Summary

골 Adipocytes 차별화에 흑색 종 세포 유래 요인의 이중 효과

Published: August 23, 2018
doi:

Summary

여기, 우리 골 adipocytes에 흑색 종 세포 유래 요인의 이중 효과 보여준다 종양 세포와 골 adipocytes, 사이 상호 작용을 공부 하기 위한 안정적이 고 간단한 2 차원 (2D) coculture 시스템 제시 차별화 및 뼈 전이의 기계 론 적인 연구에 대 한 전통적인 방법 포즈.

Abstract

골 adipocytes와 종양 세포 사이 누화 뼈 전이 하는 중요 한 역할을 재생할 수 있습니다. 다양 한 방법 공부 하는 중요 한 누화; 사용할 수 있습니다. 그러나, coculture에 대 한 2 차원 transwell 시스템은 고전적인, 신뢰할 수 있는, 그리고이 누화 연구에 대 한 쉬운 방법 남아 있다. 여기, 우리 골 adipocytes 및 흑색 종 세포의 coculture을 보여 주는 자세한 프로토콜을 제시. 그럼에도 불구 하 고, 이러한 coculture 시스템 수 골 adipocytes에 의해 유도 된 암 세포의 세포 신호 transductions의 연구에 기여할 뿐만 아니라 또한 기계적으로 뼈에 대 한 새로운 치료 목표를 드러낼 수 있는 뼈 전이의 연구 전이입니다.

Introduction

뼈 전이 고급 암 환자 중 광범위 하지만 치료 치료는 아직 사용할 수 없습니다. 지방으로 에너지를 저장 전문, 넘어 adipocytes 골 수 및 다른 장기1,2,,34,,56에서 종양 성장 및 전이 지원할 수 있습니다. 또한, adipocytes 암 세포 생물학7,,89,10 및 대사4,11,12 조절에 필수적인 역할을 재생 ,13,14,,1516, 잘에서 뼈 전이1,,412로. 골 틈새, adipocytes도 암 세포4,,617의 생물 학적 행동을 달라질 수 있습니다. 골 adipocytes osteotropism와 암 세포 사이 상호 작용에 대 한 뼈 전이의 이해 중요 하다. 그러나, 약간은 알려진 다.

현재 연구를 바탕으로, 다양 한 방법은 adipocytes, 2 또는 3 차원 (2/3 차원)와 비보 전 문화17,,1819,20,21을 포함 하 여 적용 됩니다. 최근, Herroon 그 외 여러분 암 세포22골 adipocytes의 상호 작용을 공부 하는 새로운 3D 문화 접근 방식을 설계 되었습니다. 3D coculture는 생리를 흉내 낸 위한 최적의 adipocytes와 암 사이 상호 작용 세포 vivo에서, 그것은 가난한 재현성22,23에서 고통. 2D coculture 시스템에 비해 3D coculture 시스템 셀 형태학21,22,,2425,26같은 다른 세포질 고기를 제공할 수 있습니다. 또한, 고립 된 수가 뼈 조직 파편의 비보 전 문화 adipocytes의 강력한 파생물 교양된 골 셀17에서 발생할 수 있습니다.

그러나 이러한 이전 모델과 달리, 2D 셀 문화 모델 남아 있다 고전, 안정적이 고 쉽게 기술 생체 외에서1, 세포를 신속 하 게 스캔 후보 분자와 고기 adipocytes 또는 암에 변경에 대 한 4,6,12,,1527. 더 잘 이해 하려면 골 adipocytes와 흑색 종 세포 사이 누화, 우리 흑색 종 세포와 골 adipocytes의 2D coculture 시스템에 대 한 상세한 프로토콜을 제공 합니다.

Protocol

참고:이 프로토콜에서 사용 하는 모든 셀 냉동된 재고 셀에서 녹고 후 적어도 3 세대에 대 한 성장 해야 합니다. 1. 수확 흑색 종 세포 파생 요소 준비 B16F10 세포 및 마우스 흑색 종 세포 라인을 얻을.참고:이 프로토콜에 대 한 마우스 흑색 종 세포 선 과학의 중국 아카데미의 줄기 세포 은행에서 얻은 했다. B16F10 세포 배양 (100 mL)에 대 한 ?…

Representative Results

골 수에서 adipocytes 녹는 요인을 통해 종양 진행을 지원 하기 위한 초기 단계에서 종양 microenvironment1,13,33,,3435 에 나타날 수 있습니다 또는 osteoclastogenesis6,,1236, 특히 비만<sup class="x…

Discussion

Cocultures 삽입과 셀 상호 작용을 공부 하 널리 사용 되었습니다. 2D coculture 시스템 어떻게 두는 우리가 여기 골 adipocytes에 두 개의 다른 암 세포 기반 효과 보여주는 누화에서 생체 외에서부품을 관찰 하는 효과적인 방법입니다. 많은 연구소는 adipocytes 및 암 세포6,12,,2739사이 누화를 조사 하기 위?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리 Dov Zipori (바이 츠만 과학 연구소, Rehovot, 이스라엘) 친절 하 게 제공에 감사 우리 murine 골 수 기질 세포 라인 14F1.1. 이 연구는 중국 국가 자연과학 기초 (81771729 번)과 충칭 의료 Yongchuan 병원 대학 (개에서 교부 금에 의해 지원 되었다 YJQN201330; YJZQN201527)입니다.

Materials

DMEM Invitrogen Inc. 11965092
Fetal Bovine Serum Invitrogen Inc. 16000–044
Phosphate Buffered Saline Invitrogen Inc. 14190-144
Insulin Sigma-Aldrich 91077C
3-isobutyl-1-methyl-xanthine Sigma-Aldrich I5879
Dexamethasone Sigma-Aldrich D4902
Oil Red o Sigma-Aldrich O0625
24-well plate Corning CLS3527
Transwell insert Millipore MCHT24H48
Penicillin/Streptomycin Invitrogen 15140-122
isopropanol Sigma-Aldrich I9516
0.25% trypsin Thermo Scientific 25200056
hemocytometer Bio-Rad 1450016
Culture incubator Thermo Scientific
50ml falcon Corning CLS430828
Clean Bench Thermo Scientific
Microscopy Olympus
200 μL pipet tips BeyoGold FTIP620
1000 mL pipet tips BeyoGold FTIP628

Referências

  1. Wang, J., et al. Adipogenic niches for melanoma cell colonization and growth in bone marrow. Laboratory Investigation. 97 (6), 737-745 (2017).
  2. Trotter, T. N., et al. Adipocyte-Lineage Cells Support Growth and Dissemination of Multiple Myeloma in Bone. The American Journal of Pathology. 186 (11), 3054-3063 (2016).
  3. Morris, E. V., Edwards, C. M. The role of bone marrow adipocytes in bone metastasis. Journal of Bone Oncology. 5 (3), 121-123 (2016).
  4. Diedrich, J. D., et al. Bone marrow adipocytes promote the Warburg phenotype in metastatic prostate tumors via HIF-1alpha activation. Oncotarget. 7 (40), 64854-64877 (2016).
  5. Chkourko Gusky, H., Diedrich, J., MacDougald, O. A., Podgorski, I. Omentum and bone marrow: how adipocyte-rich organs create tumour microenvironments conducive for metastatic progression. Obesity Reviews. 17 (11), 1015-1029 (2016).
  6. Chen, G. L., et al. High fat diet increases melanoma cell growth in the bone marrow by inducing osteopontin and interleukin 6. Oncotarget. 7 (18), 26653-26669 (2016).
  7. Balaban, S., et al. Adipocyte lipolysis links obesity to breast cancer growth: adipocyte-derived fatty acids drive breast cancer cell proliferation and migration. Cancer & Metabolism. 5, 1 (2017).
  8. Huang, C. K., et al. Adipocytes promote malignant growth of breast tumours with monocarboxylate transporter 2 expression via beta-hydroxybutyrate. Nature Communications. 8, 14706 (2017).
  9. Wang, Y. Y., et al. Mammary adipocytes stimulate breast cancer invasion through metabolic remodeling of tumor cells. JCI Insight. 2 (4), 87489 (2017).
  10. Wang, C., Gao, C., Meng, K., Qiao, H., Wang, Y. Human adipocytes stimulate invasion of breast cancer MCF-7 cells by secreting IGFBP-2. PLoS One. 10 (3), 0119348 (2015).
  11. Nieman, K. M., et al. Adipocytes promote ovarian cancer metastasis and provide energy for rapid tumor growth. Nature Medicine. 17 (11), 1498-1503 (2011).
  12. Herroon, M. K., et al. Bone marrow adipocytes promote tumor growth in bone via FABP4-dependent mechanisms. Oncotarget. 4 (11), 2108-2123 (2013).
  13. Tabe, Y., et al. Bone Marrow Adipocytes Facilitate Fatty Acid Oxidation Activating AMPK and a Transcriptional Network Supporting Survival of Acute Monocytic Leukemia Cells. Pesquisa do Câncer. 77 (6), 1453-1464 (2017).
  14. Wen, Y. A., et al. Adipocytes activate mitochondrial fatty acid oxidation and autophagy to promote tumor growth in colon cancer. Cell Death & Differentiation. 8 (2), 2593 (2017).
  15. Liu, Z., et al. Mature adipocytes in bone marrow protect myeloma cells against chemotherapy through autophagy activation. Oncotarget. 6 (33), 34329-34341 (2015).
  16. Ye, H., et al. Leukemic Stem Cells Evade Chemotherapy by Metabolic Adaptation to an Adipose Tissue Niche. Cell Stem Cell. 19 (1), 23-37 (2016).
  17. Templeton, Z. S., et al. Breast Cancer Cell Colonization of the Human Bone Marrow Adipose Tissue Niche. Neoplasia. 17 (12), 849-861 (2015).
  18. Daquinag, A. C., Souza, G. R., Kolonin, M. G. Adipose tissue engineering in three-dimensional levitation tissue culture system based on magnetic nanoparticles. Tissue Engineering Part C: Methods. 19 (5), 336-344 (2013).
  19. Emont, M. P., et al. Using a 3D Culture System to Differentiate Visceral Adipocytes In Vitro. Endocrinology. 156 (12), 4761-4768 (2015).
  20. Katt, M. E., Placone, A. L., Wong, A. D., Xu, Z. S., Searson, P. C. In Vitro Tumor Models: Advantages, Disadvantages, Variables, and Selecting the Right Platform. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 4, 12 (2016).
  21. Edmondson, R., Broglie, J. J., Adcock, A. F., Yang, L. Three-dimensional cell culture systems and their applications in drug discovery and cell-based biosensors. ASSAY and Drug Development Technologies. 12 (4), 207-218 (2014).
  22. Herroon, M. K., Diedrich, J. D., Podgorski, I. New 3D-Culture Approaches to Study Interactions of Bone Marrow Adipocytes with Metastatic Prostate Cancer Cells. Frontiers in Endocrinology (Lausanne). 7, 84 (2016).
  23. Lee, J. M., et al. A three-dimensional microenvironment alters protein expression and chemosensitivity of epithelial ovarian cancer cells in vitro. Laboratory Investigation. 93 (5), 528-542 (2013).
  24. Imamura, Y., et al. Comparison of 2D- and 3D-culture models as drug-testing platforms in breast cancer. Oncology Reports. 33 (4), 1837-1843 (2015).
  25. Birgersdotter, A., Sandberg, R., Ernberg, I. Gene expression perturbation in vitro–a growing case for three-dimensional (3D) culture systems. Seminars in Cancer Biology. 15 (5), 405-412 (2005).
  26. Wang, W., et al. 3D spheroid culture system on micropatterned substrates for improved differentiation efficiency of multipotent mesenchymal stem cells. Biomaterials. 30 (14), 2705-2715 (2009).
  27. Dirat, B., et al. Cancer-associated adipocytes exhibit an activated phenotype and contribute to breast cancer invasion. Pesquisa do Câncer. 71 (7), 2455-2465 (2011).
  28. Scott, M. A., Nguyen, V. T., Levi, B., James, A. W. Current methods of adipogenic differentiation of mesenchymal stem cells. Stem Cells and Development. 20 (10), 1793-1804 (2011).
  29. Zipori, D., Toledo, J., von der Mark, K. Phenotypic heterogeneity among stromal cell lines from mouse bone marrow disclosed in their extracellular matrix composition and interactions with normal and leukemic cells. Blood. 66 (2), 447-455 (1985).
  30. Maridas, D. E., Rendina-Ruedy, E., Le, P. T., Rosen, C. J. Isolation, Culture, and Differentiation of Bone Marrow Stromal Cells and Osteoclast Progenitors from Mice. Journal of Visualized Experiments. (131), e56750 (2018).
  31. Iguchi, T., Niino, N., Tamai, S., Sakurai, K., Mori, K. Absolute Quantification of Plasma MicroRNA Levels in Cynomolgus Monkeys, Using Quantitative Real-time Reverse Transcription PCR. Journal of Visualized Experiments. (132), e56850 (2018).
  32. Bozec, A., Hannemann, N. Mechanism of Regulation of Adipocyte Numbers in Adult Organisms Through Differentiation and Apoptosis Homeostasis. Journal of Visualized Experiments. (112), e53822 (2016).
  33. Shafat, M. S., et al. Leukemic blasts program bone marrow adipocytes to generate a protumoral microenvironment. Blood. 129 (10), 1320-1332 (2017).
  34. Gazi, E., et al. Direct evidence of lipid translocation between adipocytes and prostate cancer cells with imaging FTIR microspectroscopy. The Journal of Lipid Research. 48 (8), 1846-1856 (2007).
  35. Brown, M. D., et al. Influence of omega-6 PUFA arachidonic acid and bone marrow adipocytes on metastatic spread from prostate cancer. British Journal of Cancer. 102 (2), 403-413 (2010).
  36. Hardaway, A. L., Herroon, M. K., Rajagurubandara, E., Podgorski, I. Marrow adipocyte-derived CXCL1 and CXCL2 contribute to osteolysis in metastatic prostate cancer. Clinical & Experimental Metastasis. 32 (4), 353-368 (2015).
  37. Aebi, M. Spinal metastasis in the elderly. European Spine Journal. 12, 202-213 (2003).
  38. Wagner, M., Bjerkvig, R., Wiig, H., Dudley, A. C. Loss of adipocyte specification and necrosis augment tumor-associated inflammation. Adipocyte. 2 (3), 176-183 (2013).
  39. Bochet, L., et al. Cancer-associated adipocytes promotes breast tumor radioresistance. Biochemical and Biophysical Research Communications. 411 (1), 102-106 (2011).
  40. Hirano, T., et al. Enhancement of adipogenesis induction by conditioned media obtained from cancer cells. Cancer Letters. 268 (2), 286-294 (2008).
  41. Gordeev, A. A., Chetverina, H. V., Chetverin, A. B. Planar arrangement of eukaryotic cells in merged hydrogels combines the advantages of 3-D and 2-D cultures. Biotechniques. 52 (5), 325-331 (2012).

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Citar este artigo
Wang, J., Wen, J., Chen, X., Chen, G. Dual Effects of Melanoma Cell-derived Factors on Bone Marrow Adipocytes Differentiation. J. Vis. Exp. (138), e57329, doi:10.3791/57329 (2018).

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