucyte? Nuclight NIR 慢病毒 (EF1α, puro)

1

4805

Incucyte?Cytolight 綠色慢病毒 (EF1α, puro)

1

4881

Incucyte? Cytolight 紅色慢病毒 (EF-1α, puro)

1

4882

Incucyte? Annexin V 綠色染料

1

4642

Incucyte? Annexin V 橙色染料

1?

4756

Incucyte?Annexin V 紅色染料

1

4641

Incucyte? ?Annexin V NIR染料

1

4768

Incucyte? Cytotox綠色染料

1

4633

Incucyte? Cytotox紅色染料

1

4632

Incucyte? Caspase-3/7 綠色染料

1

4440

Incucyte? Caspase-3/7紅色染料

1

4704


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