sphereONE與Incucyte創新工作流程在助力細胞模型藥物研究中的應用
sphereONE創新的球狀體分析工作流程
「 介紹」
復雜的三維（3D）體外細胞模型，如球體、腫瘤類器官和類器官，已成為基礎生理學研究、藥物發現和個性化醫療的關鍵。為了確保使用3D細胞模型進行藥物毒性和效率測試的可重復性，需要能夠監測球體隨時間變化的反應的自動化系統。使用傳統方法生成的球體在大小和功能上存在差異，這會影響其藥物反應，從而影響檢測的可重復性。在本研究中，引入了一種創新的工作流程，以展示標準化和單獨3D細胞模型的藥理學應用。該工作流程結合了用于分離和分選球體細胞的spheroONE和以及Incucyte®活細胞分析系統用于連續藥物反應監測。在這里，我們以表達GFP的人胚胎腎（HEK）球形細胞對細胞毒性化合物康普托西汀的處理反應為模型，展示了spheroONE + Incucyte工作流程在藥物毒性測試中的適用性。
結果表明, spheroONE和Incucyte®活細胞分析系統的先進技術之間的協同作用，為研究人員提供了一種強有力的工具，以提高藥物測試的穩健性和通量，并加速科學發現。
工作流程概述
將HEK293細胞播種到球形微腔板（圖 1A）中。細胞播種三天后,收獲球狀體（圖1B）并將其裝載到spheroONE中（圖1C）。
spheroONE被用來將一個且僅一個HEK球狀體分離并分配到96孔ULA板的每一個獨立孔中（尺寸范圍190 - 260 µm)（圖1D）。
分離后,將ULA板放入Incucyte® 活細胞分析系統中進行自動細胞分析。
活細胞分析系統，對 96 個分離的球形細胞進行 t=0 自動成像。
然后在不同的孔中加入不同濃度（0.1 至 1000 nM）的喜樹堿（圖 1E）。
使用 Incucyte® 活細胞分析系統每 6 小時監測一次球狀體對喜樹堿的反應，持續7天（圖1F）。
技術
spheroONE 特征
- 高達100%的單細胞聚集體分離準確性。
- 適用于直徑范圍在100到600微米的細胞聚集體。
- 溫和的噴點技術可保持細胞的完整性和活力。
- 與手動分離相比，細胞碎片去除率更高。
- 兼容標準多孔板（如96孔板和384孔板）和任何定制的實驗室設備。
- 可目測樣品并記錄分離出的聚集體圖像。
Incucyte® 活細胞分析系統的特點：
- 簡單、靈活的樣品制備，通過實驗室測試協議減少故障排除。隨用隨取、用戶友好的引導式實驗設置。
- 兼容 600 多種容器。
- 獲取并查看隨時間變化的圖像，多達五個熒光通道與高清相位相結合。血管視圖可快速查看結果。
- 實時分析。高效、可重復的圖像分析。
- 強大的圖像和動力學測量（包括IC50）可視化功能。
- 自動監測和量化腫瘤球體生長和死亡的集成解決方案。
spheroONE分離提供高度均一且無碎片的群體，從而促進使用Incucyte®活細胞分析系統進行自動和準確的目標檢測及可重復的檢測（圖2）。
圖2. 手動移液（左）與spheroONE（右）分離的球體。(A) 使用 Incucyte® 活細胞分析系統的全板圖像和 (B) 明視野平均物體面積檢測。
結論
球形體的藥物反應是通過大小（明場對象平均面積）和熒光強度（最大明場綠色平均強度）來測量。
利用 Incucyte® 活細胞成像和分析技術，可對分離的HEK球形體進行7天的實時跟蹤和分析（圖 3）。
圖3. 使用Incucyte® Live-Cell Imaging and Analysis軟件跟蹤喜樹堿處理期間HEK-GFP球體的生長動力學。圖像以10倍放大倍率拍攝。每個數據點代表平均值±標準誤差，n = 7。
在最高濃度的喜樹堿（1000 nM）下，球體生長在1.5天后完全被抑制（圖4A）。在中等濃度（50至100 nM）下，生長在第4天停止。相比之下，暴露于較低濃度（0.1至10 nM）的球體在整個實驗過程中持續生長，盡管它們的生長速率與喜樹堿濃度的增加成反比（圖4B）。基于第7天的球體生長或GFP表達計算的中位有效濃度（EC50）分別為9.06 nM（圖4C）和13.6 nM（圖4D）。
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