Summary

בידוד של תאים אפיתל החלב של תלת ממדי תאים משולבים תרבות משותפת אליפטית

Published: April 30, 2012
doi:

Summary

השיטה פשוטה מתוארת לניתוח השפעות fibroblasts רקמה על תאים אפיתל הכרוכים בכך. השילוב של שיטה זו, תלת מימדי התרבות רקמת יכול להקל על ניתוח של תאים לאחר במנותק מן 3D. הטכניקה היא החלה על תאים שונים של פוטנציאל ממאיר, המאפשר לימוד שיטתי של השפעות stroma הגידול הקשורים על תאים סרטניים.

Abstract

למרות מאמצים אדירים הושקעו בזיהוי מסלולי איתות ומולקולות מעורבים בהתנהגויות סלולריים רגילים וממאירים 1-2, את רוב העבודה הדבר נעשה באמצעות קלאסיות דו מימדי תרבות דגמים סלולריים, המאפשרים מניפולציה התא קל. זה הפך להיות ברור כי מסלולי איתות תאיים מושפעים על ידי כוחות תאיים, כולל ממדיות ואת שטח פני התא המתח 3-4. גישות רבות ננקטו כדי לפתח דגמים תלת ממדיים, כי יותר נכון לייצג את הרקמה ביולוגית ארכיטקטורת 3. בעוד המודלים האלה לשלב ממדיות רב מדגיש אדריכליים, חקר את ההשפעות הנובעות מכך על תאים הוא קליל פחות בתרבות דו מימדי רקמות בשל המגבלות של המודלים ואת הקושי להפיק תאים לצורך ניתוח מאוחר יותר.

תפקיד חשוב של microenvironment סביב גידולים tumorigenesis והתנהגות הגידול אניזה הופך מוכר יותר ויותר 4. Stroma הגידול מורכב מספר רב של סוגי תאים ומולקולות תאיים. במהלך התפתחות גידולים קיימים אותות דו כיוונית בין תאים סרטניים ותאים סטרומה 5. אף על פי כמה גורמים שהשתתפו האבולוציה שיתוף גידולים stroma זוהו, עדיין יש צורך לפתח טכניקות פשוטות באופן שיטתי לזהות וללמוד מערך מלא של אותות אלה 6. Fibroblasts הם סוג התא הנפוץ ביותר ברקמות סטרומה רגילים או גידולים הקשורים, ולתרום בתצהיר ותחזוקה של קרום המרתף גורמי גדילה paracrine 7.

קבוצות רבות השתמשו בשלוש מערכות תרבות מימדי כדי לחקור את תפקידה של fibroblasts על תפקודים תאיים שונים, לרבות תגובת הגידול לטיפולים, גיוס של תאים חיסוניים, מולקולות איתות, התפשטות, אפופטוזיס, אנגיוגנזה, ופלישה 8-15. יש לנו אופטימיזציה שיטה פשוטה התחתessing את ההשפעות של fibroblasts החלב על תאים אפיתל החלב באמצעות מודל זמין מסחרית תאי מטריקס ליצור תלת ממדי תרבויות של אוכלוסיות תאים מעורבים (עמיתים תרבויות) 16-22. עם תרבות משותפת המשך התאים יוצרים spheroids עם אשכולות fibroblasts בפנים ואת לתאי האפיתל בעיקר על הצד החיצוני של spheroids את ויוצרים רב תאיים תחזיות לתוך מטריקס. מניפולציה של fibroblasts שמוביל הפולשנות שינו תא אפיתל ניתן לכמת בקלות על ידי שינויים מספרים באורך של 23 תחזיות אפיתל. יתר על כן, אנו פיתחו שיטה לבודד תאים אפיתל מתוך תרבות משותפת תלת מימדי המאפשר ניתוח של ההשפעות של חשיפה פיברובלסטים על התנהגות אפיתל. מצאנו כי ההשפעות של תרבות משותפת להימשך שבועות לאחר בידוד תא אפיתל, המתיר מספיק זמן כדי לבצע מבחני מרובים. שיטה זו ניתנת להתאמה של התאיםשינוי פוטנציאל ממאיר לא דורש ציוד מיוחד. טכניקה זו מאפשרת הערכה מהירה של במודלים תאים במבחנה בתנאים רבים, את התוצאות המתאימות ניתן להשוות ברקמות ב vivo בבעלי חיים, כמו גם דגימות רקמה אדם.

Protocol

1. הקמת תלת ממדי שיתופי תרבויות יום לפני להקים את שיתוף תרבויות, הסר Matrigel מהמקפיא להפשרה על קרח במקרר 4 ° C למשך הלילה. ביום הניסוי, להכין את המדיום לתרבות משותפת, אשר תואמים את המדיום של תאים א?…

Discussion

השיטה המוצגת כאן מייצגת גישה פשוטה לניתוח השפעות fibroblasts סטרומה בתאי אפיתל, כולל תאים סרטניים. היא מאפשרת אינטראקציה תאים תאים ישירה בהקשר תלת מימדי נתמך על ידי מטריקס במרתף תאי הממברנה, תוך מתן אפשרות חילוץ קל של תאים מהמטריצה ​​לניתוח נוסף. זה יכול להיות מיושם על מח…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Materials

Name of reagent Company Catalogue number Comments
BD Matrigel BD Biosciences 356237 Phenol-red free
Hyclone Classical Liquid Medium: DMEM F12 ThermoScientific SH30023.01  
Hyclone Bovine Calf Serum ThermoScientific SH3007303  
Insulin EMD Chemicals 407709 Dissolve in 0.005N HCl; 0.22 μM filter
Hydrocortisone Sigma-Aldrich H4001 Dissolve in 50% EtOH; 0.22 μM filter
EGF Sigma-Aldrich E9644 Dissolve in 10mM acetic acid; 0.22 μM filter

Referências

  1. Hanahan, D., Weinberg, R. A. The hallmarks of cancer. Cell. 100, 57-70 (2000).
  2. Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
  3. Kim, J. B. Three-dimensional tissue culture models in cancer biology. Semin. Cancer Biol. 15, 365-377 (2005).
  4. Li, H., Fan, X., Houghton, J. Tumor microenvironment: the role of the tumor stroma in cancer. J. Cell Biochem. 101, 805-815 (2007).
  5. Tse, J. C., Kalluri, R. Mechanisms of metastasis: epithelial-to-mesenchymal transition and contribution of tumor microenvironment. J. Cell Biochem. 101, 816-829 (2007).
  6. Bhowmick, N. A. TGF-beta signaling in fibroblasts modulates the oncogenic potential of adjacent epithelia. Science. 303, 848-851 (2004).
  7. Bhowmick, N. A., Moses, H. L. Tumor-stroma interactions. Curr. Opin. Genet. Dev. 15, 97-101 (2005).
  8. Havlickova, B., Biro, T., Mescalchin, A., Arenberger, P., Paus, R. Towards optimization of an organotypic assay system that imitates human hair follicle-like epithelial-mesenchymal interactions. Br. J. Dermatol. 151, 753-765 (2004).
  9. Kilani, R. T. Selective cytotoxicity of gemcitabine in bladder cancer cell lines. Anticancer Drugs. 13, 557-566 (2002).
  10. Seidl, P., Huettinger, R., Knuechel, R., Kunz-Schughart, L. A. Three-dimensional fibroblast-tumor cell interaction causes downregulation of RACK1 mRNA expression in breast cancer cells in vitro. Int. J. Cancer. 102, 129-136 (2002).
  11. Silzle, T. Tumor-associated fibroblasts recruit blood monocytes into tumor tissue. Eur. J. Immunol. 33, 1311-1320 (2003).
  12. Bartling, B., Demling, N., Silber, R. E., Simm, A. Proliferative stimulus of lung fibroblasts on lung cancer cells is impaired by the receptor for advanced glycation end-products. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 34, 83-91 (2006).
  13. Kunz-Schughart, L. A. Potential of fibroblasts to regulate the formation of three-dimensional vessel-like structures from endothelial cells in vitro. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 290, C1385-C1398 (2006).
  14. Liu, T., Lin, B., Qin, J. Carcinoma-associated fibroblasts promoted tumor spheroid invasion on a microfluidic 3D co-culture device. Lab Chip. 10, 1671-1677 (2010).
  15. Zengel, P. Multimodal therapy for synergic inhibition of tumour cell invasion and tumour-induced angiogenesis. BMC Cancer. 10, 92-92 (2010).
  16. Kunz-Schughart, L. A., Heyder, P., Schroeder, J., Knuechel, R. A heterologous 3-D coculture model of breast tumor cells and fibroblasts to study tumor-associated fibroblast differentiation. Exp. Cell Res. 266, 74-86 (2001).
  17. Djordjevic, B., Lange, C. S. Cell-cell interactions in spheroids maintained in suspension. Acta Oncol. 45, 412-420 (2006).
  18. Hirschhaeuser, F. Multicellular tumor spheroids: an underestimated tool is catching up again. J. Biotechnol. 148, 3-15 (2010).
  19. Hoevel, T., Macek, R., Swisshelm, K., Kubbies, M. Reexpression of the TJ protein CLDN1 induces apoptosis in breast tumor spheroids. Int. J. Cancer. 108, 374-383 (2004).
  20. Paduch, R., Kandefer-Szerszen, M. Vitamin D, tamoxifen and beta-estradiol modulate breast cancer cell growth and interleukin-6 and metalloproteinase-2 production in three-dimensional co-cultures of tumor cell spheroids with endothelium. Cell. Biol. Toxicol. 21, 247-256 (2005).
  21. Timmins, N. E., Nielsen, L. K. Generation of multicellular tumor spheroids by the hanging-drop method. Methods Mol. Med. 140, 141-151 (2007).
  22. Foty, R. A Simple Hanging Drop Cell Culture Protocol for Generation of 3D Spheroids. J. Vis. Exp. (51), e2720-e2720 (2011).
  23. Xu, K. The role of fibroblast Tiam1 in tumor cell invasion and metastasis. Oncogene. 29, 6533-6542 (2010).
check_url/pt/3760?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Xu, K., Buchsbaum, R. J. Isolation of Mammary Epithelial Cells from Three-dimensional Mixed-cell Spheroid Co-culture. J. Vis. Exp. (62), e3760, doi:10.3791/3760 (2012).

View Video