JoVE Journal > Biology
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Divulgaciones
Acknowledgements
Materials
Referencias
Traducción Automática
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Biología

מודל במבחנה עבור לימודי טרנספורמציה התאית על ידי ההרפס סרקומה קפוסי

Published: August 25, 2017
doi:
10.3791/54828
, , , ,
1Division of Pediatric Infectious Diseases,University of Minnesota Medical School, 2Vaccine and Gene Therapy Institute,Oregon Health and Science University

Summary

סרקומה קפוסי (קאי אס) הוא גידול הנגרמת על ידי זיהום עם oncogenic וירוס ההרפס-8/KS ההרפס האנושי (HHV-8/KSHV). המודל התרבות תאי אנדותל המתואר כאן הוא לצורכיכם לימוד המנגנון שבאמצעותו KSHV המרות התאים המארחים.

Abstract

סרקומה קפוסי (קאי אס) הוא גידול יוצא דופן המורכבת מתרבים פלך בתאים, הוא שיזם זיהום של תאי אנדותל (EC) עם KSHV, והוא מתפתח לרוב בסביבה של החיסוני. למרות עשורים של מחקר, הטיפול האופטימלי של KS נשאר גרוע מוגדרים, התוצאות הקליניות שלילי במיוחד הגדרות משאב מוגבל. נגעים KS מונעים על ידי אנגיוגנזה פתולוגי, דלקת כרונית, oncogenesis, במבחנה תא תרבות מודלים שונים פותחו כדי לחקור תהליכים אלו. KS נובע תאים הנגועים KSHV ממוצא אנדותל, כך EC-שושלת התאים מספקים המתאים ביותר במבחנה המחליפים למבשר התא כישור. עם זאת, כי EC יש תוחלת חיים מוגבלת במבחנה , כמו המנגנונים oncogenic מועסק על ידי KSHV יעילה פחות מאלה של וירוסים אחרים, tumorigenic, מתקשים להעריך תהליכי טרנספורמציה של ראשי או לכלכלת מונצחים טלומראז לכן, מודל תרבות המבוססת על EC הרומן פותחה שתומך ברצון מטרנספורמציה בעקבות זיהום עם KSHV. חוץ רחמי הביטוי של הגנים E6, E7 מסוג וירוס הפפילומה האנושי 16 מאפשר לתרבות מורחבת של מתאימים לגיל המעבר ואימץ ו- KSHV-נגוע EC ותומך הפיתוח של טרנספורמציה באמת (כלומר tumorigenic) פנוטיפ של תרביות תאים נגועים . מודל זה צייתן ולא מאוד לשחזור של KS הנחתה את הגילוי של כמה חיוני איתות המסלולים עם פוטנציאל גבוה לתרגום לתוך הגדרות קליניים.

Introduction

סרקומה קפוסי (קאי אס) הוא גידול רב נקודתית angioproliferative להשפיע על עורי, הרירית, אתרי הקרביים שמתפתח הנפוץ ביותר בסביבה של דיכוי המערכת החיסונית מתקדמים1. 4 טפסים אפידמיולוגיים תוארו: קלאסי, טופס indolent בדרך כלל משפיע על אנשים מבוגרים של הים התיכון והמזרח התיכון מורשת; iatrogenic, הנובע טיפול עם תרופות לדיכוי המערכת החיסונית לאחר השתלת איברים; מגיפה, סרטן איידס, הגדרת; מהם ייחודיים, טופס שאינו תלוי-HIV נפוץ אצל ילדים באזורים אנדמיים באפריקה. עם כניסתו של משטרי סמים אנטי-retroviral שילוב יעיל לטיפול ב- HIV, KS מגיפה מאובחנת הרבה פחות נפוץ במדינות מתפתחות. עם זאת, טפסים אנדמיים, מגיפה קלינית אגרסיבי נשארים בין הנפוץ ביותר סרטן שאובחנו רבים במדינות אפריקה2,3,4. לכן, זיהוי של תרופות ממוקדות פתוגנזה יעילות לטיפול KS היא עדיפות למחקר.

בהיסטולוגיה, KS נגעים מאופיינים כורוידאלית הנרחבים אך חריג לפיו פלך בתאים ממוצא EC בצורת רשתות כלי דם רציף5. אלה כלי נורמלי (“חרכי כלי הדם”) לאפשר extravasation של אריתרוציטים, אשר נותנות נגעים הצבע האופייני שלהם. בנוסף, נגעים לכלול לויקוציטים רבות המאפיינות דלקת כרונית (קרי, לימפוציטים מקרופאגים, תאי פלזמה). רגרסיה של נגעים KS ביצוע שיחזור המערכת החיסונית שתיארנו, רומז כי KS יש תכונות של שניהם hyper-ציבוריות ו סרטניים נכון6,7,8,9.

KS ההרפס (KSHV), סוכן סיבתי של KS, זוהתה בשנת 199410. מאז ואז רבים במבחנה תרבית תאים פותחו מודלים כדי לאפשר פתוגנזה מחקרים, כולל תאים explanted מן הגידול ביופסיה חומר ראשוני או לבטא טלומראז EC נגוע KSHV במבחנה11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. אף אחד הדגמים זמין כעת באופן מלא recapitulates microenvironment הגידול של KS, אבל כולם תרמו ידע בעל ערך להבנתנו pathobiology של KSHV זיהום. שלא כמו אחרים הידועים tumorigenic ההרפס האנושי וירוס אפשטיין בר (EBV), KSHV לא בקלות להפוך תאים בתרבות בעקבות דה נובו זיהום19,20,21, 22. עם זאת, יש כבר להתגבר על מגבלה זו על-ידי transducing הראשית EC אנושי גם מעורב מוצא microvascular או הלימפה E6 ו- E7 גנים של וירוס הפפילומה האנושי 16 לפני זיהום עם KSHV23,24 . הביטוי של אלה oncogenes אקסוגני מגדיל באופן דרמטי את הפוטנציאל להפוך של KSHV במבחנה באופן חלקי על-ידי מתן עוד עיכוב של רטינובלסטומה חלבון ו- p5323,24. שיטה זו של התמרה חושית EC אפשרה מעבדות מרובים כדי לזהות שינויים מרכזיים של המארח ביטוי גנים תא זה הם המושרה על-ידי זיהום KSHV, המופיעים כדי להקל על KS תא הישרדות והתפשטות25,26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32. הפרוטוקולים המפורטים להלן הן פשוטות וברורות מאוד לשחזור, יביא הדור של מתאימים לגיל המעבר EC הנגועים KSHV ופקדים הנגועים ואימץ יכול להיות תרבותי עבור הרבה יותר זמן ראשי תאים והאם לאפשר החקירה של מנגנונים oncogenic מועסק על ידי KSHV. למרות הפרוטוקול כולל שיטה לייצור פראי סוג KSHV מהקו הראשי תפליט לימפומה תא BCBL-1, EC E6/E7-מונצח גם הם רגישים מאוד זיהום עם BACmid רקומביננטי נגזר KSHV-BAC1630. פרוטוקולים עבור הכנת BAC16 מתוארים במקומות אחרים33,34.

Protocol

הערה: כל ההליכים המתוארים פרוטוקול זה צריך להתבצע בתנאים BSL-2- 1-KSHV מניות הכנה TNE להכין מאגר: להמיס מ”ג 292.24 EDTA ddH 2 O להביא עד 225 מ”ל, להתאים את ה-pH 8. להמיס 605.7 מ”ג טריס ddH 2 O, להביא עד 225 מ”ל, להתאים את ה-pH 8. שילוב פתרונות EDTA, טריס, להוסיף 4.38 g NaCl, להתאים את עוצמת הקול הסופ?…

Representative Results

המורפולוגיה של EC העיקרי מתואר בסגנון קלאסי “חלוק אבן”, מורפולוגיה זו אינה משתנה על ידי ביטוי של וירוס הפפילומה E6, E7 גנים (איור 1 א’). הביטוי של הגנים E6, E7 לבד לא לגרום הפנוטיפ טרנספורמציה; לפיכך, התאים רגישים ליצור קשר עם עיכוב, תחדל חלוקת בהגיעם הנהרות בתרבות. התאים א…

Discussion

Oncogenesis הוא תהליך רב שלבי העוקפות אמצעי חשוב בתוך האורגניזם36. כפי KS נגעים קיימים לאורך קשת של דלקת כרונית כדי סרקומות נכון, הבהרה של תהליכים מסוימים הקשורים pathophysiological מתווכת על-ידי KSHV דורש כי מחקרים להתנהל במודלים התרבות תאים התומכים טרנספורמציה9. יצוין כי אובדן ק?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי K12 HD068322 (SCM); R01 CA179921, P51 OD011092 (AVM); פרס 14PRE20320014 של איגוד הלב אמריקה (SB).

Materials

BCBL-1 cells NIH AIDS Reagent Program 3233
PA317 cells ATCC CRL-2203
Neonatal dermal microvascular endothelial cells Lonza CC-2505
EBM-2 Basal Medium Lonza CC-3156
EGM-2 BulletKit Lonza CC-3162
anti-KSHV LANA/ORF 73 Advanced Biotechnologies 13-210-100
TrypLETMExpress, no phenol red ThermoFisher 12604013
RPMI
DMEM
PBS with calcium and magnesium
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referencias

  1. Bhutani, M., Polizzotto, M. N., Uldrick, T. S., Yarchoan, R. Kaposi sarcoma-associated herpesvirus-associated malignancies: epidemiology, pathogenesis, and advances in treatment. Sem. Onc. 42 (2), 223-246 (2015).
  2. Dedicoat, M., Vaithilingum, M., Newton, R. Treatment of Kaposi’s sarcoma in HIV-1 infected individuals with emphasis on resource poor settings. The Cochrane database. (3), CD003256 (2003).
  3. Robey, R. C., Bower, M. Facing up to the ongoing challenge of Kaposi’s sarcoma. Curr. Op. Inf. Dis. 28 (1), 31-40 (2015).
  4. Sasco, A. J., et al. The challenge of AIDS-related malignancies in sub-Saharan Africa. PLOS ONE. 5 (1), e8621 (2010).
  5. Grayson, W., Pantanowitz, L. Histological variants of cutaneous Kaposi sarcoma. Diag. Path. 3, 31 (2008).
  6. Cattelan, A. M., et al. Regression of AIDS-related Kaposi’s sarcoma following antiretroviral therapy with protease inhibitors: biological correlates of clinical outcome. Euro. J. Can. 35 (13), 1809-1815 (1999).
  7. Yuan, D., et al. Use of X-Chromosome Inactivation Pattern to Analyze the Clonality of 14. Female Cases of Kaposi Sarcoma. Med. Sci. Mon. Bas. Res. 21, 116-122 (2015).
  8. Gill, P. S., et al. Evidence for multiclonality in multicentric Kaposi’s sarcoma. PNAS. 95 (14), 8257-8261 (1998).
  9. Douglas, J. L., Gustin, J. K., Moses, A. V., Dezube, B. J., Pantanowitz, L. Kaposi Sarcoma Pathogenesis: A Triad of Viral Infection, Oncogenesis and Chronic Inflammation. Trans. Biomed. 1 (2), (2010).
  10. Chang, Y., et al. Identification of herpesvirus-like DNA sequences in AIDS-associated Kaposi’s sarcoma. Science. 266 (5192), 1865-1869 (1994).
  11. Moses, A. In vitro endothelial cell systems to study Kaposi sarcoma. Kaposi Sarcoma: A Model of Oncogenesis. (Chapter 4), (2010).
  12. McAllister, S. C., Moses, A. V. Endothelial Cell- and Lymphocyte-Based In Vitro Systems for Understanding KSHV Biology. Kaposi Sarcoma Herpesvirus: New Perspectives. 312 (Chapter 8), 211-244 (2007).
  13. Lagunoff, M., et al. De Novo Infection and Serial Transmission of Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus in Cultured Endothelial Cells. J. Virol. 76 (5), 2440-2448 (2002).
  14. Benelli, R., Repetto, L., Carlone, S., Parravicini, C. Establishment and characterization of two new Kaposi’s sarcoma cell cultures from an AIDS and a non-AIDS patient. Res. Virol. 145, 251-259 (1994).
  15. Simonart, T., et al. Iron as a potential co-factor in the pathogenesis of Kaposi’s sarcoma?. Int. J. Can. 78 (6), 720-726 (1998).
  16. An, F. Q., et al. Long-Term-Infected Telomerase-Immortalized Endothelial Cells: a Model for Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus Latency In Vitro and In Vivo. J. Virol. 80 (10), 4833-4846 (2006).
  17. Myoung, J., Ganem, D. Generation of a doxycycline-inducible KSHV producer cell line of endothelial origin: Maintenance of tight latency with efficient reactivation upon induction. J. Virol. Meth. 174 (1-2), 12-21 (2011).
  18. Lunardi-lskandar, Y., et al. Tumorigenesis and metastasis of neoplastic Kaposi’s sarcoma cell line in immunodeficient mice blocked by a human pregnancy hormone. Nature. 375 (6526), 64-68 (1995).
  19. Cesarman, E. Gammaherpesvirus and lymphoproliferative disorders in immunocompromised patients. Can. Let. 305 (2), 163-174 (2011).
  20. Jones, T., et al. Direct and efficient cellular transformation of primary rat mesenchymal precursor cells by KSHV. J. Clin. Inves. 122 (3), 1076-1081 (2012).
  21. Aguirre, A. J., Robertson, E. S. Epstein-Barr Virus Recombinants from BC-1 and BC-2 Can Immortalize Human Primary B Lymphocytes with Different Levels of Efficiency and in the Absence of Coinfection by Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus. J. Virol. 74 (2), 735-743 (2000).
  22. Flore, O., et al. Transformation of primary human endothelial cells by Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus. Nature. 394 (6693), 588-592 (1998).
  23. Moses, A. V., et al. Long-term infection and transformation of dermal microvascular endothelial cells by human herpesvirus 8. J. Virol. 73 (8), 6892-6902 (1999).
  24. Halbert, C. L., Demers, G. W., Galloway, D. A. The E7 gene of human papillomavirus type 16 is sufficient for immortalization of human epithelial cells. J. Virol. 65 (1), 473-478 (1991).
  25. Moses, A. V., et al. Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus-Induced Upregulation of the c-kit Proto-Oncogene, as Identified by Gene Expression Profiling, Is Essential for the Transformation of Endothelial Cells. J. Virol. 76 (16), 8383-8399 (2002).
  26. McAllister, S. C., et al. Kaposi sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) induces heme oxygenase-1 expression and activity in KSHV-infected endothelial cells. Blood. 103 (9), 3465-3473 (2004).
  27. Raggo, C., et al. Novel cellular genes essential for transformation of endothelial cells by Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus. Can. Res. 65 (12), 5084-5095 (2005).
  28. McAllister, S. C., Hanson, R. S., Manion, R. D. Propranolol Decreases Proliferation of Endothelial Cells Transformed by Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus and Induces Lytic Viral Gene Expression. J. Virol. 89 (21), 11144-11149 (2015).
  29. Rose, P. P., Bogyo, M., Moses, A. V., Früh, K. Insulin-like growth factor II receptor-mediated intracellular retention of cathepsin B is essential for transformation of endothelial cells by Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus. J. Virol. 81 (15), 8050-8062 (2007).
  30. Botto, S., Totonchy, J. E., Gustin, J. K., Moses, A. V. Kaposi Sarcoma Herpesvirus Induces HO-1 during De Novo Infection of Endothelial Cells via Viral miRNA-Dependent and -Independent Mechanisms. mBio. 6 (3), e00668 (2015).
  31. Mansouri, M. Kaposi sarcoma herpesvirus K5 removes CD31/PECAM from endothelial cells. Blood. 108 (6), 1932-1940 (2006).
  32. Mansouri, M., Rose, P. P., Moses, A. V., Fruh, K. Remodeling of Endothelial Adherens Junctions by Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus. J. Virol. 82 (19), 9615-9628 (2008).
  33. Brulois, K. F., et al. Construction and manipulation of a new Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus bacterial artificial chromosome clone. J. Virol. 86 (18), 9708-9720 (2012).
  34. Myoung, J., Ganem, D. Generation of a doxycycline-inducible KSHV producer cell line of endothelial origin: Maintenance of tight latency with efficient reactivation upon induction. J. Virol. Meth. 174 (1-2), 12-21 (2011).
  35. Prudhomme, J. G., Sherman, I. W., Land, K. M. Studies of Plasmodium falciparum cytoadherence using immortalized human brain capillary endothelial cells. Int. J. Parasit. 26 (6), 647-655 (1996).
  36. Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell. 144 (5), 646-674 (2011).
  37. Walker, L. R., Hussein, H. A. M., Akula, S. M. Disintegrin-like domain of glycoprotein B regulates Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus infection of cells. J. Gen. Virol. 95 (Pt 8), 1770-1782 (2014).
  38. Dai, L., et al. Sphingosine Kinase-2 Maintains Viral Latency and Survival for KSHV-Infected Endothelial Cells. PLOS ONE. 9 (7), e102314-e102319 (2014).
  39. Yoo, J., et al. Opposing Regulation of PROX1 by Interleukin-3 Receptor and NOTCH Directs Differential Host Cell Fate Reprogramming by Kaposi Sarcoma Herpes Virus. PLoS Path. 8 (6), e1002770 (2012).
  40. Sharma-Walia, N., et al. COX-2/PGE2: molecular ambassadors of Kaposi’s sarcoma-associated herpes virus oncoprotein-v-FLIP. Oncogenesis. 1 (4), e5 (2012).
  41. Dimaio, T. A., Gutierrez, K. D., Lagunoff, M. Latent KSHV Infection of Endothelial Cells Induces Integrin Beta3 to Activate Angiogenic Phenotypes. PLoS Path. 7 (12), e1002424 (2011).
  42. Wu, Y. H., et al. The manipulation of miRNA-gene regulatory networks by KSHV induces endothelial cell motility. Blood. 118 (10), 2896-2905 (2011).
  43. Alcendor, D. J., Knobel, S., Desai, P., Zhu, W. Q., Hayward, G. S. KSHV Regulation of Fibulin-2 in Kaposi’s Sarcoma: implications for tumorigenesis. Am. J. Path. 179 (3), 1443-1454 (2011).
  44. Poole, L. J., et al. Altered Patterns of Cellular Gene Expression in Dermal Microvascular Endothelial Cells Infected with Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus. J. Virol. 76 (7), 3395-3420 (2002).
  45. Toth, Z., et al. Epigenetic Analysis of KSHV Latent and Lytic Genomes. PLoS Path. 6 (7), e1001013 (2010).
  46. Damania, B., et al. Comparison of the Rta/Orf50 transactivator proteins of gamma-2-herpesviruses. J. Virol. 78 (10), 5491-5499 (2004).
  47. Koon, H. B., et al. Phase II trial of imatinib in AIDS-associated Kaposi’s sarcoma: AIDS Malignancy Consortium Protocol 042. J. Clin. Onc. 32 (5), 402-408 (2014).
  48. Koon, H. B., et al. Imatinib-induced regression of AIDS-related Kaposi’s sarcoma. J. Clin. Onc. 23 (5), 982-989 (2005).
  49. Cao, W., et al. Imatinib for highly chemoresistant Kaposi sarcoma in a patient with long-term HIV control: a case report and literature review. Cur. Onc. 22 (5), 395 (2015).
  50. Botto, S., Totonchy, J. E., Gustin, J. K., Moses, A. V. Kaposi Sarcoma Herpesvirus Induces HO-1 during De Novo Infection of Endothelial Cells via Viral miRNA-Dependent and -Independent Mechanisms. mBio. 6 (3), e00668 (2015).
  51. Pantanowitz, L., et al. C-Kit (CD117) expression in AIDS-related, classic, and African endemic Kaposi sarcoma. App. Imm. & Mol. Morph. 13 (2), 162-166 (2005).
  52. Poole, L. J., et al. Altered Patterns of Cellular Gene Expression in Dermal Microvascular Endothelial Cells Infected with Kaposi’s Sarcoma-Associated Herpesvirus. J. Virol. 76 (7), 3395-3420 (2002).
  53. Desnoyer, A., et al. Expression pattern of the CXCL12/CXCR4-CXCR7 trio in Kaposi sarcoma skin lesions. Brit. J. Derm. , 1-12 (2016).
  54. Dai, L., et al. Role of heme oxygenase-1 in the pathogenesis and tumorigenicity of Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus. Oncotarget. 7 (9), 10459-10471 (2016).
  55. Chisholm, K. M., et al. β-Adrenergic receptor expression in vascular tumors. Modern Pathology. 25 (11), 1446-1451 (2012).
  56. Gerber, H. P., et al. Vascular endothelial growth factor regulates endothelial cell survival through the phosphatidylinositol 3′-kinase/Akt signal transduction pathway. Requirement for Flk-1/KDR activation. J. Biol. Chem. 273 (46), 30336-30343 (1998).
  57. Billstrom Schroeder, ., Christensen, M. R., Worthen, G. S. Human cytomegalovirus protects endothelial cells from apoptosis induced by growth factor withdrawal. J. Clin. Virol. 25 (Suppl 2), S149-S157 (2002).

Tags

In Vitro ModelCellular TransformationKaposi Sarcoma HerpesvirusKSHVEndothelial CellsMalignant TransformationViral OncogenesisKaposi SarcomaPathological AngiogenesisBCBL-1 CellsPMAViral Particle IsolationUltracentrifugation

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artículo
McAllister, S. C., Hanson, R. S., Grissom, K. N., Botto, S., Moses, A. V. An In Vitro Model for Studying Cellular Transformation by Kaposi Sarcoma Herpesvirus. J. Vis. Exp. (126), e54828, doi:10.3791/54828 (2017).
Descargar cita
Reimpresiones y permisos

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image