Summary

用球形发芽法评价 Hemangioblastoma 新生血管的体外性能的综合程序

Published: April 12, 2018
doi:

Summary

本文提出了一个综合的方法来评价在体外是否存在经典的肿瘤血管生成在小脑 (哈佛商学院) 及其在哈佛商学院的作用。研究结果突出了血红蛋白-新生血管的复杂性, 认为这种共同的血管生成形式仅仅是血红蛋白-新生血管的补充机制。

Abstract

冯·希佩尔·林道-林道 (VHL) 抑癌基因的失活在人类中枢神经系统 (CNS) 的小脑 (HBs) 的发展中起着至关重要的作用。然而, 哈佛商学院 (包括新生血管) 的细胞学起源和进化过程仍然存在争议, VHL-哈佛商学院的抗血管生成是基于典型的 HB 血管生成, 在临床试验中产生了令人失望的结果。抗血管治疗成功的临床翻译的一个主要障碍是对血管肿瘤的新生血管缺乏透彻的了解。在本文中, 我们提出了一个综合的程序来评价在体外是否存在经典的肿瘤血管生成在哈佛商学院, 以及它在哈佛商学院的作用。通过这一程序, 研究人员可以准确地了解乙肝新生血管的复杂性, 并确定其在哈佛商学院的这种常见的血管生成功能。这些协议可用于评估最有前景的肿瘤抗血管治疗, 它具有很高的翻译潜力, 无论是肿瘤治疗或协助优化抗血管生成治疗的哈佛商学院在未来的翻译。结果突出了血红蛋白新生血管的复杂性, 认为这种共同的形态血管生成只是血红蛋白新生血管的补充机制。

Introduction

小脑 (哈佛商学院) 是良性血管肿瘤, 是完全在人类中枢神经系统 (CNS) 发现。他们发展在患者与冯冯·希佩尔·林道-林道 (VHL) 疾病或零星的损伤。VHL-哈佛商学院是难以治愈的外科治疗, 由于频繁复发和多病变, 造成这种遗传紊乱1。尽管 VHL 抑癌基因的失活已被认为是 VHL-哈佛商学院肿瘤发生的根本原因, 但哈佛商学院的细胞学起源 (包括新生血管) 和进化过程仍然很有争议2。因此, 更好地了解 HB-新生血管的生物机制, 可以为 VHL-哈佛商学院最有前途的抗血管策略提供有益的见解。

最近的研究表明, HB-新生血管类似于胚胎血管发生 3, 4, 5.典型的血管内皮生长因子 (VEGF) 介导的血管生成是由血管内皮引起的, 由 VHL 功能丧失所驱动, 导致增殖和新生血管形成, 这已被挑战6。在 1965年, Cancilla 和齐默尔曼使用电子显微镜发现, 哈佛商学院起源于内皮细胞7。后来发现基质细胞来源于 vasoformative 元素8。在 1982年, Jurco et 等发现基质细胞是内皮源9。因此, 我们假设, 人血管内皮细胞是血红蛋白的原细胞-新生血管的10。虽然最好使用从 VHL 患者手术中提取的 hb 细胞中的主要培养物, 但我们以前的研究表明, 来自 hb 的主要培养基不稳定, 细胞系无法建立3。此外, 3D 环境中的主要文化无法识别乙肝新生血管的细胞学来源, 因为它们包括 hb-血管成分的祖细胞10,11。因此, 作为一种原始和经典的内皮细胞模型, 人血管内皮细胞 (HUVEC) 可以作为哈佛商学院的替代细胞模型。

球形发芽试验是组织工程中的一个新模型12,13。本文开发了一种基于3D 胶原的共培养系统外, 其目的是评价哈佛商学院是否存在经典的肿瘤血管生成, 以及它在哈佛商学院的作用。

Protocol

该方法是根据复旦大学华山医院研究伦理学委员会批准的指导方针和规定进行的。每个步骤都遵循相应的标准安全措施。有关示意性演示文稿, 请参阅图 1。 1. 细胞培养和质粒结构 例行维持人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 在 Dulbecco 的改良鹰的培养基 (DMEM) 补充10% 胎牛血清 (血清), 100 单位/毫升青霉素, 100 µg/毫升链霉素在加湿 5% CO2孵化器摄氏37摄氏度。</li…

Representative Results

原图像采用倒置光镜。控件组和 VHL 组的典型图像显示在图 2A1和图 2A2中。对照组的发芽长度短于 VHL 组。 上传图像后, 在线平台直接提供分析结果。输出由两部分组成: 处理后的图像和相应的分析结果。控制组和 VHL 基因静默组的处理图像标记为不同的颜色 …

Discussion

近年来, 血管内皮细胞15的研究刺激了多领域的维管束生物学研究。本文以内皮球发芽技术为实验模型, 研究了 VHL 基因在操作内皮细胞中的功能丧失对血管形成的作用, 以确定新的候选分子血管生成叶。根据我们的知识, 这是第一个检查内生改良内皮细胞血管生成效应的报告。

组织 (包括肿瘤组织) 新生血管是一个复杂的过程, 发生在发育过程中的通过?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了上海科学技术委员会 (15411951800, 15410723200) 的资助。作者感谢复旦大学病原微生物系玉梅教授和赵教授的技术支持。

Materials

human umbilical vein endothelial cell Fudan IBS Cell Center FDCC-HXN180
dulbecco’s modified eagle’s medium  Gibco 11995040
fetal bovine serum Gibco  26400044
PLKO.1-puro vector Addgene #8453
packing plasmid psPAX2  Addgene #12260
envelope plasmid pMD2.G Addgene #12259
3D round-bottom 96-well plates S-Bio MS-9096M
matrigel BD Biosciences 354234
Opti-MEM medium Gibco 31985-070 reduced serum medium 
15-well plate Ibidi 81501 Air bubbles in the gel can be reduced by equilibrating the μ–Slide angiogenesis before usage inside the incubator overnight
endothelial cell growth supplements Sciencell #1052
10-cm culture dish Corning Scipu000813
Puromycin Gibco A1113802
typsin-EDTA Gibco 25200056
Automated Cell Counter System   BioTech
Image Analysis software  Winmasis http://mywim.wimasis.com 

Riferimenti

  1. Lonser, R. R., et al. von Hippel-Lindau disease. Lancet. 361 (9374), 2059-2067 (2003).
  2. Hussein, M. R. Central nervous system capillary haemangioblastoma: the pathologist’s viewpoint. Int J Exp Pathol. 88 (5), 311-324 (2007).
  3. Ma, D., et al. Hemangioblastomas might derive from neoplastic transformation of neural stem cells/progenitors in the specific niche. Carcinogenesis. 32 (1), 102-109 (2011).
  4. Zhuang, Z., et al. Tumor derived vasculogenesis in von Hippel-Lindau disease-associated tumors. Sci Rep. 4, 4102 (2014).
  5. Glasker, S., et al. VHL-deficient vasculogenesis in hemangioblastoma. Exp Mol Pathol. 96 (2), 162-167 (2014).
  6. Wizigmann-Voos, S., Breier, G., Risau, W., Plate, K. H. Up-regulation of vascular endothelial growth factor and its receptors in von Hippel-Lindau disease-associated and sporadic hemangioblastomas. Cancer Res. 55 (6), 1358-1364 (1995).
  7. Cancilla, P. A., Zimmerman, H. M. The fine structure of a cerebellar hemangioblastoma. J Neuropathol Exp Neurol. 24 (4), 621-628 (1965).
  8. Kawamura, J., Garcia, J. H., Kamijyo, Y. Cerebellar hemangioblastoma: histogenesis of stroma cells. Cancer. 31 (6), 1528-1540 (1973).
  9. Jurco, S., et al. Hemangioblastomas: histogenesis of the stromal cell studied by immunocytochemistry. Hum Pathol. 13 (1), 13-18 (1982).
  10. Ma, D., et al. Identification of tumorigenic cells and implication of their aberrant differentiation in human hemangioblastomas. Cancer Biol Ther. 12 (8), 727-736 (2011).
  11. Ma, D., et al. CD41 and CD45 expression marks the angioformative initiation of neovascularisation in human haemangioblastoma. Tumour Biol. 37 (3), 3765-3774 (2016).
  12. Sharifpanah, F., Sauer, H. Stem Cell Spheroid-Based Sprout Assay in Three-Dimensional Fibrin Scaffold: A Novel In Vitro Model for the Study of Angiogenesis. Methods Mol Biol. 1430, 179-189 (2016).
  13. Cai, H., et al. Long non-coding RNA taurine upregulated 1 enhances tumor-induced angiogenesis through inhibiting microRNA-299 in human glioblastoma. Oncogene. 36 (3), 318-331 (2017).
  14. Xu, J., et al. Construction of Conveniently Screening pLKO.1-TRC Vector Tagged with TurboGFP. Appl Biochem Biotechnol. 181 (2), 699-709 (2017).
  15. Laib, A. M., et al. Spheroid-based human endothelial cell microvessel formation in vivo. Nat Protoc. 4 (8), 1202-1215 (2009).
  16. D’Alessio, A., Moccia, F., Li, J. H., Micera, A., Kyriakides, T. R. Angiogenesis and Vasculogenesis in Health and Disease. Biomed Res Int. 2015, 126582 (2015).
  17. Finkenzeller, G., Graner, S., Kirkpatrick, C. J., Fuchs, S., Stark, G. B. Impaired in vivo vasculogenic potential of endothelial progenitor cells in comparison to human umbilical vein endothelial cells in a spheroid-based implantation model. Cell Prolif. 42 (4), 498-505 (2009).
  18. Morin, K. T., Tranquillo, R. T. In vitro models of angiogenesis and vasculogenesis in fibrin gel. Exp Cell Res. 319 (16), 2409-2417 (2013).
  19. Blacher, S., et al. Cell invasion in the spheroid sprouting assay: a spatial organisation analysis adaptable to cell behaviour. PLoS One. 9 (5), 97019 (2014).
  20. Straume, O., et al. Suppression of heat shock protein 27 induces long-term dormancy in human breast cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (22), 8699-8704 (2012).
  21. Naumov, G. N., Akslen, L. A., Folkman, J. Role of angiogenesis in human tumor dormancy: animal models of the angiogenic switch. Cell Cycle. 5 (16), 1779-1787 (2006).
  22. Naumov, G. N., Folkman, J., Straume, O. Tumor dormancy due to failure of angiogenesis: role of the microenvironment. Clin Exp Metastasis. 26 (1), 51-60 (2009).
  23. Wang, Y., Yang, J., Du, G., Ma, D., Zhou, L. Neuroprotective effects respond to cerebral ischemia without susceptibility to HB-tumorigenesis in VHL heterozygous knockout mice. Mol Carcinog. 56 (10), 2342-2351 (2017).
  24. Stratmann, R., Krieg, M., Haas, R., Plate, K. H. Putative control of angiogenesis in hemangioblastomas by the von Hippel-Lindau tumor suppressor gene. J Neuropathol Exp Neurol. 56 (11), 1242-1252 (1997).
  25. Correa de Sampaio, P., et al. A heterogeneous in vitro three dimensional model of tumour-stroma interactions regulating sprouting angiogenesis. PLoS One. 7 (2), 30753 (2012).
check_url/it/57183?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Wang, Y., Chen, D., Chen, M., Ji, K., Ma, D., Zhou, L. A Comprehensive Procedure to Evaluate the In Vitro Performance of the Putative Hemangioblastoma Neovascularization Using the Spheroid Sprouting Assay. J. Vis. Exp. (134), e57183, doi:10.3791/57183 (2018).

View Video