सेल आडंशन को बढ़ावा देने में पूरक प्रोटीन C1Q और Hyaluronic एसिड के बीच परस्पर क्रिया का मूल्यांकन
Summary
पूरक घटक C1Q एक समर्थक भड़काऊ अणु अत्यधिक ऊतक microenvironment कि extracellular मैट्रिक्स के साथ बातचीत कर सकते हैं में व्यक्त की है. यहाँ, हम एक विधि का परीक्षण करने के लिए कैसे C1Q hyaluronic एसिड के लिए बाध्य सेल आसंजन प्रभावों का वर्णन.
Abstract
यह तेजी से प्रदर्शन किया गया है कि ट्यूमर microenvironment neoplasia विकास और मेटास्टेसिस में एक सक्रिय भूमिका निभाता है. विभिन्न रास्ते के माध्यम से, ट्यूमर कोशिकाओं कुशलतापूर्वक stimulatory कारकों, chemokines और cytokines स्रावित द्वारा stromal, प्रतिरक्षा और endothelial कोशिकाओं की भर्ती कर सकते हैं. बदले में, इन कोशिकाओं के विकास को बढ़ावा देने के संकेतों को रिहा करके microenvironment के संकेत गुणों को बदल सकते हैं, चयापचयों और extracellular मैट्रिक्स घटकों उच्च प्रसार और metastatic क्षमता को बनाए रखने के लिए. इस संदर्भ में, हम की पहचान है कि पूरक घटक C1Q, अत्यधिक मानव घातक ट्यूमर की एक श्रृंखला द्वारा स्थानीय रूप से व्यक्त की, extracellular मैट्रिक्स hyaluronic एसिड के साथ बातचीत पर, दृढ़ता से मानव ट्यूमर से अलग प्राथमिक कोशिकाओं के व्यवहार को प्रभावित करता है नमूनों. यहाँ, हम परीक्षण करने के लिए एक विधि का वर्णन कैसे C1Q hyaluronic एसिड के लिए बाध्य (एचए) ट्यूमर सेल आसंजन को प्रभावित करता है, तथ्य यह है कि extracellular मैट्रिक्स के प्रमुख घटकों के जैविक गुणों अंतर्निहित (इस मामले में हा) ट्यूमर की ओर bioactive संकेतों द्वारा आकार दिया जा सकता है प्रगति.
Introduction
ट्यूमर microenvironment (TME) कैंसर के विकास और प्रगति को प्रभावित करता है क्योंकि यह सेल अस्तित्व, विकास और आक्रमण के लिए एक स्वीकार्य आला प्रदान कर सकते हैं. TME में नए प्रमुख खिलाड़ियों की पहचान लक्ष्य चिकित्सा के लिए नए आणविक उपकरणों की खोज के लिए उपयोगी हो सकता है. TME इस तरह के endothelial कोशिकाओं, फाइब्रोब्लास्ट्स और प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं के रूप में गैर घातक कोशिकाओं का एक जटिल और गतिशील नेटवर्क भी शामिल है, कोलेजन सहित आसपास के extracellular मैट्रिक्स (ECM) घटकों में एम्बेडेड, laminins, फाइब्रॉनेक्क्टिन, प्रोटीग्लाइकन और हायलुरोनन्स। ट्यूमर और गैर-ट्यूमर कोशिकाओं दोनों सिंथेसाइज़ और साइटोकिन्स, chemokines, विकास कारकों और भड़काऊ और मैट्रिक्स remodeling एंजाइमों कि समग्र TME के भौतिक, रासायनिक और संकेतन गुणों को बदलने के साथ साथ ECM घटकों स्रावित. इन घटकों में, hyaluronic एसिड (एचए) ट्यूमर जीव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका लागू करने के लिए उभरा है. अपनी सरल रासायनिक संरचना के बावजूद, हा, एक साथ अपने हा बाध्यकारी अणुओं (hyaladherins) के साथ, angiogenesis,प्रतिरक्षा प्रणाली जवाबदेही और ECM एक आकार और एकाग्रता निर्भर तरीके से remodeling 1 में modulate कर सकते हैं.
पूरक (सी) प्रणाली भी स्थानीय TME, जो हाल ही में बढ़ती ध्यान प्राप्त हुआ है का हिस्सा है. सी प्रणाली में गैर-स्व-कोशिकाओं, अवांछित मेजबान तत्वों और रोगजनकों के खिलाफ रक्षा की पहली पंक्ति में शामिल घुलनशील और झिल्ली से बंधे प्रोटीन का एक सेट शामिल है। कार्यात्मक, सी या तो प्रत्यक्ष सेल हत्या या एक भड़काऊ प्रतिक्रिया2के बढ़ते को बढ़ावा देने के लिए सहज और अनुकूली प्रणालियों के दो प्रभावक हथियार लिंक. सी सक्रियण ट्यूमर के विकास को दबा सकते हैं, कैंसर की कोशिकाओं को नष्ट करने या उनके विकास को बाधित करके, लेकिन यह तेजी से स्पष्ट हो गया है कि यह पुरानी सूजन को बनाए रखने के द्वारा एक ट्यूमर को बढ़ावा देने गतिविधि के अधिकारी कर सकते हैं, एक की स्थापना को बढ़ावा देने इम्यूनोसप्रेसिव वातावरण, एंजियोजेनेसिस को प्रेरित करना, और कैंसर से संबंधित संकेतन पथ3को सक्रिय करना। इस संदर्भ में, सी प्रणाली के शास्त्रीय मार्ग की पहली मान्यता अणु सी 1क्यू, सी सक्रियण4से स्वतंत्र रूप से ट्यूमर microenvironment में महत्वपूर्ण कार्यों को लागू करने के लिए उभरा है। C1Q मानव घातक ट्यूमर की एक श्रृंखला है, जहां यह कैंसर सेल आसंजन, प्रवास और एंजियोजेनेसिस और मेटास्टेसिस5के अलावा प्रसार के पक्ष में कर सकते हैं द्वारा स्थानीय रूप से व्यक्त किया जा करने के लिए दिखाया गया है। दिलचस्प C1Q ऐसे हा के रूप में ECM के एक प्रमुख घटक के साथ सूचना का आदान-पास.
हम ट्यूमर द्रव्यमान से प्राथमिक कैंसर कोशिकाओं को अलग करने के लिए एक तकनीक विकसित की है। इसके अलावा, हम मैट्रिक्स बनाया है, जो ट्यूमर microenvironment को प्रोत्साहित कर सकते हैं, विशेष रूप से C1Q और उच्च आणविक वजन hyaluronic एसिड के बीच बातचीत. सी 1क्यू एचए के लिए बाध्य ट्यूमर कोशिकाओं के आसंजन को प्रेरित करने में सक्षम था।
Protocol
Representative Results
Discussion
हम कैसे पूरक घटक C1Q की जांच करने के लिए एक आसान विधि का वर्णन, hyaluronic एसिड के साथ बातचीत, मानव ट्यूमर ऊतकों से अलग प्राथमिक कोशिकाओं के व्यवहार को व्यवस्थित करने में सक्षम है. दोनों HA और C1Q प्रचुर मात्रा में शा?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम हा, लियोनार्डो Amadio, गैब्रिएला जिटो (IRCCS के स्त्री रोग विभाग “Burlo Garofolo”, Trieste, इटली) और एंड्रिया रोमानो (एनाटॉमी और पैथोलॉजिकल हिस्टोलॉजी, कैटिनारा अस्पताल, Trieste, इटली की ऑपरेटिव नैदानिक इकाई) प्रदान करने के लिए इवान Donati धन्यवाद ) ऊतक नमूना संग्रह के लिए. हम भी वीडियो तैयार करने में मदद के लिए Nicol] Morosini धन्यवाद और एलेक्स Coppola, आवाज. इस काम को मातृ और बाल स्वास्थ्य के लिए संस्थान से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था, IRCCS “Burlo Garofolo”, Trieste, इटली (RC20/16) और Fondazione Casa di Risparmio Trieste R.Bulla के लिए.
Materials
| 100 µm pore filter | BD Falcon | 352360 | |
| Amphotericin B solution (fungizone) | Sigma-Aldrich | 1397-89-3 | |
| basic FGF | Immunological Sciences | GRF-15595 | |
| Calcium Chloride | Sigma-Aldrich | C-4901 | |
| Collagenase type I | Worthington Biochemical Corporation, DBA | MX1D12644 | |
| D-Glucose | Sigma-Aldrich | 50-99-7 | |
| DNase I | Roche | 10 104 159 001 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | 60-00-4 | |
| EGF | Immunological Sciences | GRF-10544 | |
| FAST DiI | Molecular probes, Invitrogen, Thermo Fisher Scientific | D7756 | |
| Fetal bovine serum | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | |
| Fibronectin | Roche | 11051407001 | |
| Flask for cell culture | Corning | 430639 | Sterile, vented |
| Gentamicin solution | Sigma-Aldrich | G1397-10ML | |
| Hank’s Balanced Salt Solution (HBBS) | Sigma-Aldrich | H6648 | Supplemented with EDTA, Glucose, penicillin-streptamicin, gentamicin and fungizone |
| High molecular weight hyaluronic acid | Kind gift by Prof. Ivan Donati | ||
| Human endothelial serum free medium | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 11111-044 | Supplemented with EGF (5 ng/mL), basic FGF (10 ng/mL), and 1% penicillin–streptomycin (Sigma-Aldrich) |
| Magnesium Chloride | Carlo Erba | 13446-18-9 | |
| Medium 199 with Hank’s salt | Sigma-Aldrich | M7653 | |
| Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P0781 | |
| Time-lapse microscopy | Nikon | Imaging System BioStation IM-Q | |
| Titertek Multiskan ELISA Reader | Flow Labs | ||
| Trypsin | Sigma-Aldrich | T4674 |
Riferimenti
- Zamboni, F., Vieira, S., Reis, R. L., Oliveira, J. M., Collins, M. N. The potential of hyaluronic acid in immunoprotection and immunomodulation: Chemistry, processing and function. Progress in Materials Science. 97, 97-122 (2018).
- Lorusso, G., Ruegg, C. The tumor microenvironment and its contribution to tumor evolution toward metastasis. Histochemistry and Cell Biology. 130 (6), 1091-1103 (2008).
- Ricklin, D., Hajishengallis, G., Yang, K., Lambris, J. D. Complement: a key system for immune surveillance and homeostasis. Nature Immunology. 11 (9), 785-797 (2010).
- Bulla, R., et al. C1q acts in the tumour microenvironment as a cancer-promoting factor independently of complement activation. Nature Communications. 7, 10346 (2016).
- Winslow, S., Leandersson, K., Edsjo, A., Larsson, C. Prognostic stromal gene signatures in breast cancer. Breast Cancer Research. 17, 23 (2015).
- Collins, M. N., Birkinshaw, C. Hyaluronic acid solutions: A processing method for efficient chemical modification. Journal of Applied Polymer Science. 130 (1), 145-152 (2013).
- Itano, N. Simple primary structure, complex turnover regulation and multiple roles of hyaluronan. Journal of Biochemistry. 144 (2), 131-137 (2008).
- Agostinis, C., et al. An alternative role of C1q in cell migration and tissue remodeling: contribution to trophoblast invasion and placental development. Journal of Immunology. 185 (7), 4420-4429 (2010).
- Agostinis, C., et al. Complement Protein C1q Binds to Hyaluronic Acid in the Malignant Pleural Mesothelioma Microenvironment and Promotes Tumor Growth. Frontiers in Immunology. 8, 1559 (2017).
- Bossi, F., et al. C1q as a unique player in angiogenesis with therapeutic implication in wound healing. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (11), 4209-4214 (2014).
- Hosszu, K. K., et al. Cell surface expression and function of the macromolecular c1 complex on the surface of human monocytes. Frontiers in Immunology. 3, 38 (2012).
- Laurent, T. C., Fraser, J. R. Hyaluronan. Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 6 (7), 2397-2404 (1992).
- Gaboriaud, C., et al. The crystal structure of the globular head of complement protein C1q provides a basis for its versatile recognition properties. Journal of Biological Chemistry. 278 (47), 46974-46982 (2003).
- Lam, J., Truong, N. F., Segura, T. Design of cell-matrix interactions in hyaluronic acid hydrogel scaffolds. Acta Biomaterialia. 10 (4), 1571-1580 (2014).
