Summary

ヒト乳腺上皮のホルモン応答性の3D培養モデル

Published: February 07, 2016
doi:

Summary

We describe a 3D culture model of the human breast epithelium that is suitable to study hormone action.

Abstract

The process of mammary epithelial morphogenesis is influenced by hormones. The study of hormone action on the breast epithelium using 2D cultures is limited to cell proliferation and gene expression endpoints. However, in the organism, mammary morphogenesis occurs in a 3D environment. 3D culture systems help bridge the gap between monolayer cell culture (2D) and the complexity of the organism. Herein, we describe a 3D culture model of the human breast epithelium that is suitable to study hormone action. It uses the commercially available hormone-responsive human breast epithelial cell line, T47D, and rat tail collagen type 1 as a matrix. This 3D culture model responds to the main mammotropic hormones: estradiol, progestins and prolactin. The influence of these hormones on epithelial morphogenesis can be observed after 1- or 2-week treatment according to the endpoint. The 3D cultures can be harvested for analysis of epithelial morphogenesis, cell proliferation and gene expression.

Introduction

標準的な2Dの文化とは異なり、3次元細胞培養サロゲートモデルは、生理学的に関連するコンテキスト、1組織に似における上皮細胞の挙動の研究を可能にします。乳腺の3D培養物は、乳腺の発達と腫瘍の多くの側面を解明に役立ちました。しかし、現在入手可能な三次元培養モデルのほとんどは、タスクに使用したヒト上皮細胞株は、ホルモン受容体の発現6,7,9を欠いているので、ホルモン作用を研究するためには不適当です。

ここで、我々はホルモン作用12を研究するのに適しているヒト乳房上皮の三次元培養モデルについて説明します。このモデルは、もともと乳房の浸潤性乳管癌で54歳の女性患者から得られた胸水から由来した市販のホルモン応答ヒト乳房上皮細胞株、T47D 3,11,13を 、使用しています。私たちは、マトリックスとしてラット尾コラーゲンタイプ1を使用します。この3DカルトUREモデルは、ヒト乳房上皮細胞上の3つの主要なmammotropicホルモン(エストラジオール、プロメゲストン(プロゲステロンの類似体)、およびプロラクチン)の作用の研究に適しています。ホルモン誘導性の上皮形態は、形態学的分析12時間にわたって定量的に評価することができます。

適切な播種密度は、これらの3D培養物は2週間保持することができます。この時点で、構造物の開発は、上皮形態に対するホルモン作用の堅牢な定量的評価のために十分です。ゲルは、細胞増殖のための以前の時点で回収してもよいし、遺伝子発現解析します。さらに、このモデルは、連続ホルモン療法の効果を試験するのに適しています。例えば、次の週の間のホルモンの他のホルモン/組み合わせで最初の週と交換時のエストラジオールで処理した後。このようなICI 182,780などのエストロゲン様化合物および抗エストロゲンの効果は、また、STUすることができますこの三次元培養モデル12を使用して死亡しました。

Protocol

試薬の調製 10 -3 Mストック溶液を作るために、エタノール中で合成黄体ホルモンのプロメゲストン(R5020)および17-βエストラジオール(E2)を溶解します。 1mg / mlのストック溶液を作製するために蒸留脱イオン水にプロラクチンを溶解します。 10 -2 Mの原液を作るためにDMSOに抗エストロゲンICI 182,780を溶解します。最大6ヶ月間-20℃でこれらのソリューションを保管して…

Representative Results

図1は、ホルモン感受性3D培養液を調製するための手順をまとめたものです。上皮構造は、単独E2の存在下および他のホルモンとの組み合わせで2週間培養ゲルの全マウントに観察されます。何のホルモンを培地(CDFBS培地)( 図2)に追加されていない場合にのみ、単一の細胞または2-3細胞のグループが存在しています。この状態は、陰性対照としての役割を果たす。 …

Discussion

Here, we describe a hormone-sensitive 3D culture model to test the action of hormones on breast epithelium. The response to hormones can be assessed at the tissue morphology, cell proliferation and gene expression levels 12. One limitation of this technique is that visualization during the culture period is restricted to light microscopy since the cultures are grown in a plastic bottom plate. The 3D culture system could be adapted to glass bottom plates to allow for live imaging of the cultures 1.</…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

私たちはシェリルSchaeberleによって社説貢献を大幅に感謝しています。この研究は、エイボン補助金#02-2009-093と02-2011-095、およびAMSへNIEHS / NIH ES 08314によってサポートされていました。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも環境健康科学研究所や国立衛生研究所の公式見解を示すものではありません。

Materials

12-well Tissue Culture Plates (Falcon) Fisher Scientific 08-772-29
15 ml polystyrene conical Tubes Fisher Scientific 14-959-49D
Activated Charcoal Sigma C-5510
Carmine Alum Sigma C1022-100G
Collagenase, Type 3 Worthington S0C11784
Confocal Microscope Zeiss LSM510 Equiped with HeNe 633nm laser
Dextran T-70 Abersham/Pharmacia 17-0280-01
DMEM/F-12, HEPES, no phenol red  Life Technologies 11339-021 Phenol red-free media for hormone use
DMEM, low glucose, pyruvate, no glutamine, no phenol red Life Technologies 11054-020 Phenol red-free media for hormone use
17-β-Estradiol EMD Millipore 3301 Dissolved in Ethanol
Ethanol Koptec V1001
Fetal Bovine Serum Hyclone SH30070.03 For use with hormones, must be Charcoal Dextran stripped 
Filters (115ml) Nalgene 380-0080, 245-0045, 120-0020 0.88, 0.45, 0.20 micron, respectively 
Formalin, 10% Fisher Scientific SF93-20
L-Glutamine (200 mM) Life Technologies 25030-081
ICI 182,780 (fulvestrant) Sigma Aldrich I4409-25MG Dissolved in DMSO
Microtome  Leica RM2155
Tissue embedding media McCormick Scientific 39502004
Penicillin Sigma 7794-10MU Dissolved in 10 ml of distilled deionized water
Permount Fisher Scientific SP15-500
Phosphate Buffered Saline pH 7.4 Sigma Aldrich P3813-10PAK
Prolactin Sigma Aldrich L4021-50UG Dissolved in distilled deionized water
Promegestone Perkin Elmer NLP004005MG Dissolved in Ethanol
Rat-Tail Collagen  Corning  354236 Lots may contain varying concentrations, note accordingly
Scalpel Miltex 4311
Semi-enclosed Benchtop Tissue Processor Leica TP1020
Sodium Hydroxide Sigma Aldrich S5881 Prepare 1N NaOH stock
StaticMaster Anti-static brush  Amstat C3500
Stripette Serological Pipettes  Corning  4101
T-25 flasks Corning  430168
Tissue Cassettes Fisher Scientific 15-200-403E
Wheaton Vials, Glass, 20mL Fisher Scientific 03-341-25D 
Xylene  VWR 95057-822

Riferimenti

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Citazione di questo articolo
Speroni, L., Sweeney, M. F., Sonnenschein, C., Soto, A. M. A Hormone-responsive 3D Culture Model of the Human Mammary Gland Epithelium. J. Vis. Exp. (108), e53098, doi:10.3791/53098 (2016).

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