癌症和转移的出现是由庞大而复杂的癌症信号通路网络精心策划的。根据肿瘤类型，特定癌基因（如 Ras、PI3K 和 Myc）、抑癌基因（如 PTEN、P53 和 Rb）及其下游靶标的表达和突变状态可以提供关于肿瘤的重要信息预期的患者结果。为了测试一种药物是否是一种有前途的治疗方法，或者为了分析一种基因与特定肿瘤类型的相关性，药物筛选或基因敲低/过表达实验在基于细胞的模型中广泛进行。
 

通过活细胞成像分析肿瘤细胞的适应性、形态和行为，可以初步了解药物、抗体和其他药物作为潜在新疗法的功效。此外，可以通过免疫荧光染色和高分辨率荧光显微镜观察经过此类处理后感兴趣的编码蛋白的细胞表达和定位。
 

细胞增殖、细胞死亡、细胞存活和许多其他方面都可以使用基于细胞的测定来测量，以作为癌细胞适应性的读数。除了标准的 2D 细胞测定外，还可以在三维设置中培养细胞（例如，创建球状体或在凝胶基质中接种单细胞）。这样，可以模拟细胞微环境，密切代表生理情况。如果最初的体外结果是有希望的，那么这些药物可以在以后进行体内测试，最终转化为临床。

健康哺乳动物细胞的增殖受复杂机制控制，包括许多细胞周期调节因子，例如细胞周期蛋白和 Cdks。癌细胞中的细胞周期调节被废除，导致持续增殖。已经开发了许多基于成像的测定法来量化增殖细胞（例如，在药物处理后）。在两种广泛使用的检测中，BrdU 或 EdU 被添加到细胞中，它们在细胞增殖过程中掺入新合成的 DNA，因此可以通过荧光显微镜检测。此外，增殖蛋白（如 PCNA 或 Ki67）的免疫染色可用于检测处于细胞周期活跃期的细胞。

程序性细胞死亡（细胞凋亡）通过清除潜在的有害细胞作为癌症出现的天然屏障。然而，肿瘤细胞通过获得对细胞死亡的抵抗力来超越这种保护机制。有几种成像方法可以在细胞水平上测量细胞凋亡。特定荧光染色有助于区分死细胞和活细胞（例如 Hoechst、FDA-PI 和 TUNEL）的方法广泛用于癌症研究。
 

一只爪子。表达 GFP 标记的核层（绿色）和 RFP 标记的选择性剪接因子（红色）的人骨骨肉瘤 (U2OS) 细胞正在进行核出泡。细胞在ibidi 35 mm 高壁玻璃底培养皿中培养和成像。

荷兰恩斯赫德屯特大学 MESA+ 研究所的 Mohammad Amin Abolghassemi Fakhree 提供的数据。

有丝分裂不同阶段的 MCF7 乳腺癌细胞。细胞在ibidi 35 mm 玻璃底培养皿上生长，并用鬼笔环肽（蓝色）染色以观察 F-肌动蛋白、有丝分裂纺锤体的 α-微管蛋白（绿色）和 DNA 的 DAPI（红色）。

使用 60 倍物镜在 NIKON A1R 扫描激光共聚焦显微镜上观察细胞。

西班牙桑坦德坎塔布里亚大学 Olga Tapia（健康研究所 Valdecilla (IDIVAL)）和 Almudena Medina（解剖学和细胞生物学系）提供的数据。
 

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