器官型培養における腫瘍細胞浸潤を分析するための定量的方法の開発

腫瘍の浸潤は、3次元で発生する動的なプロセスであり、腫瘍細胞と間質細胞の両方の間の相互作用を伴います。扁平上皮癌細胞の浸潤の実験的分析により、腫瘍細胞をめぐる腫瘍細胞をめっきすることによって生成される器官型ゲル培養システムがしばしば使用されています。残念ながら、これらの器官型ゲルへの浸潤の定量化は、主に主観的な病理学的意見に依存しており、これは腫瘍細胞浸潤のさまざまなパターンに影響される可能性があります。したがって、侵入を客観的に評価し、数値的な「侵入指数」を提供するコンピューター支援デジタル画像分析システムが開発されました。侵入指数は、侵入の深さとパターンを単一の値で組み合わせることにより、腫瘍浸潤の陽性および陰性調節の影響の評価を可能にする定量的価値を確立します。これらのデータは、器官型ゲルシステムが腫瘍細胞浸潤を測定するための堅牢で正確で再現可能な方法であることを示しています。また、浸潤指数は、オルガン型ゲルがマウスに最大6週間移植された後に使用できることを示しています。さまざまな要因が、in vitroとin vivoの両方で3次元における扁平上皮癌細胞の浸潤にどのように影響するかを示す例が提供されます。

Tumour invasion is a dynamic process occurring in three dimensions and involving interactions between both tumour and stromal cells. Experimental analysis of squamous carcinoma cell invasion has often used the organotypic gel culture system, which is generated by plating tumour cells on to a synthetic stroma composed of a collagen gel embedded with fibroblasts. Unfortunately, quantitation of invasion in these organotypic gels has relied largely on subjective pathological opinion, which may be influenced by different patterns of tumour cell infiltration. Therefore a computer-assisted digital image analysis system that assesses invasion objectively and provides a numerical 'Invasion Index' was developed. The Invasion Index, by combining depth and pattern of invasion in a single value, establishes a quantitative value that allows assessment of the influences of positive and negative regulation of tumour invasion. These data demonstrate that the organotypic gel system is a robust, accurate, and reproducible method for measuring tumour cell invasion. They also show that the Invasion Index can be used after organotypic gels have been implanted in mice for up to 6 weeks. Illustrative examples of how various factors influence the invasion of squamous carcinoma cells in three dimensions both in vitro and in vivo are provided.