前立腺細胞の方向性のある移動を研究するためにカスタム設計された電気走チェンバースを利用
Summary
We present a method to apply a physiological electric field to migrating, immortalized prostate cells in a custom-made galvanotaxis chamber. Using this method, we demonstrate that 2 lines of non-tumorigenic prostate cells demonstrate different degrees of migration directionality in the field.
Abstract
生理学的な電場は、胚発生、神経突起成長および上皮創傷治癒における細胞移動を導くような特定の生物学的機能を提供しています。 in vitroで培養細胞に直流電界を印加すると、方向性細胞遊走、または電気走を引き起こす。ここで実証する2次元電気走法は、カスタムメイドのポリ（塩化ビニル）（PVC）チャンバ、ガラス表面、白金電極と細胞が撮像された電動ステージを用いて修飾される。 PVC室と白金電極は、低い細胞毒性を示し、手頃な価格の、再使用可能である。ガラス表面と電動顕微鏡ステージは、画像の品質を改善し、細胞へのガラス表面や治療への可能な修飾を可能にする。我々は2つの非腫瘍形成、SV40不死化前立腺細胞株、PRNS-1-1とPNT2の電気走を撮影。これら2つの細胞株は、同様の移行速度を示し、両方の側に移動カソードが、彼らは電気走における方向性の異なる程度を示します。このプロトコルを使用して得られた結果は、PRNは、1-1 PNT2細胞株は、それらの方向性遊走応答を支配する異なる固有の機能を有することができることを示唆している。
Introduction
内因性の電界は、皮膚1、32、33、2、脳のような種々の組織で検出される。生理学的な電界が神経突起5,6の伸長を案内し、上皮および角膜創傷閉鎖1,7を促進導く胚発生3,4を含む特定の生物学的機能を提供しています。 インビトロ 、培養細胞に直流電界を印加する模倣生理電界指向性細胞遊走、または電気走を引き起こす。電気走線維芽細胞8、魚ケラチノサイト9、ヒト上皮および角膜ケラチノサイト10-12に検討されている、神経芽2、および神経前駆細胞14,13リンパ球。 （ – ）極印加磁界にさらされたときに、研究された細胞の大部分は、陰極に向かって一方向に移行する。しかし、高転移を含むいくつかの癌細胞ヒト乳癌細胞およびヒト前立腺癌細胞株PC-3Mは、陽極（+）極15、16に移動する。いくつかの機構が電気走を媒介するか、活性化を含む電界を感知する細胞の能力を説明するために提案されているEGFは、12を受容と、上皮ナトリウムチャネル17は 、PI3KおよびPTEN 18、及びカルシウムの放出メカニズムはまだ完全には理解されていない。15、19のイオンとは、複数のシグナル伝達経路が電気走に関与している可能性がある。
ここで実証する2次元電気走法が付着し、運動性細胞の指向性遊走を特徴付けるために、いずれか18、20。この技術は、から変更され、コンフルエント細胞のシートの個々の細胞遊走10、12、17または遊走をモニターするために有用である鵬とJaffe氏21、及び西村らカスタムメイド、透明なPVC室と10、取り外し可能なcoverslとIPSなどの免疫蛍光イメージングなどの二次分析用の電気走、後に簡単にセルの取得を可能にする。電気走室のガラス表面は、高倍率でかつ蛍光標識された細胞での撮影を可能にする、光互換性がある。また、そのような表面コーティングまたは電荷を変化させるように、ガラス表面の改質に実験計画を可能にする。第1カバーガラス製のスペーサーは、細胞上の電流の流れを最小限にするためにチャンバ内で使用されている。したがって、電流の流れの二乗に比例するジュール加熱は、実験中の細胞を過熱しないでしょう。接続寒天ブリッジは細胞と電極との直接接触を防止し、電気走時の培地のpHまたはイオン濃度の変化を防止する。
二つの非腫瘍形成性ヒト前立腺細胞株は、本研究での電気走応答を調べた。 PRNS-1-1 22とPNT2 23は、両方SV4です低または前立腺特異抗原（PSA）の発現なしに上皮マーカーのサイトケラチン5、8、18と19を表す0不死化、増殖因子依存性細胞株。両方の細胞株は、正常な上皮細胞の多角形の形態を維持するが、染色体異常は、染色体分析22、24で観察された。PRNS-1-1とPNT2はほとんどの実験で同様の挙動を共有するが、それらは腺房構造の形成との違いを示して行う電気走。 3-Dマトリックス、マトリゲル上で、PRNS-1-1細胞は、正常な前立腺組織25に類似したルーメンを有する中空腺房構造を形成する。しかし、PNT2細胞が管腔または偏上皮26せずに固体スフェロイドを形成する。 PRNS-1-1細胞はまた、現在の研究でPNT2よりも高いgalvanotactic応答を実証する。 PRNは、1-1腺房構造と電気走の形成の間の相関はgalvanotactic信号が広報を組織において役割を果たし得ることを示唆しているostate腺組織の内因性電界に応答して動き、そして、これら2細胞株とを区別するためにさらなる特性を提供する。
Protocol
Representative Results
Discussion
セルの電気走応答の分析は、多くの細胞の遊走又は増殖27,28を処理するための重要な機能の指標となっている。ここでは二つの前立腺細胞株をフィルムにガラス表面にカスタムメイドのチャンバーを用いる。これらの細胞株は、電気走の異なる程度を実証し、我々は、細胞内局在または電気走媒介タンパク質の活性化は、電気走応答において観察された差が生じる、不死化細胞株を生…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
前立腺細胞株は、親切にがんセンター、カリフォルニア大学デービス校で博士陵王瑜博士興-寺院カンフーによって提供されます。このプロジェクトは、NIH電気走助成4R33AI080604によってサポートされています。
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Cells | |||
| pRNS-1-1 prostate cells | Lee et. al., (1994) | ||
| PNT2 prostate cells | Sigma-Aldrich | 95012613-1VL | Berthon et al., (1995) |
| Medium and solutions | |||
| RPMI 1640 medium | Invitrogen | 11875-093 | warm up to 37°C before use |
| Fetal Bovine Serum – Premium | Atlanta Biologicals | S11150 | 10% in PBS, warm up to 37°C before use |
| Antibiotic-Antimycotic (100x) | Life Technologies | 15240 | add 5mL to 500mL medium |
| 2-propanol | VWR | BDH1133-5GL | |
| PBS | – | – | 137mM NaCl, 2.7mM KCl, 4.3mM Na2HPO4 and 1.5mM KH2PO4 in 1000mL of H2O, pH to 7.4 and autoclaved, warm up to 37°C before use |
| 0.25% Trypsin-EDTA | Invitrogen | 25200-056 | warm up to 37°C before use, treat cells for 3-5 min at 37°C |
| Galvanotaxis device | |||
| Galvanotaxis chambers | Precision Plastics Inc, CA | custom-designed (1/4" X 2" X 3.5"), non-toxic, clear PVC chambers | |
| Galvanotaxis electrodes | UCD electric shop | platinum coiled electrodes with flexable cords | |
| Galvanotaxis power box | Substrate Engineering, CA | custom-designed DC power output with voltmeter | |
| Microscope Cover Glass, Large, 45X50mm-No. 1.5 | Fisher | 12-544-F | |
| Microscope Cover Glass, small, 25X25mm, No. 1 | ThermoScientific | 3307 | |
| Diamond point marker | ThermoScientific | 750 | |
| Marine grade silicon sealer, clear | 3M | 051135-08019 | |
| High vacuum grease | Dow Corning | 2021846-0807 | |
| 6mL syringe | Fisher Scientific | 05-561-64 | |
| Nichiryo Syringe, 1.5mL | Nichiryo | SG-M | |
| Cotton applicators | Purtian Medical Products | 806-WC | |
| Qtips | Johnson & Johnson | 729389 | |
| Nalgene 180 PVC tubing | Nalgene | 8000-9030 | 503/16 ID x 5/16 OD x 1/16 Wall |
| Bacto-Agar | Difco | 0140-01 | make 2% agar solution |
| Razor Blade | Personna | 74-0001 | |
| Equipments and Software | |||
| Benchtop Centrifuge | Eppendorf | 5810R | operated with an A-4-62 rotor |
| Cellometer Auto T4 | Nexcelom | Auto T4 | |
| Cellometer counting chambers | Nexcelom | CHT4-SD100-002 | load 20uL cell solutions to count |
| Culture Temp Warming plate | Bel-Art Scienceware | 370150000 | to keep the galvanotaxis chambers at 37°C |
| Eclipse TE-2000 microscope with motorized stage and environmental chamber | Nikon | ||
| Plan Fluor 10X/0.30 objective len | Nikon | ||
| Retiga EX CCD camera | Qimaging | Cooled CCD camara, mono-color, 12-bit | |
| Compressed air with 5% CO2 | Airgas | special order | |
| Volocity 6.3 | PerkinElmer | Image acquiring software | |
| Improvision OpenLab 5.5.2 | PerkinElmer | Cell tracking software and customized to measure migration angles | |
| FileMaker Pro Advanced, 8.0 | FileMaker | ||
| Microsoft Excel 2008 for Mac | Microsoft |
Riferimenti
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