Summary

Una cultura Modello 3D Ormone-sensibile della Human ghiandola mammaria Epithelium

Published: February 07, 2016
doi:

Summary

We describe a 3D culture model of the human breast epithelium that is suitable to study hormone action.

Abstract

The process of mammary epithelial morphogenesis is influenced by hormones. The study of hormone action on the breast epithelium using 2D cultures is limited to cell proliferation and gene expression endpoints. However, in the organism, mammary morphogenesis occurs in a 3D environment. 3D culture systems help bridge the gap between monolayer cell culture (2D) and the complexity of the organism. Herein, we describe a 3D culture model of the human breast epithelium that is suitable to study hormone action. It uses the commercially available hormone-responsive human breast epithelial cell line, T47D, and rat tail collagen type 1 as a matrix. This 3D culture model responds to the main mammotropic hormones: estradiol, progestins and prolactin. The influence of these hormones on epithelial morphogenesis can be observed after 1- or 2-week treatment according to the endpoint. The 3D cultures can be harvested for analysis of epithelial morphogenesis, cell proliferation and gene expression.

Introduction

Diversamente culture standard 2D, modelli surrogati di coltura cellulare 3D permettono lo studio del comportamento delle cellule epiteliali in un contesto fisiologicamente rilevanti, uno simile a un tessuto. culture 3D della ghiandola mammaria hanno contribuito a chiarire molti aspetti dello sviluppo della ghiandola mammaria e neoplasie. Tuttavia, la maggior parte dei modelli di coltura 3D attualmente disponibili non sono adatti per studiare l'azione ormonale perché le linee di cellule epiteliali umane utilizzate per l'attività carenti dell'ormone del recettore espressione 6,7,9.

Qui, descriviamo un modello di coltura 3D dell'epitelio mammario umano che è adatto per studiare l'azione dell'ormone 12. Questo modello utilizza la linea commercialmente disponibile ormono-sensibile umano epiteliali seno cellule, T47D 3,11,13, originariamente derivato da un versamento pleurico ottenuto da 54 anni paziente con un carcinoma duttale infiltrante della mammella. Usiamo ratto collagene coda di tipo 1 come matrice. Questo culto 3DModello ure è appropriato per lo studio dell'azione dei tre principali ormoni mammotropic (estradiolo, promegestone (un analogo di progesterone), e prolattina) sulle cellule epiteliali del seno umane. Ormone-indotta morfologia epiteliale può essere valutata quantitativamente nel tempo da analisi morfometrica 12.

Una densità di semina adeguato permette a queste culture 3D per essere conservati per 2 settimane. A questo punto, lo sviluppo di strutture è sufficiente per un robusto valutazione quantitativa dell'azione ormonale sulla morfologia epiteliale. I gel possono essere raccolte in momenti precedenti per la proliferazione cellulare e le analisi di espressione genica. Inoltre, questo modello è adatto per testare gli effetti di un trattamento ormonale sequenziale; per esempio, dopo il trattamento con estradiolo durante la prima settimana e la sostituzione con altro ormone / combinazione di ormoni durante la settimana seguente. L'effetto dei composti estrogenici e antiestrogeni, come ICI 182,780, può anche essere Stuè morto con questa cultura modello 3D 12.

Protocol

1. Preparazione dei reagenti Sciogliere il promegestone sintetico progestinico (R5020) e 17-β-estradiolo (E2) in etanolo per fare 10 -3 soluzioni madre M. Sciogliere prolattina in acqua deionizzata distillata per fare un / Soluzione 1 mg ml. Sciogliere il antiestrogeno ICI 182,780 in DMSO per ottenere una soluzione stock 10 -2 M. Conservare queste soluzioni a -20 ° C per un massimo di 6 mesi. Carbone destrano (CD) messo a nudo siero e medie CDFBS: Calore inattivare s…

Representative Results

La Figura 1 riassume il procedimento per la preparazione delle culture 3D ormone-sensibile. strutture epiteliali sono osservati in interi monti del gel in coltura per 2 settimane in presenza di E2 da solo e in combinazione con altri ormoni. Solo le cellule singole o gruppi di 2-3 cellule sono presenti quando ormoni vengono aggiunti al mezzo di coltura (media CDFBS) (Figura 2). Questa condizione serve come controllo negativo. Le cellule in strutture di forma …

Discussion

Here, we describe a hormone-sensitive 3D culture model to test the action of hormones on breast epithelium. The response to hormones can be assessed at the tissue morphology, cell proliferation and gene expression levels 12. One limitation of this technique is that visualization during the culture period is restricted to light microscopy since the cultures are grown in a plastic bottom plate. The 3D culture system could be adapted to glass bottom plates to allow for live imaging of the cultures 1.</…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Noi apprezziamo molto i contributi editoriali di Cheryl Schaeberle. Questa ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni Avon # 02-2009-093 e 02-2011-095, e NIEHS / NIH ES 08314 di AMS. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresentano necessariamente il punto di vista ufficiale del National Institute of Environmental Health Sciences o il National Institutes of Health.

Materials

12-well Tissue Culture Plates (Falcon) Fisher Scientific 08-772-29
15 ml polystyrene conical Tubes Fisher Scientific 14-959-49D
Activated Charcoal Sigma C-5510
Carmine Alum Sigma C1022-100G
Collagenase, Type 3 Worthington S0C11784
Confocal Microscope Zeiss LSM510 Equiped with HeNe 633nm laser
Dextran T-70 Abersham/Pharmacia 17-0280-01
DMEM/F-12, HEPES, no phenol red  Life Technologies 11339-021 Phenol red-free media for hormone use
DMEM, low glucose, pyruvate, no glutamine, no phenol red Life Technologies 11054-020 Phenol red-free media for hormone use
17-β-Estradiol EMD Millipore 3301 Dissolved in Ethanol
Ethanol Koptec V1001
Fetal Bovine Serum Hyclone SH30070.03 For use with hormones, must be Charcoal Dextran stripped 
Filters (115ml) Nalgene 380-0080, 245-0045, 120-0020 0.88, 0.45, 0.20 micron, respectively 
Formalin, 10% Fisher Scientific SF93-20
L-Glutamine (200 mM) Life Technologies 25030-081
ICI 182,780 (fulvestrant) Sigma Aldrich I4409-25MG Dissolved in DMSO
Microtome  Leica RM2155
Tissue embedding media McCormick Scientific 39502004
Penicillin Sigma 7794-10MU Dissolved in 10 ml of distilled deionized water
Permount Fisher Scientific SP15-500
Phosphate Buffered Saline pH 7.4 Sigma Aldrich P3813-10PAK
Prolactin Sigma Aldrich L4021-50UG Dissolved in distilled deionized water
Promegestone Perkin Elmer NLP004005MG Dissolved in Ethanol
Rat-Tail Collagen  Corning  354236 Lots may contain varying concentrations, note accordingly
Scalpel Miltex 4311
Semi-enclosed Benchtop Tissue Processor Leica TP1020
Sodium Hydroxide Sigma Aldrich S5881 Prepare 1N NaOH stock
StaticMaster Anti-static brush  Amstat C3500
Stripette Serological Pipettes  Corning  4101
T-25 flasks Corning  430168
Tissue Cassettes Fisher Scientific 15-200-403E
Wheaton Vials, Glass, 20mL Fisher Scientific 03-341-25D 
Xylene  VWR 95057-822

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Cite This Article
Speroni, L., Sweeney, M. F., Sonnenschein, C., Soto, A. M. A Hormone-responsive 3D Culture Model of the Human Mammary Gland Epithelium. J. Vis. Exp. (108), e53098, doi:10.3791/53098 (2016).

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