Evaluatie van de wisselwerking tussen het complement eiwit C1q en hyaluronzuur bij het bevorderen van de hechting van cellen
Summary
De aanvulling component C1q is een pro-inflammatoire molecuul sterk uitgedrukt in het weefsel microomgeving die kunnen interageren met de extracellulaire matrix. Hier beschrijven we een methode om te testen hoe C1q gebonden aan hyaluronzuur effecten cel adhesie.
Abstract
Het is meer en meer aangetoond dat de tumor microenvironment een actieve rol speelt in neoplasie groei en metastase. Door verschillende wegen, kunnen de tumorcellen stromale, immune en endothelial cellen efficiënt aanwerven door stimulerend factoren, chemokines en cytokines af te scheiden. Op zijn beurt kunnen deze cellen veranderen de signalering eigenschappen van de micromilieu door het vrijgeven van groei-bevorderende signalen, metabolieten en extracellulaire matrix componenten om hoge proliferatie en gemetastaseerde competentie te ondersteunen. In deze context, identificeren we dat de aanvulling component C1q, sterk uitgedrukt lokaal door een reeks van menselijke kwaadaardige tumoren, op de interactie met de extracellulaire matrix hyaluronzuur, sterk van invloed op het gedrag van primaire cellen geïsoleerd van de menselijke tumor Specimens. Hier beschrijven we een methode om te testen hoe C1q gebonden aan hyaluronzuur (HA) effecten tumor cel adhesie, ten grondslag liggen aan het feit dat de biologische eigenschappen van de belangrijkste componenten van de extracellulaire matrix (in dit geval HA) kan worden gevormd door bioactieve signalen in de richting van tumor Progressie.
Introduction
De tumor microenvironment (TME) beïnvloedt de ontwikkeling van kanker en progressie, omdat het kan een tolerante niche voor cel overleving, groei en invasie te bieden. De identificatie van nieuwe belangrijke spelers in TME kan nuttig zijn voor de ontdekking van nieuwe moleculaire hulpmiddelen voor doel therapie. TME omvat een complex en dynamisch netwerk van niet-kwaadaardige cellen, zoals endothelial cellen, fibroblasten en cellen van het immuunsysteem, ingebed in de omliggende extracellulaire matrix (ECM) componenten, waaronder collageen, laminins, fibronectins, proteoglycanen en hyaluronans. Zowel de tumor en niet-tumorcellen synthetiseren en scheiden ECM componenten samen met cytokines, chemokines, groeifactoren en inflammatoire en matrix remodeling enzymen die de algehele verandering van de fysieke, chemische en signalering eigenschappen van TME. Onder deze bestanddelen, hyaluronzuur (HA) is ontstaan om een cruciale rol in de Tumorbiologie uit te oefenen. Ondanks de eenvoudige chemische samenstelling, HA, samen met zijn HA-bindende moleculen (hyaladherins), kan moduleren bloedvat, immuunsysteem responsiviteit en ECM remodeling in een grootte en concentratieafhankelijke wijze1.
Het complement (C) systeem maakt ook deel uit van de lokale TME, die recentelijk steeds meer aandacht heeft gekregen. Het C-systeem omvat een set van oplosbare en membraan-gebonden eiwitten die betrokken zijn bij de eerste verdedigingslinie tegen niet-zelf-cellen, ongewenste host-elementen en pathogenen. Functioneel, verbindt C de twee-effect wapens van ingeboren en aanpassingssystemen om of directe cel het doden of montage van een ontstekingsreactie2te bevorderen. C de activering kan de tumorgroei onderdrukken, door kankercellen te vernietigen of hun uitgroei te remmen, maar het is steeds duidelijker geworden dat het een tumor-bevorderende activiteit kan bezitten door chronische ontsteking te ondersteunen, bevorderend de totstandbrenging van een immunosuppressieve milieu, inducerende bloedvat, en het activeren van kanker-gerelateerde signalering trajecten3. In deze context, C1q, de eerste erkenning molecuul van de klassieke route van het C-systeem is ontstaan om belangrijke functies uit te oefenen in de tumor microomgeving onafhankelijk van C activering4. C1q is aangetoond dat lokaal worden uitgedrukt door een reeks van menselijke kwaadaardige tumoren, waar het kan voorstander van kanker cel adhesie, migratie en proliferatie in aanvulling op bloedvat en metastasen5. Interessant C1q wisselwerking met een belangrijk bestanddeel van ECM zoals HA.
We ontwikkelden een techniek om de primaire kankercellen te isoleren van de tumormassa. Verder creëerden we de matrix, die kan stimuleren tumor microenvironment, met name de interactie tussen C1q en hoge moleculair gewicht hyaluronzuur. C1q gebonden aan HA was in staat om de adhesie van de tumorcellen te induceren.
Protocol
Representative Results
Discussion
We beschrijven een eenvoudige methode om te onderzoeken hoe de aanvulling component C1q, interactie met hyaluronzuur, in staat is om het gedrag van de primaire cellen geïsoleerd van menselijke tumor weefsels moduleren. Zowel HA als C1q zijn overvloedig aanwezig in het weefsel micromilieu, zowel onder fysiologische en pathologische omstandigheden, die deelnemen aan verschillende cellen biologische processen. Bijvoorbeeld, C1q is aangetoond aanwezig te zijn in de microomgeving van de placenta waar het gunsten extravillous…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wij danken Ivan Donati voor het verstrekken van HA, Leonardo Amadio, Gabriella Zito (afdeling gynaecologie van IRCCS “Burlo Garofolo”, Trieste, Italië) en Andrea Romano (operatieve klinische eenheid van anatomie en pathologische histologie, Cattinara ziekenhuis, Trieste, Italië ) voor de weefselsteekproef inzameling. Wij danken ook Nicolò Morosini voor de hulp in de video voorbereiding en Alex Coppola, de stem. Dit werk werd ondersteund door subsidies van het Instituut voor gezondheid van moeder en kind, IRCCS “Burlo Garofolo”, Trieste, Italië (RC20/16) en Fondazione Cassa di Risparmio trieste aan R. bulla.
Materials
| 100 µm pore filter | BD Falcon | 352360 | |
| Amphotericin B solution (fungizone) | Sigma-Aldrich | 1397-89-3 | |
| basic FGF | Immunological Sciences | GRF-15595 | |
| Calcium Chloride | Sigma-Aldrich | C-4901 | |
| Collagenase type I | Worthington Biochemical Corporation, DBA | MX1D12644 | |
| D-Glucose | Sigma-Aldrich | 50-99-7 | |
| DNase I | Roche | 10 104 159 001 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | 60-00-4 | |
| EGF | Immunological Sciences | GRF-10544 | |
| FAST DiI | Molecular probes, Invitrogen, Thermo Fisher Scientific | D7756 | |
| Fetal bovine serum | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | |
| Fibronectin | Roche | 11051407001 | |
| Flask for cell culture | Corning | 430639 | Sterile, vented |
| Gentamicin solution | Sigma-Aldrich | G1397-10ML | |
| Hank’s Balanced Salt Solution (HBBS) | Sigma-Aldrich | H6648 | Supplemented with EDTA, Glucose, penicillin-streptamicin, gentamicin and fungizone |
| High molecular weight hyaluronic acid | Kind gift by Prof. Ivan Donati | ||
| Human endothelial serum free medium | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 11111-044 | Supplemented with EGF (5 ng/mL), basic FGF (10 ng/mL), and 1% penicillin–streptomycin (Sigma-Aldrich) |
| Magnesium Chloride | Carlo Erba | 13446-18-9 | |
| Medium 199 with Hank’s salt | Sigma-Aldrich | M7653 | |
| Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P0781 | |
| Time-lapse microscopy | Nikon | Imaging System BioStation IM-Q | |
| Titertek Multiskan ELISA Reader | Flow Labs | ||
| Trypsin | Sigma-Aldrich | T4674 |
Referências
- Zamboni, F., Vieira, S., Reis, R. L., Oliveira, J. M., Collins, M. N. The potential of hyaluronic acid in immunoprotection and immunomodulation: Chemistry, processing and function. Progress in Materials Science. 97, 97-122 (2018).
- Lorusso, G., Ruegg, C. The tumor microenvironment and its contribution to tumor evolution toward metastasis. Histochemistry and Cell Biology. 130 (6), 1091-1103 (2008).
- Ricklin, D., Hajishengallis, G., Yang, K., Lambris, J. D. Complement: a key system for immune surveillance and homeostasis. Nature Immunology. 11 (9), 785-797 (2010).
- Bulla, R., et al. C1q acts in the tumour microenvironment as a cancer-promoting factor independently of complement activation. Nature Communications. 7, 10346 (2016).
- Winslow, S., Leandersson, K., Edsjo, A., Larsson, C. Prognostic stromal gene signatures in breast cancer. Breast Cancer Research. 17, 23 (2015).
- Collins, M. N., Birkinshaw, C. Hyaluronic acid solutions: A processing method for efficient chemical modification. Journal of Applied Polymer Science. 130 (1), 145-152 (2013).
- Itano, N. Simple primary structure, complex turnover regulation and multiple roles of hyaluronan. Journal of Biochemistry. 144 (2), 131-137 (2008).
- Agostinis, C., et al. An alternative role of C1q in cell migration and tissue remodeling: contribution to trophoblast invasion and placental development. Journal of Immunology. 185 (7), 4420-4429 (2010).
- Agostinis, C., et al. Complement Protein C1q Binds to Hyaluronic Acid in the Malignant Pleural Mesothelioma Microenvironment and Promotes Tumor Growth. Frontiers in Immunology. 8, 1559 (2017).
- Bossi, F., et al. C1q as a unique player in angiogenesis with therapeutic implication in wound healing. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (11), 4209-4214 (2014).
- Hosszu, K. K., et al. Cell surface expression and function of the macromolecular c1 complex on the surface of human monocytes. Frontiers in Immunology. 3, 38 (2012).
- Laurent, T. C., Fraser, J. R. Hyaluronan. Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 6 (7), 2397-2404 (1992).
- Gaboriaud, C., et al. The crystal structure of the globular head of complement protein C1q provides a basis for its versatile recognition properties. Journal of Biological Chemistry. 278 (47), 46974-46982 (2003).
- Lam, J., Truong, N. F., Segura, T. Design of cell-matrix interactions in hyaluronic acid hydrogel scaffolds. Acta Biomaterialia. 10 (4), 1571-1580 (2014).
