Summary

İnsan Meme Bezi Epitelinin Bir Hormon duyarlı 3D Kültür Modeli

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

standart 2D kültürlerin aksine, 3D hücre kültürü vekil modelleri fizyolojik ilgili bağlamda, biri doku andıran epitel hücre davranış çalışma için izin verir. meme bezi 3D kültürleri meme bezi gelişimi ve neoplazi birçok açıdan aydınlatmak yardımcı olmuştur. Ancak, şu anda mevcut 3D kültür modellerinin en görev için kullanılan insan epitel hücre hatları hormon reseptör ifadesini 6,7,9 eksikliği nedeniyle hormon etkisini incelemek için uygun değildir.

Bu yazıda, hormon etkisini 12 incelemek için uygundur insan meme epitel 3D kültür modeli açıklanmaktadır. Bu model, ilk olarak göğüs infiltratif duktal karsinom olan 54 yaşındaki bir kadın hastadan elde edilen bir plöral efüzyonundan elde edilmiştir ticari olarak temin edilebilen hormon duyarlı insan meme epitelyal hücre kuşağı, T47D 3,11,13 kullanır. Bir matris olarak fare kuyruk kolajeni tip 1 kullanın. Bu 3D kültURE modeli insan meme epitelyal hücreleri üzerinde üç mammotropic hormon (estradiyol, promegeston (progesteron bir analog) ve prolaktin) etki çalışma için uygundur. Hormon oluşan epitel morfolojisi morfometrik analizi 12 zamanla miktar olarak tespit edilebilir.

Uygun tohum yoğunluğu, bu 3D kültürler 2 hafta muhafaza edilmesini sağlar. Bu zamana kadar, yapıların geliştirilmesi epitel morfolojisi üzerinde hormon eylem sağlam bir nicel değerlendirilmesi için yeterlidir. Jeller, hücre proliferasyonu için daha önceki zaman noktalarında toplandı edilebilir ve gen ekspresyonu analizi. Buna ek olarak, bu model sıralı bir hormon tedavisinin etkilerini test etmek için uygun olan; örneğin, bir hafta boyunca hormonların diğer hormon / kombinasyonu ile ilk haftasında estradiol ile muamele değiştirildikten sonra. örneğin ICI 182.780 olan östrojenik bileşikler ve antiöstrojenler, etkisi de stu edilebilirBu 3D kültür modeli 12 kullanılarak öldü.

Protocol

Reaktiflerin 1. Hazırlık 10 -3 M stok solüsyonlar yapmak üzere, sentetik progesteron promegeston (R5020) ve etanol 17 β-estradiol (E2) içinde çözülür. 1 mg / ml stok çözelti yapmak için damıtılmış, deiyonize su içinde prolaktin eritin. 10 -2 M stok çözelti yapmak için DMSO içinde antiöstrojen ICI 182.780 eritin. en fazla 6 ay süreyle -20 ° C'de bu çözümleri saklayın. Kömür dekstran (CD) serum ve CDFBS orta elimden: 30 dakika boyunca 5…

Representative Results

Şekil 1, hormona duyarlı 3D kültürleri hazırlanması için prosedürü özetlenmektedir. Epitel yapıları yalnız E2 mevcudiyetinde 2 hafta kültürlendi ve hormonlar ile kombinasyon içinde jeller, tüm bağlar gözlenmektedir. Resim hormonlar kültür ortamında (CDFBS ortamı) (Şekil 2) eklendiğinde sadece tek hücreler veya 2-3 hücre grupları bulunmaktadır. Bu durum, bir negatif kontrol olarak hizmet etmektedir. şekil, boyut, ve lümen mevcud…

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

Biz büyük ölçüde Cheryl Schaeberle tarafından editoryal katkıları için teşekkür ederiz. Bu araştırma Avon Hibe # 02-2009-093 ve 02-2011-095 ve AMS NIEHS / NIH ES 08314 tarafından desteklenmiştir. Içeriği sadece yazarların sorumluluğundadır ve mutlaka Çevre Sağlığı Bilimleri Ulusal Enstitüsü veya Ulusal Sağlık Enstitüleri resmi görüşlerini temsil etmemektedir.

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

  1. Barnes, C., et al. From single cells to tissues: interactions between the matrix and human breast cells in real time. PLoS ONE. 9, e93325 (2014).
  2. Berthois, Y., Katzenellenbogen, J. A., Katzenellenbogen, B. S. Phenol red in tissue culture is a weak estrogen: implications concerning the study of estrogen responsive cells in culture. Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 83, 2496-2500 (1986).
  3. Chalbos, D., Vignon, F., Keydar, I., Rochefort, H. Estrogens stimulate cell proliferation and induce secretory proteins in a human breast cancer cell line (T47D). J.Clin.Endocrinol.Metab. 55, 276-283 (1982).
  4. Dhimolea, E., Maffini, M. V., Soto, A. M., Sonnenschein, C. The role of collagen reorganization on mammary epithelial morphogenesis in a 3D culture model. Biomaterials. 31, 3622-3630 (2010).
  5. Dhimolea, E., Soto, A. M., Sonnenschein, C. Breast epithelial tissue morphology is affected in 3D cultures by species-specific collagen-based extracellular matrix. J.Biomed.Mat.Res.A. 100, 2905-2912 (2012).
  6. Krause, S., et al. Dual regulation of breast tubulogenesis using extracellular matrix composition and stromal cells. Tissue Eng Part A. 18, 520-532 (2012).
  7. Krause, S., Maffini, M. V., Soto, A. M., Sonnenschein, C. A novel 3D in vitro. culture model to study stromal-epithelial interactions in the mammary gland. Tissue Eng.Part C Methods. 14, 261-271 (2008).
  8. Krause, S., Maffini, M. V., Soto, A. M., Sonnenschein, C. The microenvironment determines the breast cancer cells’ phenotype: organization of MCF7 cells in 3D cultures. BMC Cancer. 10, 263-275 (2010).
  9. Lee, G. Y., Kenny, P. A., Lee, E. H., Bissell, M. J. Three-dimensional culture models of normal and malignant breast epithelial cells. Nat.Methods. 4, 359-365 (2007).
  10. Martinson, H. A., Jindal, S., Durand-Rougely, C., Borges, V. F., Schedin, P. Wound healing-like immune program facilitates postpartum mammary gland involution and tumor progression. Int.J.Cancer. , (2014).
  11. Soto, A. M., Murai, J. T., Siiteri, P. K., Sonnenschein, C. Control of cell proliferation: evidence for negative control on estrogen-sensitive T47D human breast cancer cells. Cancer Res. 46, 2271-2275 (1986).
  12. Speroni, L., et al. Hormonal regulation of epithelial organization in a 3D breast tissue culture model. Tissue Eng.Part C Methods. 20, 42-51 (2014).
  13. Vignon, F., Bardon, S., Chalbos, D., Rochefort, H. Antiestrogenic effect of R5020, a synthetic progestin in human breast cancer cells in culture. J.Clin.Endocrinol.Metab. 56, 1124-1130 (1983).
check_url/it/53098?article_type=t

Play Video

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).

View Video