Kemirgen Ürogenital Sinüs mezenşimin ve İnsan Kök Hücre Doku Rekombinasyon kullanarak İnsan Prostat epiteli oluşumu
Summary
Prostat kanseri başlangıcı, yeni ve yenilikçi insan model sistemler ve yaklaşımlar altında yatan en erken moleküler mekanizmaları umutsuzca ihtiyaç vardır çözülmeye. Insan prostat epitel oluşturmak için pluripotent kök hücre popülasyonlarının ikna etmek için önceden prostat ürogenital sinüs mezenşimin (UGSM) potansiyel prostat araştırma güçlü deneysel bir araçtır.
Abstract
Prostat kanseri araştırmalarında ilerleme ciddi prostat hastalığın başlangıcında altta yatan genetik ve moleküler olayları anlamak için yeteneğimizi sınırı insan kaynaklı ve hormon-naif model sistemler, durumu ile sınırlıdır. Kanser insan prostat çalışmak için daha iyi bir model sistemlerinin geliştirilmesi doğru, biz ve diğerleri, embriyonik kemirgen prostat stromanın eşsiz yanlısı prostat endüktif potansiyel yararlanmaktadır ürogenital sinüs mezenşimin (UGSM) olarak adlandırdığı. Embriyonik kök hücreleri gibi belirli pluripotent hücre popülasyonu ile rekombine olduğunda, UGSM bir testosteron bağımlı bir şekilde normal bir insan prostat epitel oluşumuna neden olur. Böyle bir insan modeli sistemi araştırmak ve deneysel olarak tipik bir kemirgen transgenik çalışmalara kıyasla daha hızlı bir biçimde aday prostat kanserine yatkınlık genlerinin yeteneğini test etmek için de kullanılabilir. İnsan embriyonik kök hücreleri (hESC) genetik kültür istimal olarak değiştirilebilir yanadoku rekombinasyon önce g indüklenebilir gen veya siRNA knock-down vektörler, böyle bir model genlerin fonksiyonel sonuçları test kolaylaştırır, ya da teşvik ya da kanser önlemek için düşünülen gen kombinasyonları,.
UGSM hücre saf nüfus izole tekniği, ancak zordur ve genellikle öğrenme önceki uzmanlık kimse ile kişisel olarak öğretmek gerekir. Dahası, immün sistemi baskılanmış ana böbrek kapsülü altında hücre karışımlarının aşılama teknik zor olabilir. Burada anahat ve kemirgen embriyo ve insan prostat epitel oluşturmak için doku karışımları böbrek kapsül implantasyon gelen UGSM uygun izolasyon göstermektedir. Böyle bir yaklaşım, mevcut aşamada, embriyonik kök hücrelerin xenografting in vivo gerektirir; gelecekteki uygulamalar potansiyel in vitro bezi oluşumu veya uyarılmış pluripotent kök hücre popülasyonlarının (iPSCs) kullanımı dahil olabilir.
Introduction
Prostat kanserinin daha iyi insan modeli sistemleri için çok büyük bir ihtiyaç vardır. Özellikle, genetik olarak, prostat kanseri başlatılmasında belirli genlerin rolünü anlamak için manipüle edilebilir, normal, habis olmayan prostat dokularında ilgili insan modeli sistemler çok bilgilendirici olacaktır. Genomik çağın habercisi kanser oluşumunda rol olabilir çok sayıda gen tespit etti. Deneysel insan modeli sistemlerinin eksikliği, ancak, ciddi fonksiyonel test etmek ve aday prostat kanseri yatkınlık genleri karakterize yeteneğimizi bozar. İdeal bir model sistem uygun transgenik kemirgen model sistemler ile birlikte kanser duyarlılık genlerin hızlı ve daha hızlı fonksiyonel analiz kolaylaştıracaktır. Ayrıca, bu tür bir insan modeli sistemine yeni tedavilerin keşfi ve doğrulama doğru kanser prostat sinyal mekanizmalarının moleküler karakterizasyonu sağlayacakprostat kanseri oluşumunu önler.
İnsan embriyonik kök hücreleri (hESC) xenogreftler insan prostat dokusu oluşturma yeteneğine sahiptir. 2006, Taylor et al. HESC 8-12 haftalık bir süre içinde kemirgen ürogenital sinüs mezenşim (UGSM) ile tekrar kombine edildiğinde in vivo olarak prostat epitel oluşturmak için uyarılabilir bildirmiştir. 1 Bu çalışmalar ile daha önceki çalışmaları dayandırılsaydı Bu kemirgen embriyonik UGSM gösteren Cunha laboratuvar 2,3 Prostat ürogenital sinüs (UGS) olarak adlandırılan bir embriyonik anlagen gelişir. kök hücre ve in vivo olarak embriyonik epitel hücre popülasyonlarının prostat farklılaşma teşvik ve önce embriyonik gün 17 (fare E17 olabilir , sıçan gün E18) UGS kaldırılır ve fiziksel olarak bölünmüş epitel (UGSE) içine ve mezenşimin (UGSM) 4 Bu doku rekombinasyon yaklaşım önemli ölçüde prostat gelişimi ve kanser, özellikle anlayışımızı artırmıştır edilebilir.ly büyüme faktörü ve hormonal sinyal iletim yolakları ve prostat stroma, epitel arasındaki moleküler ilişkilerin. 5-8 Bu yöntem, kök ya da aynı ya da farklı türlerden epitel hücreleri ile UGSM arasında ex vivo kombinasyonu içerir ve bu hücre / doku rekombinantlar implante ve yetiştirilen ve fare konak içinde ksenograftları. 4,9 in vivo büyüme döneminden sonra, implant stromal doku içinde gömülü prostat epitelyal glandüler yapılar içerir. Ayrıca boyama gibi yapılar gerçekten prostat ve insan kaynaklı olup olmadığını belirlemek için yapılabilir. 10,11
Protocol
Representative Results
Discussion
UGSM kullanarak doku rekombinasyon prostat gelişimi ve prostat kanseri inisiyasyon yol açan moleküler olayları araştırmak için inanılmaz faydalı bir tekniktir. UGSM bir endüktif potansiyel prostat araştırma çok çeşitli uygulamalar için kullanılmıştır; bu arttırıcı tümör stromal-epitelyal etkileşimler eğitim ve türler arası prostat rekombinantlar oluşturan, prostat hücre hatları ve tümörlerin almak dahil UGSM bir 7,17-20 doğru hazırlanması. Bununla birlikte, kemirgen epitel…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz Dr Arieh Shalhav liderliğindeki Üroloji Chicago Bölüm Of Üniversitesi ve Ürolojik Araştırma Dr Carrie Rinker-Schaeffer Direktörü destek dolayı teşekkür etmek istiyoruz. Ayrıca Dr Michelle Le Beau liderliğindeki Chicago Kapsamlı Kanser Merkezi (UCCCC) Üniversitesi desteği kabul etmek istiyorum. Ayrıca Dr Mark Lingen liderliğindeki İnsan Doku Kaynak Merkezi çekirdek odası ve Leslie Martin ve Mary Jo Fekete yardımı uzman teknik yardım teşekkür ile. Ayrıca Terri Li tarafından yürütülen İmmünohistokimya Çekirdek Tesis teşekkür ederim. Bu çalışma Cerrahi Chicago Dalı, Üroloji Bölüm Üniversitesi tarafından finanse edildi; bir Amerikan Kanser Derneği Kurumsal Araştırma Bursu (ACS-IRG, # IRG-58-004), bir Kanser Merkezi Destek Hibe (P30 CA14599); Brinson Vakfı, Alvin Baum Aile Fonu; Chicago Kanser Araştırma Vakfı Kadın Kurulu Üniversitesi; S. Kregel bir HHMI tarafından desteklenmektedir: Med-içine-Grad Fellowskalça (56006772) ve Kanser Biyolojisi Eğitim Grant (T32-CA09594). Son olarak, yazının eleştirel değerlendirilmesi için Robert Clark, Dr VenkateshKrishnan ve Nathan Stadick teşekkür etmek istiyorum.
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
- Taylor, R. A., et al. Formation of human prostate tissue from embryonic stem cells. Nat. Methods. 3, 179-181 (2006).
- Cunha, G. R., Chung, L. W. Stromal-epithelial interactions–I. Induction of prostatic phenotype in urothelium of testicular feminized (Tfm/y) mice. J. Steroid Biochem. 14, 1317-1324 (1981).
- Cunha, G. R., Chung, L. W., Shannon, J. M., Taguchi, O., Fujii, H. Hormone-induced morphogenesis and growth: role of mesenchymal-epithelial interactions. Recent Prog. Horm. Res. 39, 559-598 (1983).
- Staack, A., Donjacour, A. A., Brody, J., Cunha, G. R., Carroll, P. Mouse urogenital development: a practical approach. Differentiation. 71, 402-413 (2003).
- Cunha, G. R., et al. Normal and abnormal development of the male urogenital tract. Role of androgens, mesenchymal-epithelial interactions, and growth factors. J. Androl. 13, 465-475 (1992).
- Cunha, G. R., et al. Growth factors as mediators of androgen action during the development of the male urogenital tract. World J. Urol. 13, 264-276 (1995).
- Aboseif, S., El-Sakka, A., Young, P., Cunha, G. Mesenchymal reprogramming of adult human epithelial differentiation. Differentiation. 65, 113-118 (1999).
- Marker, P. C., Donjacour, A. A., Dahiya, R., Cunha, G. R. Hormonal, cellular, and molecular control of prostatic development. Dev. Biol. 253, 165-174 (2003).
- Cunha, G. R., Sekkingstad, M., Meloy, B. A. Heterospecific induction of prostatic development in tissue recombinants prepared with mouse, rat, rabbit and human tissues. Differentiation. 24, 174-180 (1983).
- Van der Griend, D. J., et al. The Role of CD133 in Normal Human Prostate Stem Cells and Malignant Cancer Initiating Cells. Cancer Res. 68, 9703-9711 (2008).
- Van der Griend, D. J., Konishi, Y., De Marzo, A. M., Isaacs, J. T., Meeker, A. K. Dual-label centromere and telomere FISH identifies human, rat, and mouse cell contribution to Multispecies recombinant urogenital sinus xenografts. Prostate. , (2009).
- Vander Griend, D. J., Konishi, Y., De Marzo, A. M., Isaacs, J. T., Meeker, A. K. Dual-label centromere and telomere FISH identifies human, rat, and mouse cell contribution to Multispecies recombinant urogenital sinus xenografts. Prostate. 69, 1557-1564 (2009).
- Thomson, J. A., et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science. 282, 1145-1147 (1998).
- Ludwig, T. E., et al. Feeder-independent culture of human embryonic stem cells. Nat. Methods. 3, 637-646 (2006).
- Prokhorova, T. A., et al. Teratoma formation by human embryonic stem cells is site dependent and enhanced by the presence of Matrigel. Stem Cells Dev. 18, 47-54 (2009).
- Hameed, O., Sublett, J., Humphrey, P. A. Immunohistochemical stains for p63 and alpha-methylacyl-CoA racemase, versus a cocktail comprising both, in the diagnosis of prostatic carcinoma: a comparison of the immunohistochemical staining of 430 foci in radical prostatectomy and needle biopsy tissues. Am. J. Surg. Pathol. 29, 579-587 (2005).
- Wang, Y. A human prostatic epithelial model of hormonal carcinogenesis. Cancer Res. 61, 6064-6072 (2001).
- Yao, V., Parwani, A., Maier, C., Heston, W. D., Bacich, D. J. Moderate expression of prostate-specific membrane antigen, a tissue differentiation antigen and folate hydrolase, facilitates prostate carcinogenesis. Cancer Res. 68, 9070-9077 (2008).
- Cunha, G. R., Cooke, P. S., Kurita, T. Role of stromal-epithelial interactions in hormonal responses. Arch. Histol. Cytol. 67, 417-434 (2004).
- Xin, L., Ide, H., Kim, Y., Dubey, P., Witte, O. N. In vivo regeneration of murine prostate from dissociated cell populations of postnatal epithelia and urogenital sinus mesenchyme. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 11896-11903 (2003).
- Yu, X. Lentiviral vectors with two independent internal promoters transfer high-level expression of multiple transgenes to human hematopoietic stem-progenitor cells. Mol. Ther. 7, 827-838 (2003).
- Anderson, J. S., Bandi, S., Kaufman, D. S., Akkina, R. Derivation of normal macrophages from human embryonic stem (hES) cells for applications in HIV gene therapy. Retrovirology. 3, 24 (2006).
- Takahashi, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 126, 663-676 (2006).
- Maherali, N., et al. A high-efficiency system for the generation and study of human induced pluripotent stem cells. Cell Stem Cell. 3, 340-345 (2008).
