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방법 논문

차동 시도에 의한 모자이크 유방 오르가노이드 생성

6.3K 조회수

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DOI:

10.3791/60742

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2020년 3월 11일

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이 논문에서

요약

유방 동맥은 외부 근상피 및 내부 발광 상피 세포를 포함하는 이중 층 구조입니다. 제시된 것은 차동 트립시니화를 이용하여 오르가노이드를 준비하는 프로토콜이다. 이 효율적인 방법은 연구원이 별도로 유선 양식 및 기능에 있는 그들의 역할에 관하여 질문을 탐구하기 위하여 이 2개의 세포 모형을 조작하는 것을 허용합니다.

초록

오르가노이드는 접시의 편리함으로 생리적 과정을 재연하는 자가 조직, 3차원 조직 구조를 제공합니다. 뮤린 유방 동맥은 두 개의 별개의 상피 세포 구획으로 구성되어 있으며, 외부, 수축성 근상피 구획 및 내부, 분비 발광 구획과 같은 서로 다른 기능을 제공합니다. 여기에서, 우리는 이 구획을 포함하는 세포가 유방 선 형태 형성 및 분화에 그들의 개별 적인 혈통 기여를 조사하기 위하여 단리되고 그 때 결합되는 방법을 기술합니다. 이 방법은 간단하고 효율적이며 형광 활성화 세포 선별과 같은 정교한 분리 기술이 필요하지 않습니다. 대신, 우리는 조직을 수확하고 효소적으로 소화하고, 부착 조직 배양 접시에 상피를 씨를 뿌린 다음 차동 트립시니화를 사용하여 ~ 90 % 순도의 발광 세포에서 근상추신을 분리합니다. 세포는 그 때 배양에 있는 10 일 후에 우유를 생성하기 위하여 분화될 수 있는 이중층, 3차원 (3D) organoids로 조직되는 세포외 매트릭스에서 그 때 도금됩니다. 유전 돌연변이의 효력을 시험하기 위하여는, 세포는 야생 모형 또는 유전으로 조작한 마우스 모형에서 수확될 수 있습니다, 또는 3D 문화 전에 유전으로 조작될 수 있습니다. 이 기술은 발광 또는 근상피 구획에서 특히 유전자 기능의 조사를 허용하는 모자이크 오르가노이드를 생성하는 데 사용될 수 있습니다.

서론

유방 선 (MG)는 지방세포가 풍부한 기질 안에 내장 된 나무 와 같은 관 상피 구조입니다. 이중층 덕트 상피는 수축성, 근상피세포(MyoECs) 및 중추세포의 내층, 분비상피세포(LEC)의 외부, 기저층을 포함하며, 중앙 루멘1을둘러싸고 있다. 외부 MyoECs 내부 폐포 LECs에서 우유를 짜내기 위해 계약 하는 동안 수 유 하는 동안, MG 성장 인자 (예를 들어, EGF 와 FGF) 그리고 호르몬 (예를 들어, 프로게스테론, 인슐린, 그리고 prolactin)의 통제 하에 수많은 변화를 겪는다. 이러한 변화는 수유 중 우유를 합성하고 분비하는 특수 구조인 폐포의 분화를 유발합니다1. 유방 상피계는 실험적으로 상피 조직 단편, 세포, 또는 단일 기저 세포가 숙주 유방 지방 패드로 이식되는 기술을 사용하여 조작될 수 있으며, 내인성 유방 parenchyma의 사전 제거, 전체, 기능상피트리2,,3,,4,,5를재구성하기 위해 성장하도록 허용된다. 이식은 강력한 기술이지만, 돌연변....

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프로토콜

여기에 설명된 모든 방법은 캘리포니아 대학 산타 크루즈의 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에 의해 승인되었습니다.

1일차: 유선 소화

  1. 성숙한 암컷 마우스로부터 10-14주령의 MGs를 수확할 준비를 한다.
    1. 무균 조건하에서 열린 벤치에서 수확을 수행하십시오.
    2. 수술 전 20분 동안 70%의 알코올을 오토클레이브하고 담금으로써 모든 수술 용품, 코르크 보드 및 핀을 살균하십시오.
    3. 0.5 mL 인슐린 주사기로 복강 내 주사를 통해 전달되는 펜토바르비탈 나트륨(2X 마취용량 0.06 mg/g 체중)으로 동물을 마취시다.
    4. 동물의 발가락을 꼬집어 반사 반응을 확인하고 동물이 완전히 마취 된 후에만 프로토콜을 시작하여 마취 수준을 모니터링하십시오.
    5. 동물을 등에 대고 부속물을 코르크보드에 고정하고 복부와 가슴을 에탄올로 닦아냅니다.
  2. #2, 3, 4, 및 5개의 MG를 하나의 마우스로부터 수확하기 위해(즉, 8개의 MGs, 도 1A)두 뒷다리 사이의 중간선을 식별하고 날카로운 가위로 복부 피부에 작은 절개(1cm)를....

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결과

여기에 제시된 프로토콜은 모자이크 오르가노이드를 이용하여 유방 상피 세포의 특정 혈통 기여를 조사하는 방법을 설명합니다. 오르가노이드에 대한 1 차적인 뮤린 세포를 얻으려면 유방 선 상피가 먼저 주변 지방세포 풍부 기질로부터 분리되어야합니다(그림 1). 이 과정은 여기에 간략하게 설명되며 또한 이전에 발표된 연구18에기재되어 있다. 충분한 세포를 얻으려면 #2, 3, 4 및 5 MG를 제거하는 것이 좋습니다(그림 1A). 상피 세포의 순수한 집단을 분리하는 중요한 단계 열쇠는 준비를 오염시킬 면역 세포가 풍부한 #4 MGs에서 림프절의 제거입니다(그림 1A,B). MGs를 다진 후 크기 ~0.1 mm 크기의 조.......

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토론

여기에서, 연구원은 1 차적인 MG 세포를 사용하여 3D organoid 문화를 생성할 수 있는 방법을 상세히 제시됩니다. 이 프로토콜과 다른 프로토콜의 차이점은 두 개의 별개의 MG 세포 구획인 외부 기저 MyoECs 및 내부 LEC를 분리하는 방법을 자세히 설명한다는 것입니다. 우리의 방법은 2 단계 트립신 EDTA (0.05 %)를 채택 우리가 차등 트립시니화 라고 하는 치료19. 이 절차는 연구원이 정교한 유동 세포 측정을 사용하지 않고 MyoECs 및 LEC를 분리할 수 있게 해주며, 따라서 FACS에 필요한 잘 특성화된 바이오마커가 없을 수 있는 다양한 포유류 종에서 수확된 MGs를 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 두 세포 하위 집단을 분리하는 능력은 연구원이 유전으로 분리된 세포를 독립적으로 수정하거나 유전 돌연변이 또는 라벨을 품고 있는 동물에게서 세포를 재결합하고, 따라서 3D 문화에서 모자이크 오르가노이드를 생성하는 것을 가능하게 합니다. 현재 프로토콜의 한계는 기질.......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

우리는 캘리포니아 대학에서 기술 지원 및 핵심 지원을 벤 아브람스 감사합니다, 산타 크루즈 (UCSC) 줄기 세포의 생물학 연구소 (IBSC). 우리는 그들의 솔라미어 회전 디스크 공초점 현미경의 사용에 대한 수잔 스트롬과 빌 색스턴 감사합니다. 이 작품은 고등 연구 프로그램에 대한 제임스 H. 길리엄 펠로우십을 통해 하워드 휴즈 의학 연구소에서 UCSC에 보조금에 의해 부분적으로 지원되었다 (S.R.), NIH에서 (NIH GM058903) 학생 개발을 극대화하기위한 이니셔티브에 대한 (H.M.) 대학원 연구 펠로우십 (O.C. DGE 1339067)과 UC-암 연구 조정위원회 (LH)의 보조금 (A18-0370)에 의해 국립 과학 재단.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
15ml 고선명도 폴리프로필렌 원뿔형 튜브(BD Falcon)Fisher Scientific352096
24웰 초저 부착 플레이트(코닝)Fisher ScientificCLS3473-24EA
35mm TC 처리 Easy-Grip Style 세포 배양 접시(BD Falcon)FisherScientific 353001
50ml 고선명도 폴리프로필렌 원뿔형 튜브(BD Falcon)Fisher Scientific
60mm TC 처리된 Easy-Grip Style Cell Culture Dish (BD Falcon)Fisher Scientific353004
70 µ M 나일론 세포 여과기 (코닝)Fisher Scientific08-771-2
항생제-항진균제 (100X)Thermo Fisher Scientific15240062Pen/Strep also works
B27 supplement without vitamin A (50x)Thermo Fisher Scientific12587010
B6 ACTb-EGFP 마우스The Jackson Laboratory003291
BD 인슐린 주사기 0.5 mLThermo Fisher Scientific14-826-79
Class 2 Dispase (Roche)Millipore Sigma4942078001
Class 3 CollagenaseWorthington BiochemicalLS004206
Corning Cell Recovery solutionFisher Scientific354253사용 지침을 따르십시오. 코닝에서 3차원 구조 추출
코닝 마트리겔 매트릭스
코닝 코스타 초저 부착물 6웰피셔 사이언티픽CLS3471
덱사메타손밀리포어 시그마D4902-25MG
DMEM/F12, 페놀 레드 없음Thermo Fisher Scientific11039-021
DNase (Deoxyribonuclease I)Worthington BiochemicalLS002007
당나귀 안티 염소 647Thermo Fisher ScientificA214471:500에 사용, 로트: 1608641, 재고 2 mg/mL, RRID:AB_2535864
당나귀 안티 마우스 647Jackson ImmunoResearch715-606-1501:1000에 사용, 로트: 140554, 재고 1.4 mg/mL
Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12 (DMEM/F12)Thermo Fisher Scientific11330-057
Dulbecco의 인산염 완충 식염수 (DPBS)Thermo Fisher Scientific14190-250Mg2+/Ca2+
EGFFisher ScientificAF-100-15-100ug
태아 소 혈청VWR97068– 085100% 미국 원산지, 프리미엄 등급, 로트: 059B18
Fluoromount-G (Southern Biotech)Fisher Scientific0100-01텍스트의 마운팅 미디어로 언급
GentamicinThermo Fisher Scientific15710064
GlycineFisher ScientificBP381-5
Goat anti-WAPSanta Cruz BiotechSC-148321:250에서 사용, 로트: J1011, 재고 200 &마이크로; g/mL, RRID:AB_677601
Hoechst 33342AnaSpecAS-83218사용 1:2000, 재고는 20mM
인슐린Millipore SigmaI6634-100mg
KClFisher ScientificP217-500
KH2PO4Fisher ScientificP285-500
KRT14– CreERtamThe Jackson Laboratory5107
Matrigel 성장 인자 감소(GFR); 페놀 레드 프리; 10 mLFisher ScientificCB-40230C로트: 8204010, 재고 농도 8.9 mg/mL
MillexGV 필터 유닛 0.22 &마이크로; mMillipore SigmaSLGV033RS
Millicell EZ SLIDE 8웰 유리, 멸균Millipore SigmaPEZGS0816이 챔버 슬라이드는 개스킷 제거에 적합하지만 다른 브랜드(예: Lab Tek II)도 잘 작동할 수 있습니다.
마우스 anti-SMAMillipore SigmaA25471:500에 사용, 로트: 128M4881V, 재고 5.2 mg/mL, RRID:AB_476701
N-2 보충제(100x)Thermo Fisher Scientific17502048
NaClFisher ScientificS671-3
NaH2PO4Fisher ScientificS468-500
Nrg1R& D5898-NR-050
ParaformaldahydeMillipore SigmaPX0055-3
PentobarbitalMillipore SigmaP3761
R26R-EYFPThe Jackson Laboratory6148
Rho 억제제 Y-27632Tocris1254
R-spondinPeprotech120-38
수산화나트륨Fisher ScientificS318-500
멸균 여과 당나귀 혈청Equitech-Bio Inc.SD30-0500
멸균 여과 당나귀 혈청Equitech-Bio Inc.SD30-0500
트리톤 X-100밀리포어 시그마x100-500ML실험실 등급
트립신 EDTA 0.05%Thermo Fisher Scientific25300-062
352098 없음 됨 Harbor-UCLA Research and Education Institute 의 Parlow 박사로부터 구입한 양 뇌하수체 프롤락틴 국립 호르몬 및 펩타이드 프로그램

참고문헌

  1. Macias, H., Hinck, L. Mammary gland development. Wiley Interdisciplinary Reviews in Developmental Biology. 1 (4), 533-557 (2012).
  2. Daniel, C. W., De Ome, K. B., Young, J. T., Blair, P. B., Faulkin, L. J. Jr

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