Bir Modifiye<em> In vitro</em> Invasion Deneyi Hormonlar, Açan Kanser Hücre Invasion Sitokinlerin ve / veya Büyüme Faktörleri Potansiyel Rolü belirlemek için
Summary
This video article describes a modified in vitro method to examine the role of hormones, cytokines and/or growth factors in driving cancer cell invasion.
Abstract
Kan serumu kanser hücrelerinin mikrodamarlara kendi intravasation kolaylaştırılması, göç ve istila hangi doğru kemoatraktan olarak hizmet vermektedir. Ancak, hücre göç hangi doğru gerçek moleküller zor kalır. Bu modifiye işgali tahlil hücre göçü ve işgali sürücü hedefleri belirlemek için geliştirilmiştir. Bu teknik, belirli bir hormon, büyüme faktörü, sitokin ya da bir kanser hücresinin invaziv potansiyel aracılık bir rol oynayıp oynamadığını belirlemek için üç koşullar altında istila endeksi karşılaştırır. Bu koşullar, i), normal fetal sığır serumu (FBS), ii) kömür-sıyrılmış hormonlar, büyüme faktörleri ve sitokinler ve iii) CS-FBS + molekülü kaldırır FBS (CS-FBS) ("X") gösterilir içerir. FBS ile karşılaştırıldığında CS-FBS ile hücresi yayılmasında belirgin bir değişiklik, değişiklik aracılık hormonlar, sitokinler ya da büyüme faktörleri olduğu anlamına gelir. Bağımsız molekülleri daha sonra yeniden kabiliyetlerini test etmek için, CS-FBS geri eklenebilirayet ya da işgali fenotip kurtarmak. Ayrıca, iki ya da daha çok faktör katkı maddesi veya araç veya yayılmasının inhibe edilmesinde çok sayıda molekülün sinerjistik etkilerini değerlendirmek için kombine edilebilir. Genel olarak, bu yöntem, hormonlar, sitokinler ve / veya büyüme faktörlerinin kanser hücresinin özel bir tip ya da belirli bir mutant için kimyasal çekici ve istila inhibitörleri olarak görev yapan hücre istilasında rol oynayan olup olmadığını belirlemek için araştırmacı sağlar. Belirli chemoattractants ve inhibitörleri tanımlayarak, bu değiştirilmiş işgali tahlil kanser hücresi işgali yönlendiren sinyal yolları aydınlatmak için yardımcı olabilir.
Introduction
Bir yeni işgal tahlil belirli hormonlar, kanser hücresi yayılımını tamamen içinde kimyasal çekici olarak sitokin ve / veya büyüme faktörlerinin katılımı belirlenmesi amacı ile geliştirilmiştir. hücre dışı matriks (ECM) ile işgal etmeye tümör hücrelerinin yeteneği metastatik fenotip 1-3 bir özelliğidir. İstila odaları yaygın olarak kanser hücresi istilasını ve göç çalışma, in vitro araç olarak kullanılmıştır ve in vivo tümör istilası ve metastaz mekanizmaları da bilgiyi sağlayabilir. odalar, hücre kültür plakalarının gözeneklerine içinde iç içe geçmiş silindir hücre kültürü ekler oluşur. insertlerin taban, tanımlanmış gözenek büyüklüğü ve yarı geçirgen polikarbonat veya polistirol membranlardır.
Standart istila deneyinde, hücreler, serumsuz ortam ile uç zar üzerine ekilir ve serum veya serum gibi kemoatraktantlarla dolu olan hücre kültür çukurlarına yerleştirildi set kadar kemoatraktif kuvvet. Bu kuvvet, tahrik Hücreler daha sonra tespit etmek ve hücrelerin sayısını belirlemek için geleneksel boyaları kullanılarak boyanmış hücre dışı matris (yayılma) 'in bir kaplama boyunca, alternatif olarak, yarı geçirgen bir zar (göç) hareket ettirin. hücre sayısı daha sonra invaziv olmayan hücre hattında göç ve istila derecesine göre normalize edilir. Bu yöntem araştırmacının, genetik manipülasyon da dahil olmak üzere koşullar altında çeşitli farklı hücre tiplerinin invaziv potansiyelini değerlendirmek için izin verir.
Hormonlar, sitokinler ve büyüme faktörleri serum kritik bileşenleridir ve giderek invaziv fenotip 4 sürüş ile ilişkili olduğu gösterilmiştir edilmektedir. Ancak, yine de işgali aracılık bu kemoatraktif serum moleküllerinin yapısı, rolü ve özgüllük zor kalır. meydan sürüş sorumlu serum veya serum benzeri chemoattractants belirli hangi faktörlerin belirlenmesi kalırmoleküller işgali sürecini inhibe ne olabilir kanser hücresi işgali yanı sıra. Bu yazıda, kanser hücrelerinin chemoattraction ve işgali sürüş molekülleri olarak, hormonlar, sitokinler ve / veya serum içinde mevcut olan büyüme faktörleri potansiyel katılımı değerlendirmek için bir yöntem tarif eder.
Önerilen bu tadil edilmiş protokolde, odun kömürü sıyırma% 2 karakalem sıyrılmış FBS (CS-FBS) oluşturmak üzere,% 2 fetal sığır serumu (FBS) ile ilgili hormonlar, sitokinler ve büyüme faktörleri çıkarmak için kullanılır. % 2 FBS ve% 2 CS-FBS iki kanser hücre istilasını sürücü kemoatraktif kuvveti ayarlamak için maddeler olarak kullanılmaktadır. Normal% 2 FBS ile karşılaştırıldığında, kemoatraktif madde olarak% 2 CS-FBS kullanarak ilk dahil olmak üzere çeşitli yararlar elde edilir, ve en belirgin olarak, hormonlar, sitokinler ve büyüme faktörleri, indirgenmiş / bağıl yokluğunda kanser istilası fenotipi çalışma yeteneği. Ayrıca hormonlar, büyüme faktörleri kolektif çıkarılması olup olmadığını değerlendirmek için araştırmacı sağlar ve cytokines invaziv endeksteki artış veya azalmaya neden olur. Daha sonra deney, (Şekil 2 ve 3 e bakınız), "X" olarak adlandırılan tek bir bileşen eklenmesi azalma artışı önleyen, ya da orijinal değerine invaziv endeksi geri olup olmadığını belirlemek için tasarlanmıştır. Bu yöntem, kömür sıyırma boyunca serum uzaklaştırılır bileşen fizyolojik seviyelerini elde etmek için spesifik olan, ancak, aynı zamanda kömür sıyırma aynı zamanda sinyal iletim yollarını etkileyen unutulmamalıdır. Örneğin, odun kömürü sıyırma osteoprogenitör hücrelerinin alkalin fosfataz aktivitesi azalır ve MAPK nin aktivatörlerinin 5 azaltılması yoluyla adipogenesis uyarabilir bildirilmiştir. Karakalem sıyrılmış ortam ticari olarak temin edilebilir ve protokolüne göre bu dekstran ile kömür birleştirir ve fetus inek serumu, O / N 6 ile inkübe özetlenmiştir.
Bu deney, RESPO geliştirilenNSE Zucker ve ark. 7 tarafından bildirilen bir sonuç yazarlar, normal% 2 FBS ile medya doğru göç sırasında gap junction iletişimi etkileyen bir mutant fenotip işgali endeksindeki artış gösterdi olduğunu gösterdi. Bu artış, kömürle sıyrılmış serum ikamesi ile ortadan kaldırıldı. Bu sonuçtan, Yazarlar, bir lipofilik molekül yönelik bu mutan etkilenen taşıma (daha özel olarak ise, bir hormon, bir büyüme faktörü, sitokin ya da) 7. İyi hormonlar, büyüme faktörleri ve sitokinler tümör promosyonuyla ve istila 4 yer alan sinyal yolları aracılık ettiği bilinmektedir. Bu nedenle, bu bilim araştırmacılar ne faktör (ler) çalışma altında, özellikle kanser hücrelerinin veya mutantlar tümör invazyonu sürüş belirlemek için de önemlidir. bileşenin konsantrasyonu arasındaki farka bağlı olarak, belirlenen deney fizyolojik konsantrasyonda ayrı ayrı bileşenlerin rolünü ele almak üzere tasarlanmıştır ve# 8220, X ", normal FBS ve CS-FBS içinde. Bu testin gelişme sayesinde, araştırmacılar kendi sistemini düzenleyen özel invaziv yolun içine daha fazla fikir sahibi olabilir.
Hormonlar, büyüme faktörleri, sitokinler ve genellikle tümör destekleyicileri 8 olarak sınıflandırılmıştır. Örneğin EGF, bu faktörlerden bazıları istila odaları 9 kimyasal çekici doğrudan kaynakları olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle, bu doğrudan tümör invazyonu bu serum ana bileşenleri temsil gibi görünmektedir. Bu protokol bir araştırmacı kanser hücrelerinin invaziv potansiyeli aracılık hormonlar, büyüme faktörleri ve sitokinler katılımını değerlendirmek için izin verir geleneksel in vitro işgali tahlil için basit, ama önemli, değişiklik önermektedir. Ancak, tahlil değerli zaman ve r kullanmak şekilde değil, prosedür analizinde erken aşamada yaptıkları çalışmada etkili olacaktır dair bir cevap ile araştırmacı sağlamak için tasarlanmıştıresources gereksiz görülmesi halinde. Bu yöntem CS-FBS kullanır ve potansiyel kanser hücresi işgali aracılık kurşun adayları olarak sürdürmeye molekülleri hangi şekilde araştırmacılar takdirine bağlıdır. Bu analizlerin sonuçları, serum bileşenleri, özellikle hücre hattı veya mutant için Kemoattraktantlar veya inhibitörleri çalışılan olarak hizmet hangi belirlenmesinde yararlı olduğu ispatlamak zorundadır. Ayrıca, bu yaklaşım araştırmacı teşvik veya kanser hücresi işgali inhibe ya anahtar sinyal yolları belirlemeye yardımcı olabilir; Böylece gelecekte ilaç tasarımı yönlendiren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tümör metastaz çok aşamalı bir süreçtir. Hücreler, bazal membran kırmaya da uzak bölgelere taşınabilen lenf sistemi veya kan ya da kılcal damarlarla içine intravasate gerekir. Tümör hücreleri daha sonra damar dışına ve Makrometastaz 12 içine yerleşmektedir. Mezenkimal geçiş (EMT), tümör invazyonu ve metastaz için epitel yoluyla ilerleme steroid hormonların 13,14 tarafından geliştirilmiştir, büyüme 15-18, ve sitokinler 19-21 faktörleri. Bu mole…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors acknowledge funding sources from D’Youville College School of Pharmacy, Buffalo, NY.
Materials
| Item | Vendor | Catalog # | Comments/Description |
| BioCoat Control Inserts with 8.0µm PET Membrane (12 in each of two 24-Well Plates) |
Corning | 354578 | polyethylene teraphthalate (PET) membranes |
| Collagen I, rat tail | Corning | 354236 | Source = rat tail tendon, purity = 90% |
| Fixative; Diff-Quick | Thermo Fisher Scientific | NC9844047 | Methanol-based fixative, Hmatoxylin/Eosin |
| Fetal bovine Serum | Life Technologies | 16000 | Designated as FBS |
| Charcoal Stripped Fetal Bovine Serum | Life Technologies | 12676 | Designated as CS-FBS |
| Fetal bovine Serum | Thermo Scientific Hyclone | SH30070 | Designated as FBS |
| Charcoal Stripped Fetal Bovine Serum | Thermo Scientific Hyclone | SH30068 | Designated as CS-FBS |
References
- Weinberg, R. A. . The Biology of Cancer. , (2013).
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144 (5), 646-674 (2011).
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. The hallmarks of cancer. Cell. 100 (1), 57-70 (2000).
- Valastyan, S., Weinberg, R. A. Tumor metastasis: molecular insights and evolving paradigms. Cell. 147 (2), 275-292 (2011).
- Dang, Z. C., Lowik, G. M. Removal of serum factors by charcoal treatment promotes adipogenesis via a MAPK-dependent pathway. Mol Cell Biochem. 268 (1-2), 159-167 (2005).
- Yohay, D. A., Zhang, J., Thrailkill, K. M., Arthur, J. M., Quarles, L. D. Role of serum in the developmental expression of alkaline phosphatase in MC3T3-E1 osteoblasts. J Cell Physiol. 158 (3), 467-475 (1994).
- Zucker, S. N., Bancroft, T. A., Place, D. E., Des Soye, ., Bagati, B., Berezney, A., R, A dominant negative Cx43 mutant differentially affects tumorigenic and invasive properties in human metastatic melanoma cells. J Cell Physiol. 228 (4), 853-859 (2013).
- Fox, E. M., Andrade, J., Shupnik, M. A. Novel actions of estrogen to promote proliferation: integration of cytoplasmic and nuclear pathways. Steroids. 74 (7), 622-627 (2009).
- Meierjohann, S., et al. MMP13 mediates cell cycle progression in melanocytes and melanoma cells: in vitro studies of migration and proliferation. Molecular Cancer. 9, 201 (2010).
- Smalley, K. S., Haass, N. K., Brafford, P. A., Lioni, M., Flaherty, K. T., Herlyn, M. Multiple signaling pathways must be targeted to overcome drug resistance in cell lines derived from melanoma metastases. Mol Cancer Ther. 5 (5), 1136-1144 (2006).
- Both, N. J., Vermey, M., Dinjens, W. N. A comparative evaluation of various invasion assays testing colon carcinoma cell lines. Br J Cancer. 81 (6), 934-941 (1999).
- Fidler, I. J. The pathogenesis of cancer metastasis: the ‘seed and soil’ hypothesis revisited. Nat. Rev. Cancer. 3, 453-458 (2003).
- Huang, Y., et al. Epithelial to mesenchymal transition in human breast epithelial cells transformed by 17beta-estradiol. Cancer Res. 67 (23), 11147-11157 (2007).
- Huang, Y. H., et al. Thyroid hormone regulation of miR-21 enhances migration and invasion of hepatoma. Cancer Res. 73 (8), 2505-2517 (2013).
- Scheel, C., Weinberg, R. A. Cancer stem cells and epithelial-mesenchymal transition: concepts and molecular links. Semin. Cancer Biol. 22 (5-6), 396-403 (2012).
- Kojima, Y., et al. Autocrine TGF-beta and stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) signaling drives the evolution of tumor-promoting mammary stromal myofibroblasts.Proc. Natl Acad Sci U S A. 107 (46), 20009-20014 (2010).
- Maehara, Y., et al. Role of transforming growth factor-β1 in invasion and metastasis in gastric carcinoma. J. Clin. Oncology. 17 (2), 607-614 (1999).
- Lu, Z., Jiang, G., Blume-Jensen, P., Hunter, T. Epidermal growth factor-induced tumor cell invasion and metastasis initiated by dephosphorylation and downregulation of focal adhesion kinase. Mol. Cell Biol. 21 (12), 4016-4031 (2001).
- Korkaya, H., Liu, S., Wicha, M. S. Breast Cancer stem cells, cytokine networks, and the tumor microenvironment. J. Clin. Invest. 121 (10), 3804-3809 (2011).
- Rosen, E. M. The interrogation of HGF-SF with other cytokines in tumor invasion and metastasis. EXS. 65, 301-310 (1993).
- Sanz-Moreno, V., et al. ROCK and JAK1 signaling cooperate to control actomyosin contractility in tumor cells and stroma. Cancer Cell. 20 (2), 229-245 (2011).
- Fleming, J. M., et al. Paracrine interactions between primary human human fibroblasts enhance murine mammary gland humanization in vivo. Breast Cancer Res. 14 (3), (2012).
- Sikora, M.J., V., M.E., M.D., J.M. Mechanisms of estrogen-independent breast cancer growth driven by low estrogen concentrations are unique versus complete estrogen deprivation.Breast Cancer Res Treat. 134 (3), 1027-1039 (2012).
