Summary

培養 3 D 回転楕円体モデルでのマウス前立腺の葉の解剖組織学的特性及び

Published: September 18, 2018
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Summary

遺伝子改変マウスは、前立腺癌のメカニズムを調査するための有用なモデルです。識別とマウス泌尿生殖器から前立腺の丸い突出部を解剖、組織学に基づく区別と分離および下流解析の回転楕円体として体外主な前立腺細胞文化プロトコルをご紹介します。

Abstract

遺伝子組み換えマウス モデル (GEMMs) は、前立腺癌 (PCa) を含む、人間のがんのほとんどの種類を調査するため効果的な前臨床モデルとして機能します。マウス前立腺の解剖学を理解することは、効率的な利用と適切な特性そのような動物のモデルにとって重要です。マウス前立腺にはそれぞれ独自の特性を持つ葉の 4 つの別個のペア。この記事は、適切な郭清法および疾患解析にマウス前立腺の丸い突出部の同定を示します。後郭清術、前立腺細胞さらに培養できる体外機構の理解のためです。マウスから前立腺細胞は、彼らの通常の特性を失う傾向があるとき培養体外、我々 概要ここでセルを隔離し、生理学を維持するため有効である 3 D 回転楕円体文化としてそれらの成長法セルの特性。これらの 3 D の文化は細胞の形態と調査、近く生理の状態で動作が変更レベルとの主要なタンパク質と開発に関与する経路のローカライズと、病気の進行を分析し見て使用できます。薬物治療への応答。

Introduction

科学的なコミュニティを何十年も人間の癌の開発の複雑なメカニズムの解明を続けています。潜在的なキープレーヤーと創薬ターゲットの同定から始まる患者細胞・組織研究、前臨床動物モデルの使用多くの場合このような結果の並進アプリケーション必要があります。モデル (GEMMs) モデルの人間のがんにはマウス モデルの人間癌コンソーシアム (NCI MMHCC)、について説明し、マウスの癌の特性を統一しようとする委員会の設立以来着実に上昇している遺伝子改変マウスの使用科学者世界中1,2モデル。マウス モデルは、ほとんどの種類のがんは、開発の進行、治療への応答を理解するための前臨床研究で解明の必要性を満たすし、抵抗3を取得します。

前立腺がんは男性、毎年4160,000 以上の男性に影響を与える最も一般的に発生するがんです。病気の積極的な形態は、毎年の生活の数万人を主張します。しかし、病気の進行のメカニズムはまだよくわかっていません。進行性前立腺癌患者4で高死亡率からも明らかな転移・再発前立腺癌の効果的な治療オプションの深刻な不足でこの結果します。したがって、前立腺がんを研究する前臨床モデルの成長している必要性があります。しかし、おかげでマウスとひと前立腺の本質的な違い、GEMMs では前立腺癌のモデル化の利得していない人気バーハーバー分類導入 2004 年マウスの病理組織学的変化を説明するまで遺伝子操作、腫瘍性病変の同定と人間5癌の進行の段階の関係の時に前立腺。前立腺ジェム モデルを勉強しながら考慮する必要がありますマウス前立腺の重要な特性の 1 つの葉の 4 つの異なるペアの存在である: 前部、外側、腹側と背側。葉は、病理と遺伝子の発現パターン6に有意差を提示します。Probasin 蛋白質の表現パターンは、ポスト思春期の若いマウスで7Pb Cre47と呼ばれる probasin ベースのプロモーターを使用のジェムの Cre ベース モデルは大抵設計されているのでを考慮する必要があります葉によって異なります。Cre 発現頻度の空間的および時間的な違いは、葉の間の腫瘍性病変の違いと同様、腫瘍の発生と進行のタイムラインの違いに します。したがって、GEMMs、前立腺の腫瘍の開発を勉強しながら、このような違いを考慮することが重要だし、個々 の葉は、再現可能な結果を達成するために個別に評価する必要があります。この記事の最初の部分では、マウス前立腺の解剖、識別、別の各葉と葉の組織の違いを認識する適切な方法について説明します。

腫瘍増殖と病理組織学的解析では、腫瘍の開発に貴重な洞察力を提供できますが、彼らは分子メカニズムについて多くの情報を与えない。腫瘍の開発そして進行のメカニズムを研究するには、では、腫瘍細胞の生体外の分析に便利です。長年にわたり培養、3 D 文化8を含むこれらの細胞培養に関連するいくつかの方法が提案されている. 最近では、通常の 2D 文化9これらのメソッドのほとんどは、良い細胞の生存・増殖率になります、一方、3 D の文化は生理的条件に最も近い環境を提供します。3 D または回転楕円体の文化が基底膜の細胞外マトリックス (ECM) で栽培、完全に分化した luminal セル通常ある非常に低い生存率;ただし、根元と中間細胞 (主幹細胞) が伝播し、10回転楕円体と呼ばれる細胞のクラスターを生成することができます。これにより、がん研究に適した上皮癌幹細胞 (一般、がん幹細胞として知られている)11に由来すると考えられているので。このプロトコルの 2 番目の部分では、3 D 培養マウス前立腺の細胞を培養するための方法について説明します。Organoid 形態とイメージング、異なった蛋白質のための汚損蛍光抗体法による行動の研究と化学療法への応答の研究を含む下流の分析のいくつかの種類の結果球が使えるトリートメント。

全体的に、このプロトコルの目標はマウス前立腺の解剖および解剖技術と回転楕円体の文化との in vitro解析のための組織の処理を記述することによって前立腺癌のマウスモデルを使用して最適な方法を概説するには.

Protocol

ここで説明したすべてのマウスの実験は、SUNY アップステート医学大学で機関 IACUC 承認プロトコルで説明したガイドラインに従って行われました。 1、泌尿・生殖器 (UGS) 郭清 メモ: 回路図は、図 1に提示されます。 CO2吸入安楽死法または別の承認手法を使用して 3 ヶ月歳の男性 c57bl/6 マウスを安楽死させます。<b…

Representative Results

マウス前立腺の丸い突出部は識別でき、精嚢、尿道に関して彼らの場所を使用して解剖しました。マウス前立腺 4 対葉背側に位置するのと腹精嚢、尿道で構成されます。図 4 aおよび4 b (上) そのまま前立腺、精嚢、尿道の背側と腹側のビューを表示します。最下部のパネル (図 4 cおよび4 d) は、身?…

Discussion

本稿は、マウス前立腺の解剖および個々 の葉の識別方法を紹介します。また説明マウスの in vitro解析のための 3次元培養における前立腺細胞を培養するためのプロトコルです。

解剖のプロトコルの重要なステップは、(1) マウスから全体の UGS を収穫と解剖顕微鏡の下で個々 の器官の分離です。前立腺の組織は非常に小さく、UGS; の残りの部分に囲まれてしたがっ?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、LK に R01CA161018 国立がん研究所からの助成金によって支えられました。

Materials

Mouse surgical instruments (Mouse Dissecting kit) World Precision Instruments MOUSEKIT
Dissection microscope
RPMI medium Thermofisher Scientific 11875093
Dissection medium (DMEM + 10%FBS) Thermofisher Scientific 11965-084
Fetal Bovine Serum Thermofisher Scientific 10438018
PBS (Phosphate buffered saline) Thermofisher Scientific 10010031
Collagenase Thermofisher Scientific 17018029 Make 10x stock (10mg/ml) in RPMI, filter sterilize, aliquot and store at -20 °C
Trypsin-EDTA (0.05%) Thermofisher Scientific 25300054
DNase I Sigma-Aldrich 10104159001 ROCHE
Syringes and Needles Fisher Scientific
Fisherbran Sterile Cell Strainers, 40μm Fisher Scientific 22-363-547
PrEGM BulletKit  Lonza CC-3166 Add all componenets, aliquot and store at -20 °C.
Matrigel membrane matrix Thermofisher Scientific CB-40234
Dispase II powder Thermofisher Scientific 17105041 Make 10x stock (10mg/ml) in PrEGM, filter sterilize, aliquot and store at -20 °C

References

  1. Marks, C. L. Mouse Models of Human Cancers Consortium (MMHCC) from the NCI. Recherche en cancérologie. 65 (9 Supplement), 242-243 (2005).
  2. Marks, C. Mouse Models of Human Cancers Consortium (MMHCC) from the NCI. Disease Models & Mechanisms. 2 (3-4), 111 (2009).
  3. Day, C. P., Merlino, G., Van Dyke, T. Preclinical mouse cancer models: a maze of opportunities and challenges. Cell. 163 (1), 39-53 (2015).
  4. Society, A. C. . Cancer Facts and Figures. , (2018).
  5. Shappell, S. B., et al. Prostate Pathology of Genetically Engineered Mice: Definitions and Classification. The Consensus Report from the Bar Harbor Meeting of the Mouse Models of Human Cancer Consortium Prostate Pathology Committee. Recherche en cancérologie. 64 (6), 2270-2305 (2004).
  6. Berquin, I. M., Min, Y., Wu, R., Wu, H., Chen, Y. Q. Expression signature of the mouse prostate. Journal of Biological Chemistry. 280 (43), 36442-36451 (2005).
  7. Wu, X., et al. Generation of a prostate epithelial cell-specific Cre transgenic mouse model for tissue-specific gene ablation. Mechanisms of Development. 101 (1-2), 61-69 (2001).
  8. Xin, L., Lukacs, R. U., Lawson, D. A., Cheng, D., Witte, O. N. Self-renewal and multilineage differentiation in vitro from murine prostate stem cells. Stem Cells. 25 (11), 2760-2769 (2007).
  9. Hofner, T., et al. Defined conditions for the isolation and expansion of basal prostate progenitor cells of mouse and human origin. Stem Cell Reports. 4 (3), 503-518 (2015).
  10. Lukacs, R. U., Goldstein, A. S., Lawson, D. A., Cheng, D., Witte, O. N. Isolation, cultivation and characterization of adult murine prostate stem cells. Nature Protocols. 5 (4), 702-713 (2010).
  11. Clarke, M. F., Fuller, M. Stem cells and cancer: two faces of eve. Cell. 124 (6), 1111-1115 (2006).
  12. Oliveira, D. S., et al. The mouse prostate: a basic anatomical and histological guideline. Bosnian Journal of Basic Medical Sciences. 16 (1), 8-13 (2016).
  13. Colicino, E. G., et al. Gravin regulates centrosome function through PLK1. Molecular Biology of the Cell. 29 (5), 532-541 (2018).
  14. Ittmann, M., et al. Animal models of human prostate cancer: the consensus report of the New York meeting of the Mouse Models of Human Cancers Consortium Prostate Pathology Committee. Recherche en cancérologie. 73 (9), 2718-2736 (2013).
  15. Valkenburg, K. C., Williams, B. O. Mouse models of prostate cancer. Prostate Cancer. 2011, 895238 (2011).
  16. Xiong, X., et al. Disruption of Abi1/Hssh3bp1 expression induces prostatic intraepithelial neoplasia in the conditional Abi1/Hssh3bp1 KO mice. Oncogenesis. 1, e26 (2012).
  17. Liao, C. P., Adisetiyo, H., Liang, M., Roy-Burman, P. Cancer-associated fibroblasts enhance the gland-forming capability of prostate cancer stem cells. Recherche en cancérologie. 70 (18), 7294-7303 (2010).

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Citer Cet Article
Nath, D., White, J. R., Bratslavsky, G., Kotula, L. Identification, Histological Characterization, and Dissection of Mouse Prostate Lobes for In Vitro 3D Spheroid Culture Models. J. Vis. Exp. (139), e58397, doi:10.3791/58397 (2018).

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