Rotazione Cultura sistemi cellulari per colture cellulari umane: cellule del trofoblasto umano come modello
Summary
Tradizionale, bidimensionale tecniche di coltura cellulare spesso sfociano in caratteristiche alterate rispetto ai marcatori di differenziazione, citochine e fattori di crescita. Tridimensionale di coltura cellulare nel sistema delle cellule di rotazione cultura (CCR) ristabilisce l'espressione di molti di questi fattori, come illustrato qui con una linea di cellule extravilloso trofoblasto.
Abstract
Il campo di ricerca trofoblasto umano aiuta a comprendere il complesso ambiente stabilito durante placentazione. A causa della natura di questi studi, umano nella sperimentazione in vivo è impossibile. Una combinazione di colture primarie, culture espianto e linee cellulari trofoblasto 1 supporto la nostra comprensione di invasione della parete uterina 2 e rimodellamento delle arterie spirali uterine 3,4 da parte delle cellule del trofoblasto extravilloso (EVTS), che è richiesto per la costituzione di successo della gravidanza. Nonostante la ricchezza di conoscenze scaturite da tali modelli, si accetta che de modelli di coltura cellulare in vitro utilizzando EVT-come linee cellulari visualizzare alterato proprietà cellulari rispetto alle loro controparti in vivo 5,6. Cellule in coltura delle cellule nel sistema di rotazione cultura (CCR) visualizzare le proprietà morfologiche, fenotipiche e funzionali di EVT-come linee cellulari che più da vicino imitano differenziare in uEVTS Tero, con aumentata espressione di geni che mediano l'invasione (ad esempio metalloproteinasi della matrice (MMP)) e la differenziazione trofoblasto 7,8,9. Il Saint Georges Hospital cellula placentare Linea-4 (SGHPL-4) (gentilmente donato dal Dr. Guy Whitley e il dottor Judith Cartwright) è un EVT-come linea cellulare che è stato utilizzato per la sperimentazione in RCC.
Il progetto della nave cultura RCC si basa sul principio che organi e tessuti funzione in una tridimensionale (3-D) dell'ambiente. A causa delle condizioni di coltura dinamica della nave, comprese le condizioni di taglio fisiologicamente rilevanti, cellule cresciute in tre dimensioni, la forma aggregati sulla base di affinità naturale cellulare e di differenziarsi in tessuti come organotipica assemblee 10,11,12. Il mantenimento di un orbita fluido fornisce un basso taglio, a bassa turbolenza ambiente simile alle condizioni presenti in vivo. Sedimentazione delle cellule in coltura, si contrappone regolando la rotazionevelocità del RCC di assicurare una costante caduta libera delle cellule. Scambio dei gas avviene attraverso una membrana idrofobica permeabile trova sul retro del bioreattore. Come i loro genitori tessuti in vivo, RCC-grown cellule sono in grado di rispondere ad agenti chimici e pendenze molecolare in tre dimensioni (vale a dire la loro superficie apicale, basale e laterale) perché sono colto sulla superficie delle perline microcarrier porosa. Quando coltivate come bidimensionali monostrati su superfici impermeabili come plastica, le celle sono privati di questa importante comunicazione a loro superficie basale. Di conseguenza, i vincoli spaziali imposti dall'ambiente profondamente influenzano il modo in senso cellule e decodificare i segnali dal microambiente circostante, ciò implica un ruolo importante per l'ambiente 3-D 13.
Abbiamo usato il RCC di ingegnere biologicamente significativi modelli 3-D dei vari tessuti epiteliali 7,14,15,16. Infatti, molte relazioni precedenti demonstrated che le cellule coltivate in RCC può assumere fenotipi fisiologicamente rilevanti che non sono stati possibili con altri modelli 10,17-21. In sintesi, la cultura nel RCC rappresenta un modo semplice, riproducibile, high-throughput piattaforma che offre un gran numero di cellule differenziate che sono riconducibili a una serie di manipolazioni sperimentali. Nel seguente protocollo, utilizzando EVTS come esempio, si descrivono chiaramente i passaggi necessari per tridimensionalmente cellule aderenti cultura nel RCC.
Protocol
Discussion
La tecnica di cultura qui presentata fornisce investigatori altamente invasiva EVT-come le cellule. Ora è stato riconosciuto che una perdita di differenziazione avviene in monostrati a causa dell'inibizione della risposta cellulare ad agenti chimici e spunti molecolare in tre dimensioni (superficie delle cellule apicali, basali e laterali), 10,13. Questa tecnica riflette le caratteristiche indicate in utero a invadere le cellule EVT. Poiché la procedura imita convenzionale monostrato tessuto ci…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health statunitensi concedere NIH / NICHD # HD051998 (per CAM).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Cytodex microcarrier beads | Sigma-Aldrich | C3275 | |
| Rotating Cell Culture System (RCCS) | Synthecon | RCCS-D | Includes rotor base, power supply, 4 disposable RCCS units |
| RCCS Disposable Units | Synthecon | Contact Synthecon | |
| 3ml Luer-Lock tip syringe | BD | 309585 | |
| 10ml wide-tip serological pipette | BD | 357504 | |
| MEM Alpha | Invitrogen | 12561-072 | |
| Leibovitz’s L-15 medium, powder | Invitrogen | 41300-039 | |
| H2O, Endotoxin free | Fisher | MT-25-055-CM | |
| Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich | S-7795 | |
| Peptone | Fisher Scientific | BP1420-100 | |
| Fructose | Sigma-Aldrich | F3510-100 | |
| Galactose | Sigma-Aldrich | G5388-100 | |
| Glucose | Sigma-Aldrich | G7528-250 | |
| HEPES | Invitrogen | 15630-080 | |
| L-Glutamine | Invitrogen | 25030 | |
| Insulin-Transferrin-Sodium Selenite (ITS) | Sigma-Aldrich | I1884 | |
| FBS | Invitrogen | 10437 | |
| Penicillin-Streptomycin | Invitrogen | 15140 |
Referências
- Knofler, M. Critical growth factors and signalling pathways controlling human trophoblast invasion. Int. J. Dev. Biol. 54, 269-269 (2010).
- Cartwright, J. E. Remodelling at the maternal-fetal interface: relevance to human pregnancy disorders. Reproduction. 140, 803-803 (2010).
- Harris, L. K. IFPA Gabor Than Award lecture: Transformation of the spiral arteries in human pregnancy: key events in the remodelling timeline. Placenta. 32, S154-S154 (2011).
- Whitley, G. S., Cartwright, J. E. Trophoblast-mediated spiral artery remodelling: a role for apoptosis. J. Anat. 215, 21-21 (2009).
- Apps, R. Genome-wide expression profile of first trimester villous and extravillous human trophoblast cells. Placenta. 32, 33-33 (2011).
- Bilban, M. Trophoblast invasion: assessment of cellular models using gene expression signatures. Placenta. 31, 989-989 (2010).
- LaMarca, H. L. Three-dimensional growth of extravillous cytotrophoblasts promotes differentiation and invasion. Placenta. 26, 709-709 (2005).
- Jovanovic, M., Stefanoska, I., Radojcic, L., Vicovac, L. Interleukin-8 (CXCL8) stimulates trophoblast cell migration and invasion by increasing levels of matrix metalloproteinase (MMP)2 and MMP9 and integrins alpha5 and beta1. Reproduction. 139, 789-789 (2010).
- Husslein, H. Expression, regulation and functional characterization of matrix metalloproteinase-3 of human trophoblast. Placenta. 30, 284-284 (2009).
- Barrila, J. Organotypic 3D cell culture models: using the rotating wall vessel to study host-pathogen interactions. Nat. Rev. Microbiol. 8, 791-791 (2010).
- Hammond, T. G., Hammond, J. M. Optimized suspension culture: the rotating-wall vessel. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 281, 12-12 (2001).
- Unsworth, B. R., Lelkes, P. I. Growing tissues in microgravity. Nat. Med. 4, 901-901 (1998).
- Schmeichel, K. L., Bissell, M. J. Modeling tissue-specific signaling and organ function in three dimensions. J. Cell. Sci. 116, 2377-2377 (2003).
- Bentrup, H. ?. ?. n. e. r. z. u., K, . Three-dimensional organotypic models of human colonic epithelium to study the early stages of enteric salmonellosis. Microbes. Infect. 8, 1813-1813 (2006).
- Carterson, A. J. A549 lung epithelial cells grown as three-dimensional aggregates: alternative tissue culture model for Pseudomonas aeruginosa pathogenesis. Infect. Immun. 73, 1129-1129 (2005).
- Myers, T. A. Closing the phenotypic gap between transformed neuronal cell lines in culture and untransformed neurons. J. Neurosci. Methods. 174, 31-31 (2008).
- Hjelm, B. E. Development and characterization of a three-dimensional organotypic human vaginal epithelial cell model. Biol. Reprod. 82, 617-617 (2010).
- Straub, T. M. In vitro cell culture infectivity assay for human noroviruses. Emerg. Infect. Dis. 13, 396-396 (2007).
- Nickerson, C. A. Three-dimensional tissue assemblies: novel models for the study of Salmonella enterica serovar Typhimurium pathogenesis. Infect. Immun. 69, 7106-7106 (2001).
- Carvalho, H. M., Teel, L. D., Goping, G., O’Brien, A. D. A three-dimensional tissue culture model for the study of attach and efface lesion formation by enteropathogenic and enterohaemorrhagic Escherichia coli. Cell. Microbiol. 7, 1771-1771 (2005).
- Sainz, B., TenCate, V., Uprichard, S. L. Three-dimensional Huh7 cell culture system for the study of Hepatitis C virus infection. Virol. J. 6, 103-103 (2009).
- Lelkes, P. I., Ramos, E., Nikolaychik, V. V., Wankowski, D. M., Unsworth, B. R., Goodwin, T. J. GTSF-2: a new, versatile cell culture medium for diverse normal and transformed mammalian cells. In Vitro Cell. Dev. Biol. Anim. 33, 344-344 (1997).
- Lelkes, P. I., Ramos, E., Nikolaychik, V. V., Wankowski, D. M., Unsworth, B. R., Goodwin, T. J. GTSF-2: a new, versatile cell culture medium for diverse normal and transformed mammalian cells. In Vitro Cell. Dev. Biol. Anim. 33, 344-344 (1997).
- GE Healthcare. Microcarrier Cell Culture – Principles and Methods. Handbooks. , (2005).
