Summary

TGF - β - 유발 침략을 측정하는 회전 타원체 분석

Published: November 16, 2011
doi:

Summary

양적 성장 인자 (TGF) – β – 유도 3 차원 콜라겐 젤의 침공을 변형 측정하는 분석이 설명되어 있습니다. 이 분석은 유방암 개발의 다른 단계를 나타내는 세포 라인의 MCF10A 시리즈의 활용합니다. 이 방법은 다른 세포 라인과 함께 사용하는 다른 가능성 activators 또는 침해의 억제제를 조사하기 위해 사용될 수 채택 수 있습니다.

Abstract

TGF – β는 초기 단계에서 종양 억제 역할을하지만, 나중에 무대 1,2에서 침략과 전이를 자극하여 유방암의 진행에서 역할을 반대했다. 또한, TGF – β가 자주 유방암에 overexpressed과 그 표현이 불쌍한 예후와 전이 3,4와 상호입니다. TGF – β 유도의 공격을 잘 이해하지하는 메커니즘.

TGF – β는 TGF – β 타입 II (TβRII)와 유형 I (TβRI) 수용체를 통해 세포의 반응을 elicits. TGF – β – 유발 heteromeric 복잡한 형성되면, TβRII는 TβRI을 phosphorylates. 활성 TβRI는 phosphorylating 수용체 Smads (R – Smads), 즉 Smad2 및 Smad3하여 세포내 표준 신호 경로를 시작합니다. 이러한 활성 R – Smads는 핵에 축적하고 목표 유전자 5 전사를 조절 Smad4와 heteromeric 단지를 형성하고 있습니다. 이전에 D 이외에escribed Smad 경로, 여러 비 Smad 신호 경로의 활성화에 수용체 활성화 결과가 예를 들어 Mitogen는 단백질 키나제를 활성화하면 (MAPK) 경로 6.

유방암의 여러 단계에서 TGF – β의 역할을 연구하기 위해, 우리는 MCF10A 전지 시스템을 사용했다. 이 시스템은 자발적으로 남을 MCF10A1 (M1) 유방 상피 세포를 7로 구성되어, H – RAS는 생쥐 8 premalignant 병변을 생산 M1 – 파생 MCF10AneoT (M2), 그리고에서 설립되었습니다 M2 – 파생 MCF10CA1a (M4)를 변형 M2 xenografts 및 양식 폐 9 전이하는 능력을 가지고 고급 carcinomas. 이 MCF10A 시리즈는 다른 유전 배경에 의해 편견없는 강한 악의의 다른 성적 세포의 반응을 연구하기위한 가능성을 제공합니다.

TGF – β – 유발 침략의 분석을 위해, 우리는 homotypic MCF10A 회전 타원체 셀 문화 embe를 생성시험 관내 (그림 1)에서 3D 콜라겐 매트릭스에 dded. 이러한 모델은 밀접하게 회전 타원체 10 내부에 괴사성도 외부와 정지 또는 세포에 대한 활성화 및 침입 세포의 결과로, 산소와 영양소의 그라데이션을 확립하여 생체내 인간의 종양과 유사. 회전 타원체 기반 assays는 monolayer 문화 11 이상의 약물 저항을 잘 요점을 되풀이하는 표시되었습니다. 이 MCF10 3D 모델 시스템은 우리가 강한 악의의 다른 단계에서 유방암 세포의 침투 특성에 TGF – β 신호의 영향을 조사 수있었습니다.

Protocol

1. methocel 솔루션의 준비 (500 ML) 자기 활동가를 포함한 500 ML 병에 메틸 셀룰로오스의 압력솥 6g. 20 분에 대한 혈청 (60 ° C)없이 preheated DMEM/F12 250 ML에 메틸 셀룰로오스를 분해. 10 % 말 혈청을 포함하는 DMEM/F12 (RT) 250 ML을 추가합니다. 믹스 하룻밤 (4 ° C). 원심 분리 (5천그램, 2 시간, 4 ° C)의 솔루션을 취소합니다. 새로운 튜브 (재고 솔루션의 9​​0-95 % 정도)에 명?…

Discussion

우리는 MCF10A1 세포와 악성 유도체는 TGF – β – 의존적으로 콜라겐 매트릭스에 침공하는 회전 타원체 모델을 설립했습니다. 첫째, spheroids은 메틸 셀룰로오스의 면전에서 96 우물 원형 바닥 서스펜션 플레이트를 형성하고 있습니다. 물론, 또한 U – 모양의 폴리 – HEMA 코팅 플레이트는 이러한 목적을 위해 사용될 수 있습니다. 세포 메틸 셀룰로오스의 부재에 죽을 이후 메틸 셀룰로오스는 절대적으로,이 …

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 세포 라인을위한 시약 및 프레드 밀러 (바바라 앤 Karmanos 암 Intitute, 디트로이트, 미국)의 켄 이와타 (OSI 제약, 뉴욕, 미국)에게 감사하고 있습니다.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Methyl cellulose Sigma-Aldrich M0512  
PureCol Advanced Biomatrix 5005-B  
pH indicator strips Merck 9533  
96-well suspension
plates
Greiner Bio-one 650 185  
96-well adhesion TC
plates
Greiner Bio-one 655 180  

Referenzen

  1. Akhurst, R. J., Derynck, R. TGF-β signaling in cancer–a double-edged sword. Trends. Cell. Biol. 11, S44-S51 (2001).
  2. Massagué, J. TGF-β in Cancer. Cell. 134, 215-215 (2008).
  3. Ghellal, A. Prognostic significance of TGF-β1 and TGF-β in human breast carcinoma. Anticancer. Res. 20, 4413-4413 (2000).
  4. Sheen-Chen, S. M. Serum levels of transforming growth factor-β1 in patients with breast cancer. Arch. Surg. 136, 937-937 (2001).
  5. ten Dijke, P., Hill, C. S. New insights into TGF-β-Smad signaling. Trends Biochem. Sci. 29, 265-265 (2004).
  6. Moustakas, A., Heldin, C. H. Non-Smad TGF-β signals. J. Cell Sci. 118, 3573-3573 (2005).
  7. Soule, H. D. Isolation and characterization of a spontaneously immortalized human breast epithelial cell line, MCF-10. Cancer Res. 50, 6075-6075 (1990).
  8. Strickland, L. B. Progression of premalignant MCF10AT generates heterogeneous malignant variants with characteristic histologic types and immunohistochemical markers. Breast Cancer Res. Treat. 64, 235-235 (2000).
  9. Santner, S. J. Malignant MCF10CA1 cell lines derived from premalignant human breast epithelial MCF10AT cells. Breast Cancer Res. Treat. 65, 101-101 (2001).
  10. Smalley, K. S., Lioni, M., Herlyn, M. Life isn’t flat: taking cancer biology to the next dimension. In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. 42, 242-242 (2006).
  11. Kobayashi, H. Acquired multicellular-mediated resistance to alkylating agents in cancer. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 90, 3294-3294 (1993).
  12. Inman, G. J. SB-431542 is a potent and specific inhibitor of transforming growth factor-b superfamily type I activin receptor-like kinase (ALK) receptors ALK4, ALK5, and ALK7. Mol. Pharmacol. 62, 65-65 (2002).
  13. Wiercinska, E. The TGF-β/Smad pathway induces breast cancer cell invasion through the up-regulation of matrix metalloproteinase 2 and 9 in a spheroid invasion model system. Breast Cancer Res. Treat. 128, 657-657 (2011).
  14. Tang, B. TGF-β switches from tumor suppressor to prometastatic factor in a model of breast cancer progression. J. Clin. Invest. 112, 1116-1116 (2003).
  15. Provenzano, P. P. Collagen density promotes mammary tumor initiation and progression. BMC. Med. 6, 11-11 (2008).
  16. Ramaswamy, S. A molecular signature of metastasis in primary solid tumors. Nat. Genet. 33, 49-49 (2003).
  17. Debnath, J., Brugge, J. S. Modelling glandular epithelial cancers in three-dimensional cultures. Nat. Rev. Cancer. 5, 675-675 (2005).
  18. Pampaloni, F., Reynaud, E. G., Stelzer, E. H. The third dimension bridges the gap between cell culture and live tissue. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 8, 839-839 (2007).
  19. Lee, G. Y. Three-dimensional culture models of normal and malignant breast epithelial cells. Nat. Methods. 4, 359-359 (2007).
  20. Petersen, O. W. Interaction with basement membrane serves to rapidly distinguish growth and differentiation pattern of normal and malignant human breast epithelial cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 89, 9064-9064 (1992).
  21. Debnath, J., Muthuswamy, S. K., Brugge, J. S. Morphogenesis and oncogenesis of MCF10A mammary epithelial acini grown in three-dimensional basement membrane cultures. 30, 256-256 (2011).
  22. Li, Q. p21-Activated kinase 1 coordinates aberrant cell survival and pericellular proteolysis in a three-dimensional culture model for premalignant progression of human breast cancer. 10, 314-314 (2011).
  23. Li, Q., Chow, A. B., Mattingly, R. R. Three-dimensional overlay culture models of human breast cancer reveal a critical sensitivity to mitogen-activated protein kinase kinase inhibitors. J. Pharmacol. Exp. Ther. 332, 821-821 (2010).

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Diesen Artikel zitieren
Naber, H. P., Wiercinska, E., ten Dijke, P., van Laar, T. Spheroid Assay to Measure TGF-β-induced Invasion. J. Vis. Exp. (57), e3337, doi:10.3791/3337 (2011).

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