Summary

Une méthode d'immunofluorescence pour la caractérisation des cellules oesophage de Barrett

Published: July 20, 2014
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Summary

Il est nécessaire d'améliorer l'information visible sur les moteurs moléculaires de l'oesophage de Barrett. Immunofluorescence est une technique utile pour comprendre les effets de la signalisation cellulaire sur la morphologie cellulaire. Nous présentons un protocole simple et efficace pour l'utilisation de la coloration par immunofluorescence pour évaluer le traitement thérapeutique dans les cellules oesophage de Barrett.

Abstract

Adénocarcinome oesophagien (EAC) a un taux de survie global de moins de 17% et l'incidence de la CAE a augmenté de façon spectaculaire au cours des deux dernières décennies. L'un des principaux facteurs de risque de la CAE est l'oesophage de Barrett (BE), un changement de métaplasie épidermoïde de l'œsophage normale en réponse à des brûlures d'estomac chroniques. Malgré la connexion bien établie entre CAE et BE, interrogation des événements moléculaires, en particulier les voies de signalisation altérées impliquant progression de BE à EAC, sont mal compris. Beaucoup de ceci est dû à l'absence d'convenable dans des modèles in vitro disponibles pour étudier ces maladies. Récemment, les lignes BE cellulaires immortalisées sont devenus disponibles dans le commerce permettant des études in vitro de BE. Ici, nous présentons une méthode de coloration par immunofluorescence de lignes BE cellulaires immortalisées, permettant la caractérisation in vitro de la signalisation cellulaire et de la structure après exposition à des composés thérapeutiques. L'application de ces techniques se help développer comprendre les mécanismes impliqués dans la progression BE EAC et de fournir des pistes potentielles pour le traitement et la prévention de l'EAC.

Introduction

L'oesophage de Barrett (BE) est un changement de métaplasie de l'épithélium malpighien normal de l'œsophage et une conséquence de l'exposition chronique à du contenu gastrique résultant de la maladie de reflux gastro-œsophagien (RGO) 1. BE est pensé pour être un mécanisme de protection en réponse à la DIRD, mais la présence de BE confère un risque accru d'adénocarcinome de l'œsophage (EAC), une maladie qui porte un faible taux de survie significativement 1. Les estimations actuelles indiquent que jusqu'à 5,6% de la population américaine ont BE, mais comme BE est souvent asymptomatique, on pense que la majorité des BE reste non diagnostiquée 2. Comme les taux des deux RGO et EAC incidence ont connu une croissance continue 3, il est devenu important de comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la progression de BE à EAC, surtout en ce qui pourrait fournir des approches thérapeutiques vers la prévention de la progression de la BE à l'EAC.

<p class="jove_content"Études> Patient dirigés ont entraîné le paradigme actuel de BE-EAC pathogenèse 1. L'inflammation chronique, des blessures et des dommages génotoxiques résultant d'une exposition prolongée à contenu gastrique exercent une pression sélective sur la lésion BE promouvoir la progression néoplasique à CAE. Un certain nombre de modifications génétiques ont été identifiées pendant BE à la progression de la CAE. Cependant, malgré cela, il ya un manque de compréhension des changements exacts dans la signalisation cellulaire et les effets subséquents sur la structure et la fonction des cellules.

Immortalisées dans des lignées cellulaires in vitro sont des outils utiles pour étudier les effets de la signalisation cellulaire, en particulier dans l'étude des effets des composés thérapeutiques ciblés. La récente disponibilité commerciale de BE lignées cellulaires immortalisées permet à de telles études. Bien tests à haut débit, tels que les tests de viabilité largement utilisés, peuvent être utiles pour évaluer les effets des thérapies ciblées sur la prolifération cellulaire et survival 4-6, ces dosages ne sont pas utiles pour interroger les effets de la signalisation cellulaire sur la morphologie des cellules. Immunofluorescence (IF) est une technique utile pour étudier les effets des thérapies ciblées sur les caractéristiques morphologiques, la croissance et la survie des cellules et des protéines qui sont impliquées. Notre laboratoire a adapté ces méthodes vers des lignes BE cellulaires immortalisées, en utilisant SI pour évaluer les effets d'un médicament cliniquement disponibles sur des lignées cellulaires de BE dans l'espoir de délimiter un éventuel traitement chimiopréventifs et biomarqueur pour le traitement de la drogue 7. De même, l'application de ces techniques dans la CAE, BE et les lignées cellulaires immortalisées de l'œsophage a délimité conclusions critiques concernant BE à la progression de la CAE 8-10. Nous trouver si l'analyse de cellules être traités avec des thérapies ciblées a de la valeur, ce qui permet pour la caractérisation des changements dans la structure de la cellule et la localisation des protéines. Ici, nous présentons nos méthodes de SI de immortalisées être des cellules à characterize traitement de la toxicomanie.

Protocol

1. Entretien Cell ligne Humaine immortalisée BE dysplasiques de haut grade (CP-B, CP-C, CP-D) et métaplasique (CP-A) des lignées de cellules par transfection stable de la télomérase humaine transcriptase inverse (TERT) protéine 11. Maintenir BE lignées cellulaires dans un milieu de kératinocytes supplémenté avec de l'extrait de bovin pituitaire (BPE), le facteur de croissance épidermique (EGF), 5% de sérum bovin fœtal (FBS), acides aminés non essentiels (NEAA), de la pé…

Representative Results

Un exemple des résultats obtenus à partir de l'application des procédures décrites, est illustrée sur les figures 1A-D. Lamelles couvre avec CP-D et cellules BE CP-C ont été traités pendant 24 heures avec 1 uM de l'inhibiteur de Src de la famille, SKI-606, ou d'un véhicule (DMSO) et colorées en utilisant les procédures ci-dessus pour la jonctions adhérentes et signalisation Wnt protéine, β -caténine. Visualisation de β-caténine a été obtenue par marquage avec un anticorps …

Discussion

Nous avons décrit une méthode pour l'application de l'IF de cellules de BE à élucider les effets physiologiques des thérapies ciblées sur ces cellules. Alors que nous avons décrit l'utilisation de ces procédures à l'égard des cellules de BE, nous avons constaté que ces procédés sont également applicables à une variété de types cellulaires différents 13,17,18. En outre, ces procédures peuvent être modifiées de plusieurs façons d'optimiser coloration pour des objectifs …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par des subventions du St, la Fondation Joseph (AJF, LJI) et l'American Lung Association, RG-224607-N (LJI).

Materials

Name of the Material/Equipment Company Catalog Number Comments/ Description (optional)
CP-A (Metaplastic Cell Line) ATCC CRL-4027
CP-B (High-grade Dysplastic Cell Line) ATCC CRL-4028
CP-C (High-grade Dysplastic Cell Line) ATCC CRL-4029
CP-D (High-grade Dysplastic Cell Line) ATCC CRL-4030
Keratinocyte-SFM (1X), Liquid Life Technologies 17005-042
0.25% Trypsin-EDTA (1X), Phenol Red  Life Technologies 25200056
Fetal Bovine Serum, Qualified, HI Life Technologies 10438026
PSN ANTIBIOTIC MIXTURE Life Technologies 15640
PBS – Phosphate-Buffered Saline Life Technologies 10010049
Pro-long Gold Antifade Reagent with DAPI  Life Technologies P36931
Circular Glass Coverslip 18mm Fisher Scientific 15-183-86
β-catenin Primary Antibody (Rabbit) Cell Signaling 9562S
Alexafluor 488 (Goat Anti-Rabbit) Life Technologies A11008
10cm TC treated PS dish, sterile USA Scientific CC7682-3394
12-well TC treated PS plate, sterile USA Scientific 5666-5180
DMSO Sigma-Aldrich 276855
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich P6148
Ammonium chloride Sigma-Aldrich A9434
Saponin Sigma-Aldrich 47036
Bovine Serum Albumin – Fraction V Sigma-Aldrich 85040C
SKI-606 (Bosutinib) Selleck Chemicals S1014
Square Bioassay Dish  Thermo Scientific 240835
Parafilm  VWR 82024-546
Disposable Pasteur Pipets, Flint Glass VWR 14672-380
Nexcelom Mini Cell Counter Nexcelom
Cellometer Counting Chambers Nexcelom CHT4-SD100-014
Zeiss Apotome microscope  Zeiss

References

  1. Reid, B. J., Li, X., Galipeau, P. C., Vaughan, T. L. Barrett’s oesophagus and oesophageal adenocarcinoma: time for a new synthesis. Nat. Rev. Cancer. 10, 87-101 (2010).
  2. Hayeck, T. J., Kong, C. Y., Spechler, S. J., Gazelle, G. S., Hur, C. The prevalence of Barrett’s esophagus in the US: estimates from a simulation model confirmed by SEER data. Dis. Esophagus. 23, 451-457 (2010).
  3. Brown, L. M., Devesa, S. S., Chow, W. H. Incidence of adenocarcinoma of the esophagus among white Americans by sex, stage, and age. J. Natl. Cancer Inst. 100, 1184-1187 (2008).
  4. Konturek, P. C., Burnat, G., Hahn, E. G. Inhibition of Barret’s adenocarcinoma cell growth by simvastatin: involvement of COX-2 and apoptosis-related proteins. J. Physiol. Pharmacol. 58 Suppl 3, 141-148 (2007).
  5. Peng, D., et al. Glutathione peroxidase 7 protects against oxidative DNA damage in oesophageal cells. Gut. 61, 1250-1260 (2012).
  6. Vona-Davis, L., et al. MAPK and PI3K inhibition reduces proliferation of Barrett’s adenocarcinoma in vitro. Surg. Res. 127, 53-58 (2005).
  7. Inge, L. J., et al. a small molecule inhibitor of the Src kinase, reduces the growth and activates apoptosis in pre-neoplastic Barrett’s esophagus cell lines: evidence for a noninvasive treatment of high-grade dysplasia. Thoracic Cardiovasc. Surg. 145, 531-538 (2013).
  8. Jovov, B., et al. Ion transport and barrier function in a telomerase-immortalized human nondysplastic, Barrett’s cell line (BAR-T). Dis. Esophagus. 22, 386-395 (2009).
  9. Merlo, L. M., Kosoff, R. E., Gardiner, K. L., Maley, C. C. An in vitro co-culture model of esophageal cells identifies ascorbic acid as a modulator of cell competition. BMC Cancer. 11, 461 (2011).
  10. Zhang, H. Y., Hormi-Carver, K., Zhang, X., Spechler, S. J., Souza, R. F. In benign Barrett’s epithelial cells, acid exposure generates reactive oxygen species that cause DNA double-strand breaks. Cancer Res. 69, 9083-9089 (2009).
  11. Palanca-Wessels, M. C. A., et al. Extended lifespan of Barrett’s esophagus epithelium transduced with the human telomerase catalytic subunit: a useful in vitro model. Carcinogenesis. 24, 1183-1190 (2003).
  12. Kumble, S., Omary, M. B., Cartwright, C. A., Triadafilopoulos, G. Src activation in malignant and premalignant epithelia of Barrett’s esophagus. Gastroenterology. 112, 348-356 (1997).
  13. Inge, L. J., et al. alpha-Catenin overrides Src-dependent activation of beta-catenin oncogenic signaling. Mol. Cancer Ther. 7, 1386-1397 (2008).
  14. Coluccia, A. M. L., et al. SKI-606 Decreases Growth and Motility of Colorectal Cancer Cells by Preventing pp60(c-Src)-Dependent Tyrosine Phosphorylation of β-Catenin and Its Nuclear Signaling. Cancer Res. 66, 2279-2286 (2006).
  15. Nam, J. -. S., Ino, Y., Sakamoto, M., Hirohashi, S. Src Family Kinase Inhibitor PP2 Restores the E-Cadherin/Catenin Cell Adhesion System in Human Cancer Cells and Reduces Cancer Metastasis. Clin. Cancer Res. 8, 2430-2436 (2002).
  16. Chu, I., et al. p27 phosphorylation by Src regulates inhibition of cyclin E-Cdk2. Cell. 128, 281-294 (2007).
  17. Inge, L. J., et al. Soluble E-cadherin promotes cell survival by activating epidermal growth factor receptor. Exp. Res. 317, 838-848 (2011).
  18. Gan, Y., et al. Differential roles of ERK and Akt pathways in regulation of EGFR-mediated signaling and motility in prostate cancer cells. Oncogene. 29, 4947-4958 (2010).

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Cite This Article
Inge, L. J., Fowler, A. J., Bremner, R. M. An Immunofluorescent Method for Characterization of Barrett’s Esophagus Cells. J. Vis. Exp. (89), e51741, doi:10.3791/51741 (2014).

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