Prostat Hücrelerinin Yönlü Göç Eğitim için özel tasarlanmış galvanotaksis Chambers kullanılması

Summary

We present a method to apply a physiological electric field to migrating, immortalized prostate cells in a custom-made galvanotaxis chamber. Using this method, we demonstrate that 2 lines of non-tumorigenic prostate cells demonstrate different degrees of migration directionality in the field.

Abstract

fizyolojik elektrik alan gibi embriyo gelişimi, nöronal akıbet ve epitel yara iyileşmesinde hücre göçü yönetmenlik gibi belirli biyolojik fonksiyonları, hizmet vermektedir. In vitro olarak kültürlenen hücrelere doğru akım elektrik alanı uygulanması yönlü hücre göçü veya galvanotaksis neden olur. Burada ortaya 2 boyutlu galvanotaksis yöntemi ölçüye poli (vinil klorür) (PVC) odaları, cam yüzeyi, platin elektrot ve hücreler, görüntülü edildiği, bir motorlu kaide kullanımı ile modifiye edilir. PVC odaları ve platin elektrotları düşük sitotoksisite gösterirler ve uygun fiyatlı ve yeniden kullanılabilir vardır. Cam yüzeyi ve motorlu mikroskop sahne görüntülerin kalitesini artırmak ve hücrelere cam yüzeyi ve tedavileri mümkün değişikliklere izin. Biz olmayan iki tümörijenik, SV40-ölümsüzleştirdi prostat hücre hatları, prns-1-1 ve PNT2 ve galvanotaksis filme. Bu iki hücre hatları benzer göç hızları göstermek ve hem de doğru göçkatot, ancak galvanotaksis yönelmişlik farklı bir derecede gösteriyor. Bu protokol ile elde edilen sonuçlar prns-1-1 ve PNT2 hücre hatları kendi yönlü göç yanıtları yöneten farklı içsel özelliklere sahip olabileceğini düşündürmektedir.

Introduction

Endojen elektrik alanlar, cilt ^{1, 32, 33} ve beyin ² gibi çeşitli dokularda, tespit edilir. fizyolojik elektrik alanı nöron ^{5, 6} büyümesinin yol ve epitelyal kornea yara kapanması ^{1, 7} teşvik yönlendiren embriyo gelişimi ^{3, 4} de dahil olmak üzere, belirli bir biyolojik fonksiyonları yerine getirir,. in vitro kültürlenmiş hücrelere doğru akım elektrik alanı uygulanması taklit fizyolojik elektrik alanı ve yön hücre göçü, ya da galvanotaksis uyarmaktadır. Galvanotaksis, neuroblasts ^2, ve nöronal progenitör hücreleri ^14, fibroblastlar ^8, balık keratinositler ^9, insan epitel ve kornea keratinositler ^10-12 okudu ¹³ lenfosit olmuştur. (-) Kutbuna uygulamalı alana maruz kaldığında, incelenen hücrelerin çoğunluğu katot doğru yönde göç. Bununla birlikte, yüksek düzeyde metastatik dahil olmak üzere çeşitli kanser hücreleri,insan göğüs kanseri hücreleri ve insan prostat kanseri hücre kuşağı PC-3M, anodal (+) kutup ^{15, 16} hareket eder. Çeşitli mekanizmalar galvanotaksis aracılık aktivasyonu da dahil olmak üzere elektrik alanını duymak üzere hücrelerin yeteneği, açıklamak için öne sürülen EGF ¹² reseptörleri olan, epitel sodyum kanalı ^17, PI3K ve PTEN ^18, ve kalsiyum serbest mekanizması henüz tam olarak anlaşılamamıştır. ^{15, 19} iyonların ve birden çok sinyal yollarının galvanotaksis katılan mümkündür.

Burada ortaya 2 boyutlu galvanotaksis yöntemi yapışık, hareketli hücrelerin belli bir yönde geçişini tanımlamak için, ya da ^{18, 20.} Bu teknik, değiştirilmiş olan birleşik hücre tabakasının bireysel hücre göçü ^{10, 12, 17} ya da göç izlemek için yararlıdır Peng ve Jaffe ^21, ve Nishimura ve ark. ısmarlama, açık PVC odaları ile ^10, çıkarılabilir coversl ileIPS gibi bağışıklık floresan görüntüleme gibi ikincil analizi için galvanotaksis, sonra kolayca hücre alımı için izin. galvanotaksis odaları cam yüzeyi yüksek büyütmede ve floresan etiketli hücreleri ile filme sağlayan, optik-uyumludur. Aynı zamanda, bu tür bir yüzey kaplaması veya masraf değiştirilmesi gibi, cam yüzeyin modifikasyonu ile deney tasarımı sağlar. No: 1 coverglass yapılmış Aralayıcılar hücreleri üzerinde mevcut akışını en aza indirmek için odalar içinde kullanılır; Bu nedenle akım karesiyle orantılıdır joule ısıtma, deney sırasında hücreler aşırı ısınmasına olmaz. bağlayan köprüler Agar hücreleri ile elektrotların direkt temasını önlemek ve galvanotaksis sırasında ortam pH veya iyon konsantrasyonunun değişimi önlemek.

İki olmayan insan prostat kanser oluşturucu hücre çizgileri bu çalışmada kullanılan galvanotaksis yanıtı için incelenmiştir. prns-1-1 ²² ve PNT2 ²³ hem SV4 olanBüyüme faktörüne bağlı hücre çizgileri, prostat spesifik antijeni (PSA) düşük ya da hiç bir ifade ile 5, 8, 18 ve 19 sitokeratin epitel işaretlerini ifade 0-ölümsüzleştirilmiş. Her iki hücre dizisi normal epitel hücreleri çokgen morfolojisini muhafaza ama kromozom anormalliği karar verildi.İşlemi ^{22, 24} gözlendi. Prns-1-1 ve PNT2 çoğu deneyde içindeki davranışları paylaşmalarına rağmen bunlar asinar yapısının oluşumu ve farklılıkları gösteriyor galvanotaksis. 3-boyutlu matrisi üzerinde Matrigel, prns-1-1 hücreleri, normal prostat bezi dokusu ²⁵ benzeyen lümen içi boş asinar yapılar oluştururlar. Bununla birlikte, PNT2 hücreleri lümen veya polarize epitel ²⁶ olmadan katı küreler oluşturma. prns-1-1 hücreler de bu çalışmada PNT2 daha yüksek bir galvanotactic tepki göstermektedir. Listesi asinar yapısının oluşumu ve galvanotaksis arasındaki korelasyon prns-1-1 galvanotactic sinyalleri pr organize edilmesinde rol oynayabileceğini öneriyorostate bezi dokusu endojen elektrik alanlarına tepki olarak hareket ve bu 2 hücre hatları arasında ayrım yapmak için daha fazla özelliklerini içerir.

Protocol

1. Kültürleme Prostat Hücreleri Kültür prns-1-1% 5 CO2 ile 37 ° C'de% 10 FBS ve antibiyotik antimikotik ile takviye edilmiş RPMI 1640 ortamı içinde, 100 mm kültür çanakları üzerinde ve PNT2 prostat hücreleri. Hücreler galvanotaksis deneyler için% 80 confluency ulaşana kadar her gün kültür ortamı yenileyin. 2. Montaj galvanotaksis Odaları Alt odalarını Montaj 2-propanol ile plastik galvanotaksis odası silin. Bir ş?…

Representative Results

Prostat hücreleri (prns-1-1 ve PNT2) iki satır, bu yöntemle araştırılmıştır. Her iki hatta hücreler 2 saate (Şekil 5A) boyunca 1.0 +/- 0.3 mikron / dakika arasında benzer hızlarda göç ederler. Bununla birlikte, elektrik alanına yön prns-1-1 hattı için 0.7 +/- 0.3 ve PNT2 hattı (Şekil 5B) 0.2 +/- 0.8. Sonuçlar, pozisyonel ipuçları farklı yön yanıtlarına neden farklı hücresel sinyal mekanizmalarına sahip olduğunu düşündüren, (100 hücre izlendi p <0….

Discussion

Bir hücrenin galvanotaksis tepki analizi pek çok hücresel göçmen veya büyüme için önemli bir fonksiyonel gösterge ^{27, 28} süreçleri olmuştur. Burada iki prostat hücre hatları film cam yüzeyi ile bir ısmarlama odasına kullanın. Bu hücre hatları galvanotaksis farklı derecelerde gösterdi, ve hücre içi lokalizasyonu veya galvanotaksis-sağlayan proteinlerin aktivasyonu galvanotaksis karşılık olarak gözlenen farkın neden ölümsüz hücre sıraları oluşturma işlemi sırasında müda…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Cells
pRNS-1-1 prostate cells			Lee et. al., (1994)
PNT2 prostate cells	Sigma-Aldrich	95012613-1VL	Berthon et al., (1995)
Medium and solutions
RPMI 1640 medium	Invitrogen	11875-093	warm up to 37°C before use
Fetal Bovine Serum – Premium	Atlanta Biologicals	S11150	10% in PBS, warm up to 37°C before use
Antibiotic-Antimycotic (100x)	Life Technologies	15240	add 5mL to 500mL medium
2-propanol	VWR	BDH1133-5GL
PBS	–	–	137mM NaCl, 2.7mM KCl, 4.3mM Na2HPO4 and 1.5mM KH2PO4 in 1000mL of H2O, pH to 7.4 and autoclaved, warm up to 37°C before use
0.25% Trypsin-EDTA	Invitrogen	25200-056	warm up to 37°C before use, treat cells for 3-5 min at 37°C
Galvanotaxis device
Galvanotaxis chambers	Precision Plastics Inc, CA		custom-designed (1/4" X 2" X 3.5"), non-toxic, clear PVC chambers
Galvanotaxis electrodes	UCD electric shop		platinum coiled electrodes with flexable cords
Galvanotaxis power box	Substrate Engineering, CA		custom-designed DC power output with voltmeter
Microscope Cover Glass, Large, 45X50mm-No. 1.5	Fisher	12-544-F
Microscope Cover Glass, small, 25X25mm, No. 1	ThermoScientific	3307
Diamond point marker	ThermoScientific	750
Marine grade silicon sealer, clear	3M	051135-08019
High vacuum grease	Dow Corning	2021846-0807
6mL syringe	Fisher Scientific	05-561-64
Nichiryo Syringe, 1.5mL	Nichiryo	SG-M
Cotton applicators	Purtian Medical Products	806-WC
Qtips	Johnson & Johnson	729389
Nalgene 180 PVC tubing	Nalgene	8000-9030	503/16 ID x 5/16 OD x 1/16 Wall
Bacto-Agar	Difco	0140-01	make 2% agar solution
Razor Blade	Personna	74-0001
Equipments and Software
Benchtop Centrifuge	Eppendorf	5810R	operated with an A-4-62 rotor
Cellometer Auto T4	Nexcelom	Auto T4
Cellometer counting chambers	Nexcelom	CHT4-SD100-002	load 20uL cell solutions to count
Culture Temp Warming plate	Bel-Art Scienceware	370150000	to keep the galvanotaxis chambers at 37°C
Eclipse TE-2000 microscope with motorized stage and environmental chamber	Nikon
Plan Fluor 10X/0.30 objective len	Nikon
Retiga EX CCD camera	Qimaging		Cooled CCD camara, mono-color, 12-bit
Compressed air with 5% CO2	Airgas		special order
Volocity 6.3	PerkinElmer		Image acquiring software
Improvision OpenLab 5.5.2	PerkinElmer		Cell tracking software and customized to measure migration angles
FileMaker Pro Advanced, 8.0	FileMaker
Microsoft Excel 2008 for Mac	Microsoft