Formation of Human Prostate Epithel Mit Tissue Rekombination von Nagetier Urogenitalsinus Mesenchym und menschlichen Stammzellen
Summary
Um zu entwirren die frühesten molekularen Mechanismen Prostatakrebs Initiation, neuartige und innovative menschlich Systeme und Ansätze dringend benötigt werden. Das Potenzial der pre-Prostata Urogenitalsinus Mesenchym (UGSM) an pluripotenten Stammzellen Zellpopulationen induzieren die menschliche Prostata-Epithel zu bilden ist ein leistungsfähiges Werkzeug in Prostata experimentellen Forschung.
Abstract
Die Fortschritte bei der Prostatakrebs-Forschung ist stark durch die Verfügbarkeit von Menschen stammenden und Hormon-naiven Modell-Systeme, die unsere Fähigkeit zur genetischen und molekularen Ursachen Prostata-Erkrankungen Einleitung verstehen begrenzen begrenzt. Gegen die Entwicklung besserer Modellsysteme für das Studium der menschlichen Prostata-Krebsentstehung, haben wir und andere Vorteile der einzigartigen Pro-Prostata-induktiven Potenzial von embryonalen Nagetier Prostata Stroma genommen, genannt Sinus urogenitalis Mesenchym (UGSM). Wenn bestimmte pluripotenten Zellpopulationen wie embryonalen Stammzellen rekombiniert induziert UGSM die Bildung von normalen menschlichen Prostata-Epithelzellen in einem Testosteron-abhängigen Weise. Solch ein Modell menschlichen System kann verwendet werden, um zu untersuchen und experimentell testen die Fähigkeit der Bewerber Prostatakrebs Suszeptibilitätsgene in beschleunigtem Tempo im Vergleich zu typischen Nagetier transgenen Studien werden. Seit Menschliche embryonale Stammzellen (hES) können in Kultur genetisch modifiziert werden using induzierbare Genexpression oder siRNA knock-down-Vektoren vor Gewebe Rekombination erleichtert ein solches Modell Testen der funktionalen Folgen der Gene oder Kombinationen von Genen, die vermutlich fördern oder Vorbeugung einer Karzinogenese verwendet werden.
Die Technik der Gewinnung von reinem Populationen UGSM Zellen, jedoch ist eine Herausforderung und Lernen erfordert oft jemand mit früheren Know-how, um persönlich zu unterrichten. Darüber hinaus kann der Impfung Zellgemischen unter der Nierenkapsel eines immungeschwächten Gastgeber technisch anspruchsvoll. Hier beschreiben wir veranschaulichen und ordnungsgemäße Isolierung UGSM von Nagetier Embryonen und Nierenkapsel Implantation von Gewebe Mischungen menschlichen Prostata-Epithel zu bilden. Ein solches Vorgehen, bei ihrer aktuellen Phase, erfordert in vivo xenografting von embryonalen Stammzellen; zukünftige Anwendungen könnten in vitro Drüse Bildung oder die Verwendung von induzierten pluripotenten Stammzell-Populationen (iPS) umfassen.
Introduction
Es gibt einen enormen Bedarf für eine bessere menschliche Modellsysteme von Prostatakrebs. Insbesondere wäre relevanten menschlichen Modellsysteme von normalen, gutartigen Prostata-Gewebe, die genetisch manipuliert werden, um direkt zu erkennen, die Rolle von spezifischen Genen in der Einleitung von Prostatakrebs kann unglaublich informativ. Das Aufkommen der genomischen Ära hat zahlreiche Gene, die eine Rolle bei der Entstehung von Krebs haben können, identifiziert. Ein Mangel an experimentellen menschlichen Modellsystemen jedoch stark beeinträchtigt unsere Fähigkeit, funktionell zu testen und zu charakterisieren Kandidat Prostatakrebs Suszeptibilitätsgene. Ein ideales Modellsystem wäre die rasche und schnelle funktionelle Analysen von Krebs Suszeptibilitätsgene in Kombination mit geeigneten transgenen Tiermodell zu erleichtern. Darüber hinaus würde eine solche menschlichen Modell zu ermöglichen molekulare Charakterisierung der Mechanismen der Signalisierung Prostatakarzinogenese zur Entdeckung und Validierung von neuartigen Therapien zurProstatakrebs verhindern Bildung.
Menschliche embryonale Stammzellen (HES) bilden können menschliche Prostata-Gewebe als Xenotransplantate. 2006 Taylor, et al. Berichtet, dass HES induziert werden, um Prostata-Epithelzellen in vivo zu bilden, wenn mit Nagetier Urogenitalsinus Mesenchym (UGSM) innerhalb eines Zeitraums von 8-12 Wochen wieder kombiniert werden. 1 Diese Studien wurden liegen vorangehende basierend das Cunha Labor zeigen, dass die Nager embryonalen UGSM fördern können Prostatahyperplasie Differenzierung von Stammzellen und embryonalen epithelialen Zellpopulationen in vivo. 2,3 Die Prostata entwickelt sich aus einer embryonalen anlagen bezeichnet die Sinus urogenitalis (UGS), und vor dem embryonalen Tag 17 (Maus E17 ; Tag E18 in der Ratte) die UGS kann entfernt werden und physisch aufgeteilt in Epithel (UGSE) und Mesenchym (UGSM) 4 Dieses Gewebe Rekombination Ansatz hat wesentlich unser Verständnis der Entwicklung und Prostata-Krebsentstehung, insbesondere verbessert.ly Wachstumsfaktor und hormonelle Signalwege und die molekularen Verhältnisse zwischen Prostata Stroma und Epithel. 5-8 Dieses Verfahren umfasst die ex vivo Kombination UGSM mit Stammzellen oder epithelialen Zellen aus den gleichen oder unterschiedlichen Arten und diese zellulären / Gewebe Rekombinanten implantiert gewachsen und Xenotransplantate innerhalb Mäusewirt. 4,9 Nach einer in vivo Wachstum enthält das Implantat Prostataepithelzellen Drüsenstrukturen in stromalen Gewebe eingebettet. Weitere Färbung durchgeführt werden, um festzustellen, ob solche Strukturen wirklich Prostata und des menschlichen Ursprungs sind. 10,11
Protocol
Representative Results
Discussion
Tissue Rekombination unter Verwendung UGSM ist eine unglaublich nützliche Technik, um die Entwicklung der Prostata und die molekularen Ereignisse, die zu Prostatakrebs Einleitung zu untersuchen. Der induktive Potential UGSM hat für zahlreiche Anwendungen in der Forschung Prostata eingesetzt, dazu gehören die Verbesserung Tumor der Prostata-Zelllinien und Tumoren nehmen, Studium Stroma-Epithel-Wechselwirkungen und bilden cross-species Prostata Rekombinanten 7,17-20 richtige Vorbereitung von UGSM. jedoch ist…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir wollen die Unterstützung der Universität von Chicago Abschnitt der Urologie von Dr. Arieh Shalhav führte, und der Direktor der Urologischen Forschung Dr. Carrie Rinker-Schaeffer anzuerkennen. Wir würden auch gerne die Unterstützung der Universität von Chicago Comprehensive Cancer Center (UCCCC) von Dr. Michelle Le Beau führte zu bestätigen. Wir arbeiten auch mit den Experten der technischen Hilfe des Human Tissue Resource Center Core Facility Dr. Mark Lingen führte, und der Unterstützung von Leslie Martin und Mary Jo Fekete danken. Wir danken auch der Core Facility Immunhistochemie von Terri Li laufen. Diese Arbeit wurde von der University of Chicago Department of Surgery, die Abteilung für Urologie finanziert, ein American Cancer Society Institutional Research Grant (ACS-IRG, # IRG-58-004), ein Krebs-Center Support Grant (P30 CA14599); Der Brinson Foundation, die Alvin Baum Family Fund; The University of Chicago Cancer Research Foundation Frauen Platine; S. Kregel wird von einem HHMI unterstützt: Med-in-Grad Fellowship (56006772) und ein Krebs-Biologie Ausbildung Grant (T32-CA09594). Schließlich möchten wir Robert Clark, Dr. VenkateshKrishnan und Nathan Stadick für ihre kritische Beurteilung des Manuskripts danken.
Materials
| Name | Company | Catalogue Number | Comments |
| Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS) | GIBCO | 14170 | |
| DMEM/F12 | GIBCO | 11330 | |
| R1881 | Sigma | 965-93-5 | Mix to 1 ug/ml in Ethanol (1,000x stock) |
| NEAA | GIBCO | 11140 | |
| Pen-Strep Solution | GIBCO | 15070 | 100x stock |
| Matrigel | BD Biosciences | 354230 | |
| KETASET (ketamine hydrochloride) | Fort Dodge Animal Health | NDC 0856-2013-01 | 100 mg/ml; dilute 1:10 in sterile saline |
| AnaSed (xylazine) | VET-A-MIX, Inc. | NADA 139-236 | 20 mg/ml; dilute 1:10 in sterile saline |
| Trypsin | BD Biosciences | 215240 | |
| Collagenase | Sigma | C2014 | |
| Ketoprofen | Fort Dodge | NDC 0856-4396-01 | 100 mg/ml; dilute 1:1,000 in sterile saline |
| Altalube eye ointment | Altaire Pharmaceuticals, Inc. | NLC 56641-19850 | |
| Leica MZ16 F Stereomicroscope | Leica | Any good dissecting scope can be used. | |
| Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15001-08 | |
| Syringe | Hamilton | 84855 | |
| Hamilton Needle, Small RN, 28 gauge, 0.5inches, Point Style #3 (Blunt) | Hamilton | 7803-02 | Custom Needle |
| Ethanol Prep Pads | Fisher Scientific | 06-669-62 | |
| Sterile Gauze Pads | Fisher Scientific | 22-415-469 | |
| Ethicon Vicryl Suture (4-0 FS-2) | MedVet International | J392H | Needle-in, dissolvable suture |
| Autoclip 9 mm Wound Clips | Becton Dickenson | 427631 | |
| PVP Iodine Prep Pads | Fisher Scientific | 06-669-98 | |
| Dissector scissor with blunt end | Fine Science Tools | 14072-10 | |
| Dumont fine tip forceps | Fine Science Tools | 11252-50 | |
| Needle holder with Scissor | Fine Science Tools | 12002-14 |
References
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