细胞球
优势
●通过环境控制监测细胞健康动态数小时甚至数天。
●用于细胞球三维重建的快速Z轴成像。
●研究肿瘤的现有培养板和简单成像程序细胞球
许多肿瘤细胞系可以在合适的三维培养基中生长成细胞球。这些细胞球被认为比生长在一个平面上的细胞更能模拟真实的肿瘤生理过程。通过在类似Cell-ableOncology的微孔板中培养细胞球，可以通过ImageXpress Micro宽视野、高含量系统进行抗肿瘤药物的高通量筛选。MetaXpress图像采集与分析软件可以用标准的应用模块分析肿瘤细胞球的活细胞与死细胞的比例，评估细胞的健康状态或给出增值的定量数据。
细胞肿瘤学微孔板形成细胞球
在Cell-ableOncology微孔板涂覆细胞外基质(ECM)后，肿瘤细胞可以在其100μm宽的三维表面上生长成均匀的细胞球，形成可重复且有效的药物筛选模型。因为它附着在孔底表面的ECM上，所以细胞球可用于免疫荧光染色和免疫细胞化学分析。96或384孔板的每个孔内会生长出数百个细胞球。图像捕捉系统会在Z轴上快速对这些细胞球进行成像，通过特殊算法将不同图层的多幅图像组合成一幅最清晰的画面进行分析。
抗肿瘤药物的浓度影响细胞球的大小。
许多肿瘤细胞系可用于评价抗肿瘤药物的细胞毒性。在本实验中，将人前列腺癌细胞DU145培养在可细胞化的肿瘤微孔板中，每孔10，000或30，000个细胞，用紫杉醇(PTX)处理3天，浓度范围为0.1-1000nm。用活/死细胞活力测定法检测细胞活力。细胞核用10μ MHoechst33342染色，活细胞用2μ m McAlceinam染色，死细胞核用4μM ethid-1染色。将平板在37℃孵育30分钟，并在成像前用HBSS洗涤。在所有实验中，紫杉醇对肿瘤细胞球细胞的抑制作用是浓度依赖性的。在每孔30，000个细胞的孔中生长的最大细胞球对紫杉醇具有最强的抗性(图1)。
实时成像技术监测细胞凋亡和坏死
我们可以利用可细胞化的肿瘤微孔板上的肿瘤细胞球模型，筛选能够诱导肿瘤细胞凋亡和坏死的抗肿瘤药物。为了实时监控这一过程，我们使用紫杉醇或卡铂(CBDCA)来处理人前列腺癌细胞DU145，并使用lapatanib来处理人肺癌细胞PC9。处于凋亡早期的细胞可以通过CeleventPascal-3/7绿色检测试剂(CAS)染色来识别，坏死的细胞可以通过ethid-1染色来识别。将细胞板在ImageXpressMicro系统的环境控制盒中培养72小时，并用透射光和荧光成像30分钟/次。实时图像可以通过MetaXpress软件进行量化。正如预期的那样，PTX和CBDCA可以有效地诱导DU145细胞的凋亡和坏死，而lapatanib可以有效地诱导PC9细胞的凋亡和坏死(图2)。
图1抗肿瘤药物浓度对肿瘤细胞球大小的影响。
上图:人前列腺癌细胞球10，000细胞/孔(左)，30，000细胞/孔(右)PTX处理后细胞活力减弱。荧光活/死细胞活力试剂染色显示，所有细胞核被染成蓝色，活细胞被染成绿色，死细胞被染成红色。投射光图像显示高浓度的PTX降低了细胞球的活性。
下图:折线图显示大细胞球对PTX的抵抗力更强。
图2凋亡和坏死的实时监测
左:实时实验的终点三色图像显示了用PTX处理的DU145细胞(左上)和用拉帕替尼处理的CBDCA和PC9细胞(左下)的凋亡和坏死。在覆盖图中，凋亡细胞为绿色，坏死细胞为红色。
右图:该图显示了实时图像的定量分析结果。PTX缓慢诱导DU145细胞(右上)的坏死(红线)，而拉帕替尼显著诱导PC9细胞(右下)的坏死(红线)和凋亡(蓝线)。
三维球形电池对化合物的抵抗性比传统的扁平电池高得多。
用二维方法培养的细胞和用三维方法培养的细胞在化学敏感性上有很大差异。为了检测这种敏感性差异，我们同时用二维和三维方法培养人前列腺癌细胞DU-145，并在两天后用0.3-1000nM吉西他滨处理。治疗72小时后，使用Click-iTEdU细胞增殖试剂和DAPI染色进行终点检测。在这两个参数中，剂量依赖性的毒性作用、核染色的减少和EdU摄取的减少都是明显的，但由于3-D细胞对该化合物有抗性，它们的浓度响应发生一定程度的变化，IC50值较高(图3)。
图3比较了传统的二维文化和三维文化。
上图:经吉西他滨处理72小时后，用Click-iTEdU细胞增殖试剂(红色)和Hoechst(蓝色)对细胞核进行染色的DU145细胞的二维和三维培养图像。细胞球用10XPFluor物镜成像，每个孔有两个视场，z轴为8x5μm(=40μm)。
下图:通过细胞核的荧光强度和EdU吸收来评估浓度效应。结果显示，在3d中培养的细胞比在2d中培养的细胞在更高浓度的化合物下产生细胞毒性，表明3d培养降低了细胞对吉西他滨的敏感性。
通过3d细胞球筛选药物
Cell-able3-D系统可用于培养相同大小的人肿瘤细胞球来模拟体内环境，也可用于自动化高通量技术筛选细胞球的药物反应。因此，高含量成像技术是进一步开发相关化疗前体物的重要里程碑。ImageXpressMicro cells和MetaXpress软件可以快速成像分析微孔板中的3-D细胞球，并在此基础上检测细胞的凋亡和坏死以及抗肿瘤药物的细胞毒性，还可以比较2-D细胞和3-D细胞的化学敏感性差异。
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