Summary

Trappole extracellulari del neutrofilo generati dai neutrofili bassa densità ottenuta dal liquido di lavaggio peritoneale mediata allegato e crescita delle cellule tumorali

Published: August 03, 2018
doi:

Summary

Qui, presentiamo un metodo in cui i neutrofili a bassa densità umani (LDN), recuperati dal liquido di lavaggio peritoneale postoperatoria, producono massicce trappole extracellulari del neutrofilo (reti) e intrappolano efficientemente le cellule del tumore libero che successivamente crescono.

Abstract

Attiva i neutrofili rilascio dei neutrofili extracellulare trappole (reti), che possono catturare e distruggere i microbi. Studi recenti suggeriscono che le reti siano coinvolti nei vari processi di malattia, quali le metastasi del tumore, la trombosi e la malattia autoimmune. Qui, ci mostra una tecnica dettagliata in vitro per rilevare attività netto durante l’intrappolamento delle cellule del tumore libero, che si sviluppano dopo allegato ai NETs. In primo luogo, abbiamo raccolto i neutrofili a bassa densità (LDN) dal liquido di lavaggio peritoneale postoperatorio da pazienti sottoposti a laparotomie. Coltura a breve termine di LDN provocato dalla massiccia formazione netta che è stato visualizzato con verde fluorescente nucleare e colorante di contrasto del cromosoma. Dopo co-incubazione di linee cellulari di cancro gastrico umano MKN45, OCUM-1 e NUGC-4 con le reti, molte cellule del tumore erano intrappolate dai NETs. Successivamente, l’allegato completamente è stata abrogata dal degrado delle reti con dnasi I. Time-lapse video ha rivelato che le cellule del tumore intrappolate dalle reti non è morto ma invece è cresciuta vigorosamente in una cultura di continua. Questi metodi possono essere applicati alla rilevazione di interazioni adesive tra reti e vari tipi di cellule e materiali.

Introduction

Neutrofili nucleari polimorfo nel sangue circolante in genere sono separati dalle cellule mononucleari attraverso il metodo di preparazione gradienti di densità. Tuttavia, alcuni neutrofili conosciuti come i neutrofili a bassa densità (LDN), con i fenotipi di CD11b(+), CD15(+), CD16(+) e CD14(-), sono co-purificati con cellule mononucleari. Il numero relativo di LDN aumenta significativamente in varie condizioni patologiche tra cui malattie autoimmuni1,2, sepsi3e cancro4,5. Gli studi precedenti hanno dimostrato che LDN sono una classe fenotipico e funzionalmente distinta di neutrofili6. Dovrebbe essere notato che LDN nel sangue circolante sono più probabilità di produrre trappole extracellulari del neutrofilo (reti) di densità normale neutrofili2,7. Le reti sono web-come strutture composte di acidi nucleici, istoni, proteasi e proteine citosoliche e granulare, e in modo efficiente possono intrappolare e distruggere gli agenti patogeni8.

Recentemente, le reti hanno dimostrate di catturare non solo i microbi, ma anche le piastrine e cellule tumorali che possono assistere all’embolo formazione9 e tumore metastasi10,11circolanti. Tuttavia, i meccanismi molecolari dietro le interazioni adesive tra reti e piastrine o le cellule del tumore sono ancora poco chiari. Più recentemente, un’analisi di adesione in vitro hanno rivelato che le cellule di leucemia mieloide (K56212) e cellule di carcinoma del polmone (A54913) alleghino alle reti tramite le integrine β1 e β3. Gli autori hanno usato stock netto isolato dai neutrofili e attivato da phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) come il substrato di adesione14. Anche se questo test permette di individuare i reali interazioni con componenti netti in assenza di neutrofili, è discutibile se il “cell-free stock netto” isolato mediante centrifugazione ad alta velocità mantiene la struttura molecolare identica ai NETs prodotto in vivo. Recentemente, abbiamo trovato quel liquido di lavaggio peritoneale dopo chirurgia addominale conteneva molti LDN maturo, che generò massicce reti e attaccato alle cellule del tumore che causano metastasi peritoneali15. In questo studio, abbiamo esaminato con successo l’adesione delle cellule del tumore ai NETs intatto senza alcuna manipolazione fisica. Qui, indichiamo i dettagli di una tecnica per rilevare interazioni adesive tra le reti e le cellule del tumore libero.

Protocol

LDN sono stati ottenuti da pazienti arruolati in questo studio e sono stati approvati dalla istituzionale recensione Consiglio di Jichi Medical University. 1. isolamento di LDN dalla cavità addominale lavande e rilevamento netto Acquisizione del campione Infondere 1.000 mL di normale soluzione salina sterile direttamente nella cavità addominale prima della chiusura della ferita in pazienti sottoposti a chirurgia addominale a causa di malignità gastrointestinale.Nota: I…

Representative Results

Nella cultura 2 ore, LDN CD66b(+) derivata da lavaggio peritoneale fluido stringa ha mostrato strutture colorate con colorante verde fluorescente per nucleare e cromosoma (Figura 1B), mentre CD66b(-) cellule mononucleari non ha fatto (Figura 1). Tuttavia, quando le culture LDN sono state pretrattate con 100 U/mL dnasi I, la caratteristica struttura è stato distrutta (Figura 1), che indica che sono s…

Discussion

Gli studi precedenti hanno segnalato che cellule tumorali circolanti possono essere intrappolati dal netto substrati in vivo10,11. Cellule di carcinoma mammario metastatico sono state indicate per stimolare i neutrofili e indurre la formazione di reti, che assiste nella crescita delle cellule del tumore nell’ organo bersaglio17. Inoltre, abbiamo trovato che colture di breve durata di LDN dal fluido di lavaggio postoperatorio prodo…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ringraziamo Sig. ra J. Shinohara e I. Nieda per il lavoro di tecnico e di segreteria. Inoltre, ringraziamo la d. ssa Shiro Matsumoto, Hidenori Haruta, Kentaro Kurashina e Kazuya Takahashi per la loro collaborazione per l’acquisizione del campione in sala operatoria. Questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione per la ricerca scientifica dal Ministero dell’istruzione, scienza, sport e cultura del Giappone e della Japan Society per la promozione della scienza (17K 10606).

Materials

Ficoll-Paque PLUS GE Healthcare, SWEDEN 17-1440-02
StraightFrom™ Whole Blood CD66b MicroBeads Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany 130-104-913
Fc block Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany 130-059-901
MACS Rinsing Solution Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany 130-091-222
MACS BSA Stock Solution Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany 130-091-376
LS Columns Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany 130-041-306
MACS Magnetic Separator Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany 130-042-501
SYTOX green nucleic acid stain 5mM solution in DMSO Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA S7020
PKH26 Red Fluorescent Cell Linker Kit for General Cell Membrane Labeling Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA P9691
Diluent C Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA CGLDIL
RPMI1640 Medium Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA R8758
Dulbecco’s Modified Eagle Medium-high glucose (DMEM) Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA D5796
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA D8537
0.5mol/l-EDTA Solution (pH 8.0) nacalai tesque, Japan 06894-14
Fetal Bovine Serum, qualified, USDA-approved regions gibco by life technologies, Mexico 10437-028
Bovine Serum Albumin lyophilized powder, ≥96% (agarose gel electrophoresis) Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA A2153
Penicillin Streptomycin Life Technologies Japan 15140-122
Plasmocin Prophylactic InvivoGen, San Diego, CA-USA ant-mpp
DNase I Worthington, Lakewood NJ) LS002138
Poly-L-Lysine-Coated MICROPLATE 6Well IWAKI, Japan 4810-040
Poly-L-Lysine-Coated MICROPLATE 24Well IWAKI, Japan 4820-040
fluorescein stereomicroscope BX8000, Keyence, Osaka Japan BZ-X710
Whole view cell observation system Nikon, Kanagawa, Japan BioStudio (BS-M10)
MKN45 human gastric cancer cell line Riken, Tukuba Japan N/A
NUGC-4 human gastric cancer cell line Riken, Tukuba Japan N/A
OCUM-1 human gastric cancer cell line Osaka City University, Japan N/A Gift from Dr. M.Yashiro

References

  1. Hacbarth, E., Kajdacsy-Balla, A. Low density neutrophils in patients with systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, and acute rheumatic fever. Arthritis and Rheumatology. 29 (11), 1334-1342 (1986).
  2. Denny, M. F., et al. A distinct subset of proinflammatory neutrophils isolated from patients with systemic lupus erythematosus induces vascular damage and synthesizes type I IFNs. The Journal of Immunology. 184 (6), 3284-3297 (2010).
  3. Morisaki, T., Goya, T., Ishimitsu, T., Torisu, M. The increase of low density subpopulations and CD10 (CALLA) negative neutrophils in severely infected patients. Surgery Today. 22 (4), 322-327 (1992).
  4. Schmielau, J., Finn, O. J. Activated granulocytes and granulocyte-derived hydrogen peroxide are the underlying mechanism of suppression of t-cell function in advanced cancer patients. Recherche en cancérologie. 61 (12), 4756-4760 (2001).
  5. Brandau, S., et al. Myeloid-derived suppressor cells in the peripheral blood of cancer patients contain a subset of immature neutrophils with impaired migratory properties. Journal of Leukocyte Biology. 89 (2), 311-317 (2011).
  6. Carmona-Rivera, C., Kaplan, M. J. Low-density granulocytes: a distinct class of neutrophils in systemic autoimmunity. Seminars in Immunopathology. 35 (4), 455-463 (2013).
  7. Villanueva, E., et al. Netting neutrophils induce endothelial damage, infiltrate tissues, and expose immunostimulatory molecules in systemic lupus erythematosus. The Journal of Immunology. 187 (1), 538-552 (2011).
  8. Brinkmann, V., et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 303 (5663), 1532-1535 (2004).
  9. Demers, M., et al. Cancers predispose neutrophils to release extracellular DNA traps that contribute to cancer-associated thrombosis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (32), 13076-13081 (2012).
  10. Cools-Lartigue, J., et al. Neutrophil extracellular traps sequester circulating tumor cells and promote metastasis. Journal of Clinical Investigation. , (2013).
  11. Tohme, S., et al. Neutrophil Extracellular Traps Promote the Development and Progression of Liver Metastases after Surgical Stress. Recherche en cancérologie. 76 (6), 1367-1380 (2016).
  12. Monti, M., et al. Integrin-dependent cell adhesion to neutrophil extracellular traps through engagement of fibronectin in neutrophil-like cells. Public Library of Science One. 12 (2), e0171362 (2017).
  13. Najmeh, S., et al. Neutrophil extracellular traps sequester circulating tumor cells via beta1-integrin mediated interactions. International Journal of Cancer. 140 (10), 2321-2330 (2017).
  14. Najmeh, S., Cools-Lartigue, J., Giannias, B., Spicer, J., Ferri, L. E. Simplified Human Neutrophil Extracellular Traps (NETs) Isolation and Handling. Journal of Visualized Experiments. (98), (2015).
  15. Kanamaru, R., et al. Low density neutrophils (LDN) in postoperative abdominal cavity assist the peritoneal recurrence through the production of neutrophil extracellular traps (NETs). Scientific Reports. 8 (1), 632 (2018).
  16. Eades-Perner, A. M., Thompson, J., van der Putten, H., Zimmermann, W. Mice transgenic for the human CGM6 gene express its product, the granulocyte marker CD66b, exclusively in granulocytes. Blood. 91 (2), 663-672 (1998).
  17. Park, J., et al. Cancer cells induce metastasis-supporting neutrophil extracellular DNA traps. Science Translational Medicine. 8 (361), 361ra138 (2016).
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Citer Cet Article
Kanamaru, R., Ohzawa, H., Miyato, H., Yamaguchi, H., Hosoya, Y., Lefor, A. K., Sata, N., Kitayama, J. Neutrophil Extracellular Traps Generated by Low Density Neutrophils Obtained from Peritoneal Lavage Fluid Mediate Tumor Cell Growth and Attachment. J. Vis. Exp. (138), e58201, doi:10.3791/58201 (2018).

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