Summary

Isolering av Normal og kreft-assosiert fibroblaster fra Fresh vev ved Fluorescence Activated Cell Sortering (FACS)

Published: January 14, 2013
doi:

Summary

Kreft assosiert Fibroblaster (kafeer) legge til rette startfasen, vekst og fremgang gjennom signaliserer som fremmer spredning, angiogenese, og betennelser. Her beskriver vi en metode for å isolere rene bestander av vanlige fibroblaster og kafeer fra frisk mus og menneskelig vev ved celle sortering, ved hjelp PDGFRα som en overflate markør.

Abstract

Kreft-tilknyttede fibroblaster (kafeer) er de mest fremtredende celletype i tumor stroma av mange kreftformer, særlig brystkreft, og deres fremtredende tilstedeværelse er ofte forbundet med dårlig prognose 1,2. Er cafs en aktivert subpopulasjon stromale fibroblaster, hvorav mange uttrykker myofibroblast markør α-SMA 3. Kafeer stammer fra lokale vev fibroblaster samt fra benmargen-avledet celler rekruttert til å utvikle svulst og vedta en CAF fenotype under påvirkning av svulsten mikromiljøet 4. Kafeer ble vist til rette startfasen, vekst og fremgang gjennom signaliserer som fremmer tumor celleproliferasjon, angiogenese, og invasjonen 5-8. Vi viste at kafeer forbedre tumorvekst ved å formidle tumor-fremme betennelse, starter tidligst pre-neoplastiske stadier 9. Til tross for økende bevis av de viktigste rollen kafeer spille i å tilrettelegge tumorvekst,studerer cafs har vært en pågående utfordringen grunnet mangel på CAF-spesifikke markører og de ​​aller heterogenitet av disse cellene, med mange subtyper sameksisterende i tumor mikromiljøet 10. Videre studerer fibroblaster in vitro hindret av det faktum at deres genuttrykk profilen er ofte endret i vevskultur 11,12. Å løse dette problemet og for å tillate objektiv gene expression profilering av fibroblaster fra fersk mus og menneskelig vev, har vi utviklet en metode basert på tidligere protokoller for Fluorescence-Activated Cell Sortering (FACS) 13,14. Vår tilnærming er avhengig av å benytte PDGFRα som en overflate markør for å isolere fibroblaster fra frisk mus og menneskelig vev. PDGFRα er rikelig uttrykt av både normale fibroblaster og kafeer 9,15. Denne metoden gjør det mulig isolering av rene bestander av vanlige fibroblaster og kafeer, inkludert, men ikke begrenset til α-SMA + aktivert myofibroblasts. Isolerte fibroblaster kan deretter værebrukt til karakterisering og sammenligning av utviklingen av genuttrykk som oppstår i kafeer under tumorigenesis. Faktisk rapporterte vi og andre uttrykk profilering av fibroblaster isolert av celle sortering 16. Denne protokollen ble vellykket utført for å isolere og profilere høyanriket bestander av fibroblaster fra huden, mammary, bukspyttkjertel og lunge vev. Videre tillater vår metode også dyrking av sortert celler, for å utføre funksjonelle forsøk og for å unngå forurensning av tumorceller, som ofte er en stor hindring ved forsøk til kultur cafs.

Protocol

1. Dissecting Mammary eller hud vev fra mus Før dissekere ønsket vev fra mus, forberede følgende forsyninger og reagenser: Rekvisita: Kirurgi verktøy (vasket med oppvaskmiddel og deretter dyppet i 70% etanol). Styrofoam overflate du kan hvile musen på under disseksjon. Pinner eller nåler for å holde mus under disseksjon. Glasskrukke med lokk for fordøyelsen, inneholder magnetiske rørestav (autoklaverte). Vannbad ved 37 ° C, s…

Representative Results

Bruke PDGFRα som en markør for fibroblaster resulterer i isolasjon av høyanriket bestander av vev fibroblaster. Nivået av renhet etter sortering var 99%, som kvantifisert ved post-sorter analysen (figur 2A). Beregning av prosenten av kontaminerende ikke-fibroblastceller av den relative ekspresjon av celle-spesifikke kontroll gener (figur 2B) viser vanligvis 0,1 til 0,6% forurensning. Dette nivået av renhet gir høy kvalitet transkriptom profilering av isolerte fibroblaster 9.<…

Discussion

Mens eksperimenter utført i vevskultur kan være informative og foreslå funksjonelle prinsipper som kan verifiseres i vivo, er det kjent at store endringer i genekspresjonen av celler i kultur 11,12. For å unngå en vev kultur skritt når profilering av genuttrykk i fibroblaster, utviklet vi en protokoll som gjør det mulig isolering av normale, samt kreft-tilknyttede fibroblaster fra fersk mus eller menneskelig vev. Denne protokollen ble vellykket anvendt med hud, bukspyttkjertel og bryst vev fra…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi takker Dr. Yitzchak Oschry og Dr. Orit Sagi-Asif for deres hjelp med FACS sortering. Denne forskningen ble støttet med tilskudd til NE fra EU sjuende rammeprogram (FP7/2007-2013) under tilskuddsavtalen n ° [276890], fra Israel Cancer Association (# 20110078), og fra Israel Cancer Research Fund (Research Career Development Award).

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
DMEM Gibco 41965
PBS Biological Industries 02-023-1A
Collagenase II Worthington LS4176
Collagenase IV Worthington LS4188
Deoxyribonuclease Worthington LS2007
PharmLyse BD 555899
Cell strainer 70 μm SPL 93070
Purified anti-mouse CD16/CD32 BD Pharmingen 553142
Via probe (7AAD) e-Bioscience 00-6993-50
Anti-mouse CD140a-PE (PDGFRa) e-Bioscience 12-1401-81
Anti-mouse F4/80- FITC Cederlane CL8940F
DMEM w/o Phenol Red Gibco 31053
Collagen Type I BD Biosciences 354236

Referências

  1. Kalluri, R., Zeisberg, M. Fibroblasts in cancer. Nat. Rev. Cancer. 6, 392-401 (2006).
  2. Shimoda, M., Mellody, K. T., Orimo, A. Carcinoma-associated fibroblasts are a rate-limiting determinant for tumour progression. Seminars in cell & developmental biology. 21, 19-25 (2010).
  3. Orimo, A., Weinberg, R. A. Heterogeneity of stromal fibroblasts in tumors. Cancer Biol. Ther. 6, 618-619 (2007).
  4. Ostman, A., Augsten, M. Cancer-associated fibroblasts and tumor growth–bystanders turning into key players. Current opinion in genetics & development. 19, 67-73 (2009).
  5. Allinen, M., et al. Molecular characterization of the tumor microenvironment in breast cancer. Cancer Cell. 6, 17-32 (2004).
  6. Bhowmick, N. A., Neilson, E. G., Moses, H. L. Stromal fibroblasts in cancer initiation and progression. Nature. 432, 332-337 (2004).
  7. Orimo, A., et al. Stromal fibroblasts present in invasive human breast carcinomas promote tumor growth and angiogenesis through elevated SDF-1/CXCL12 secretion. Cell. 121, 335-348 (2005).
  8. Pietras, K., Ostman, A. Hallmarks of cancer: interactions with the tumor stroma. Experimental cell research. 316, 1324-1331 (2010).
  9. Erez, N., Truitt, M., Olson, P., Arron, S. T., Hanahan, D. Cancer-Associated Fibroblasts Are Activated in Incipient Neoplasia to Orchestrate Tumor-Promoting Inflammation in an NF-kappaB-Dependent Manner. Cancer Cell. 17, 135-147 (2010).
  10. Sugimoto, H., Mundel, T. M., Kieran, M. W., Kalluri, R. Identification of fibroblast heterogeneity in the tumor microenvironment. Cancer Biol. Ther. 5, 1640-1646 (2006).
  11. Neumann, E., et al. Cell culture and passaging alters gene expression pattern and proliferation rate in rheumatoid arthritis synovial fibroblasts. Arthritis research & therapy. 12, R83 .
  12. Sherr, C. J., DePinho, R. A. Cellular senescence: mitotic clock or culture shock. Cell. 102, 407-410 (2000).
  13. DeNardo, D. G., et al. Leukocyte complexity in breast cancer predicts overall survival and functionally regulates response to chemotherapy. Cancer Discovery. 1, 54-67 (2011).
  14. Pahler, J. C., et al. Plasticity in tumor-promoting inflammation: impairment of macrophage recruitment evokes a compensatory neutrophil response. Neoplasia. 10, 329-340 (2008).
  15. Pietras, K., Pahler, J., Bergers, G., Hanahan, D. Functions of paracrine PDGF signaling in the proangiogenic tumor stroma revealed by pharmacological targeting. PLoS Med. 5, e19 (2008).
  16. Quante, M., et al. Bone marrow-derived myofibroblasts contribute to the mesenchymal stem cell niche and promote tumor growth. Cancer Cell. 19, 257-272 (2011).
  17. Plante, I., Stewart, M. K., Laird, D. W. Evaluation of Mammary Gland Development and Function in Mouse Models. J. Vis. Exp. (53), e2828 (2011).
  18. Xouri, G., Christian, S. Origin and function of tumor stroma fibroblasts. Seminars in cell & developmental biology. 21, 40-46 (2010).

Play Video

Citar este artigo
Sharon, Y., Alon, L., Glanz, S., Servais, C., Erez, N. Isolation of Normal and Cancer-associated Fibroblasts from Fresh Tissues by Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS). J. Vis. Exp. (71), e4425, doi:10.3791/4425 (2013).

View Video