Summary

Clinicopathological Analyse von miRNA Expression in Mammakarzinomen von miRNA Verwendung<em> In Situ</em> Die Hybridisierung

Published: June 07, 2016
doi:

Summary

Here we present a protocol to detect miRNA expression in breast cancer patient samples using miRNA in situ hybridization.

Abstract

In this article, we describe a detailed protocol for miRNA detection in breast cancer tissue using in situ hybridization with a digoxigenin-labelled LNA (Locked Nucleic Acid) probe. The probe was recognized by anti-DIG alkaline phosphatase antibodies and later developed using alkaline phosphatase substrate producing fluorescence signals. Here we utilized miRNA in situ hybridization (MISH) technique to analyze expression of miR-489 in tissues from breast cancer patients. This technique can detect the localization of miRNA of interest in individual tissue samples. This technique can be used to compare the expression of desired miRNA in tumor tissue with that in adjacent normal tissue and to identify the specific structures responsible for expressing this miRNA. This technique can be very useful in answering certain clinical questions, such as role of specific miRNA in the development of cancer. Our results indicate that mammary epithelial cells express significantly higher levels of miR-489 than adjacent tumor cells.

Introduction

Brustkrebs ist eine der häufigsten bösartigen Tumoren in der ganzen Welt die weibliche Bevölkerung zu beeinflussen. Mehr als 1,3 Millionen Fälle von Brustkrebs werden jedes Jahr weltweit 1,2 berichtet. Obwohl Tumorzellen traditionell als biologisch homogen und hochproliferative angesehen worden sind, hat sich gezeigt, dass Brustkrebs ist genetisch und klinisch heterogen. Der Widerstand gegen vorherrschende Krebsmedikamente ist ein Markenzeichen von fortgeschrittenem Brustkrebs, in der Mehrzahl der Patienten durch die Erleichterung der Tumorprogression und Metastasierung Abstand 3 auf die Mortalität führt.

MicroRNAs (miRNAs) sind eine Klasse von kleinen RNA – Moleküle , etwa 22 Nukleotide lang , die die Genexpression regulieren , indem mRNA – Translation zu blockieren oder zu vermitteln mRNA – Abbau 4. Mehr als 2.000 verschiedene miRNAs sind bisher beim Menschen identifiziert worden, die für die menschliche Krankheiten 5 verbunden sind. Eine wachsende Reihe von Studien have gezeigt , dass miRNAs als Onkogene und Tumorsuppressoren wirken können und in Tumoren 6 häufig dysreguliert. miRNAs stark die gesamte Primär tumorigenesis auswirken , indem die wichtigsten Regulatoren des Zellzyklus zu steuern, Seneszenz, Apoptose und autophagy, zusammen mit denen der Tumorzellbeweglichkeit, Invasion und Metastasierung 7.

Aberrant miRNA – Expression wurde auch mit klinischen Auswirkungen wie Stadium, Differenzierung, Prognose und das Ansprechen auf adjuvante Therapie 8 verbunden. Insbesondere erhöht miR-146 – Expression mit einer schlechten Prognose bei Patienten mit Lungenkrebs 9 korreliert. Eine andere Studie hat gezeigt , dass verloren Expression von miRNA-let7b maligne Phänotypen verbunden ist und folglich schlechte Überleben 6. die Typen von Zellen und Strukturen zu verstehen, dass miRNAs ist ein wichtiger Teil des Verständnisses der Mechanik, durch die Veränderungen in der miRNA-Expression beeinflussen Zelle ausdrücken undGewebe Phänotypen 10. gefunden bestimmte miRNAs in Stromazellen sezerniert werden, werden von Epithelzellen aufgenommen und gezielt auf ihre Ziele handeln. In die gleiche Richtung, miR-212 und miR-132 werden von Stroma und regeln die epithelial-Stroma – Interaktionen für duktale Auswuchs während Brustdrüse Entwicklung 11 erforderlich abgesondert. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist es, ein detailliertes Protokoll zu erklären miRNA – Expression in Brustkrebsgewebe durch miRNA insitu – Hybridisierung zu detektieren. Wir haben alle Bedingungen optimiert, um die Ebenen der miRNA-489-Expression zu untersuchen bei Brustkrebs Patientenproben. Zu diesem Zweck verwendeten wir ein markiertes DIG-Nukleinsäure (LNA) -Sonde in unserem Experiment verriegelt. Einige seiner Nukleotide hatte eine LNA Modifikation, das heißt, eine Methylenbrücke der 2 'Sauerstoffatom und 4' Kohlenstoffatom der Ribose-Backbone verbindet, die das Nukleotid fixiert, so dass sie "eingerastet" bleibt nach der Hybridisierung. Als Ergebnis ist es viel schwierigerfür die hybridisierten Komplexes 12,13 zu denaturieren.

Protocol

Diese Studie wurde von der Institutional Review Board der Universität Chonnam Hwasun Hospital und University of South Carolina genehmigt. TMA-Proben zusammengesetzt von Brustkrebs und abgestimmt angrenzenden normalen Brustgewebe wurden durch die Biobank der Chonnam National University Hwasun Hospital, ein Mitglied des Korea Biobank-Netzwerk zur Verfügung gestellt. 1. Herstellung der Lösung Bereiten Sie 1 l DNase und RNase freies Wasser. Nehmen Sie alle chemischen Lösungen mit …

Representative Results

Menschliche Brustkrebsgewebe wurde verwendet, miRNA-489-Expression zu bestimmen. Brustdrüsenkanal und Epithelzellen wurden in zwei Patienten (1A und 1B) signifikant höher miRNA-489 Ebenen als benachbarte Tumorgewebe zu exprimieren gefunden. Dies zeigt deutlich, dass miRNA-489 Expression im Tumorgewebe verloren gegangen ist, Tumor unterdrückende Aktivität von miRNA-489 hindeutet. Weiter zu bestätigen diese Ergebnisse, Tumorgewebe und benachbarten nor…

Discussion

Das Ziel dieser Studie war es, die Höhe der miRNA – Expression in Brustkrebsgewebe mit miRNA insitu – Hybridisierung zu bestimmen. Es ist zu beachten, dass in diesem Experiment sind alle Bedingungen für die Brustkrebsgewebe optimiert. Eine weitere Optimierung könnte für andere Gewebetypen erforderlich. Alle Lösungen müssen mit DEPC Wasser hergestellt werden und alle Behälter verwendet werden, sollten mit DEPC behandeltem Wasser und anschließend autoklaviert gespült werden. Selbst geringe RN…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by the NIH grant (5R01 CA178386-03) and the USC ASPIRE-1 grant to HC. We would like to thank Vrushab Gowda for his assistance with manuscript.

Materials

ELF-97 Life technology  E6604
50X Denhard't  Life technology  750018
t-RNA Roche 109541 Reconstitute in DEPC water
Herring Sperm DNA Promega  D1815
Roche Blocking  Roche 11096176001
RVC Fisher 50-812-650 Before use spin down it at 16.1 RCF and take supernatant 
miR-489 probe  Exiqon 38599-01
Nuclease free BSA Roche  711454
Primary antibody-anti DIG Roche  11093274910
Diethyl Pyrocarbonate  Sigma 1609478

References

  1. Shah, N. R., Chen, H. MicroRNAs in pathogenesis of breast cancer: Implications in diagnosis and treatment. World J Clin Oncol. 5, 48-60 (2014).
  2. Tang, H., et al. miR-185 suppresses tumor proliferation by directly targeting E2F6 and DNMT1 and indirectly upregulating BRCA1 in triple-negative breast cancer. Mol Cancer Ther. 13, 3185-3197 (2014).
  3. Ye, X. M., et al. Epigenetic silencing of miR-375 induces trastuzumab resistance in HER2-positive breast cancer by targeting IGF1R. BMC Cancer. 14, 134 (2014).
  4. Oneyama, C., et al. MicroRNA-mediated downregulation of mTOR/FGFR3 controls tumor growth induced by Src-related oncogenic pathways. Oncogene. 30, 3489-3501 (2011).
  5. McGuire, A., Brown, J. A., Kerin, M. J. Metastatic breast cancer: the potential of miRNA for diagnosis and treatment monitoring. Cancer Metastasis Rev. 34, 145-155 (2015).
  6. Quesne, J. L., et al. Biological and prognostic associations of miR-205 and let-7b in breast cancer revealed by in situ hybridization analysis of micro-RNA expression in arrays of archival tumour tissue. J Pathol. 227, 306-314 (2012).
  7. Fernandez, S., et al. miR-340 inhibits tumor cell proliferation and induces apoptosis by targeting multiple negative regulators of p27 in non-small cell lung cancer. Oncogene. 34, 3240-3250 (2015).
  8. Yu, L., Zhang, J., Guo, X., Li, Z., Zhang, P. MicroRNA-224 upregulation and AKT activation synergistically predict poor prognosis in patients with hepatocellular carcinoma. Cancer Epidemiol. 38, 408-413 (2014).
  9. Li, J., et al. microRNA-146 up-regulation predicts the prognosis of non-small cell lung cancer by miRNA in situ hybridization. Exp Mol Pathol. 96, 195-199 (2014).
  10. Kriegel, A. J., Liang, M. MicroRNA in situ hybridization for formalin fixed kidney tissues. J Vis Exp. , e50785 (2013).
  11. Ucar, A., et al. miR-212 and miR-132 are required for epithelial stromal interactions necessary for mouse mammary gland development. Nat Genet. 42, 1101-1108 (2010).
  12. Nuovo, G. J. In situ detection of microRNAs in paraffin embedded, formalin fixed tissues and the co-localization of their putative targets. Methods. 52, 307-315 (2010).
  13. Kierzek, E., et al. The influence of locked nucleic acid residues on the thermodynamic properties of 2′-O-methyl RNA/RNA heteroduplexes. Nucleic Acids Res. 33, 5082-5093 (2005).
  14. Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Paraffin embedding tissue samples for sectioning. CSH Protoc. 2008, (2008).
  15. Li, L., et al. Sequential expression of miR-182 and miR-503 cooperatively targets FBXW7, contributing to the malignant transformation of colon adenoma to adenocarcinoma. J Pathol. 234, 488-501 (2014).

Play Video

Cite This Article
Patel, Y., Lee, J. S., Chen, H. Clinicopathological Analysis of miRNA Expression in Breast Cancer Tissues by Using miRNA In Situ Hybridization. J. Vis. Exp. (112), e53928, doi:10.3791/53928 (2016).

View Video