Isolierung und Kultur Expansion von tumorspezifischen Endothelzellen
Summary
We report a reliable method to isolate and culture primary tumor-specific endothelial cells from genetically engineered mouse models.
Abstract
Frisch isolierte Tumor-spezifische Endothelzellen (TEC) kann zur molekularen Mechanismen der Tumorangiogenese zu erforschen und dienen als ein in vitro-Modell für die Entwicklung neuer Inhibitoren der Angiogenese bei Krebs ist. Jedoch ist die langfristige in-vitro-Expansion von murinen Endothelzellen (EC) herausfordernde aufgrund phänotypischer Drift in Kultur (endothelial-to-mesenchymale Transition) und Verunreinigungen mit Nicht-EC. Dies gilt insbesondere für die TEC die leicht durch co-gereinigte Fibroblasten oder Tumorzellen in Kultur outcompeted werden. Hier wird ein High-Fidelity-Isolierungsverfahren, die die Vorteile der Anreicherung immun gepaart mit Kolonie-Auswahl und in vitro Expansion dauert beschrieben. Dieser Ansatz erzeugt reine EG Fraktionen, die völlig frei von verunreinigenden Stromazellen oder Tumorzellen sind. Es wird auch gezeigt, dass die linien zurückzuführen CDH5 cre: ZsGreen l / s / l Reportermäusen, mit dem Protokoll, beschrieben, sind ein wertvolles Werkzeug, um Zell verifizierenReinheit der isolierten EG Kolonien aus diesen Mäusen zeigen, langlebige und brillante ZsGreen Fluoreszenz in Kultur.
Introduction
Endothelzellen (EC) sind bei der Entwicklung von soliden Tumoren essentiell. Von Einleitung der Angiogenese-Schalter in ruhenden Tumoren zu Verbreitung und Aussaat von Metastasen an entfernten Stellen, EG bilden die Leitungen, die Blut, Sauerstoff bereitzustellen und Nährstoffe, um das Tumorwachstum 1 aufrecht zu erhalten. Wie vor kurzem vorgeschlagen, EC auch Perfusions-unabhängige Funktionen und bilden eine Nische, die das Wachstum von Krebs-Stammzellen und anderen Tumor Stromazellen 2-5 unterstützt. So hochgereinigte Tumor-spezifischen EG (TEC) für die in-vitro-Kultur ermöglicht Routine funktionelle Studien, die Licht auf neuartigen molekularen Mechanismen der Vermittlung der Tumorangiogenese und Übersprechen mit Tumorzellen zu vergießen wird.
EC sind hochspezialisierte Abhängigkeit von dem Ursprungsgewebe 6. Aufgrund der Heterogenität der verschiedenen Tumorarten und der Tumor-Mikroumgebung kann TEC auch einzigartige Funktionen, die eine tumorspezifische Spezialisierung o widerspiegeln anzeigenf das Gefäßsystem. Zum Beispiel gibt es auffallende Variabilität der Genexpressions in TEC aus unterschiedlichen Typen oder Qualitäten von Tumoren 7,8 isoliert. Allerdings können häufige Co-Reinigung von Nicht-EG, insbesondere Tumor-assoziierten Fibroblasten und Tumorzellen, mit TEC verwechseln genomweite Expressionsanalysen. Diese unerwünschten Zelltypen sind besonders problematisch, in Studien, die auf langfristigen in vitro Expansion des TEC Kulturen verlassen.
Hier beschrieben wird ein High-Fidelity-Verfahren, die durchweg reine EG Kulturen von Tumoren und anderen Geweben produziert. Nach immunomagnetische Spalte Bereicherung der EG-Fraktionen und Entfernen von co-gereinigten Nicht-EG, um eine zusätzliche Klonen-Ring Schritt reine EG Kolonien verwendet 9 zu erfassen. Jede Kolonie in Kultur für mehrere Passagen, ohne die Entstehung von gefährdend Nicht-EG erweitert werden. Dieses Verfahren ergibt ebenfalls mehrere EC-Klone aus einer einzelnen Isolierungsverfahren, die ideal für die Untersuchung von Endothelial Heterogenität. Darüber hinaus wird gezeigt, dass CDH5 cre: ZsGreen l / s / l-Reporter-Mäuse sind ein wertvolles Werkzeug zur Erzeugung von "Schicksal-mapped" lesbar und dauerhaft markierte EC, die ZsGreen Fluoreszenz in Kultur 10 aufrecht zu erhalten. Mit geringfügigen Anpassungen des Protokoll sollte dieses Verfahren an verschiedene Tumortypen oder normalen Geweben sein.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aufgrund der Schwierigkeiten bei der reinen Primär TEC Kulturen, viele in vitro-Studien Ersatz TEC mit handelsüblichen EC Linien oder primäre EC wie humane Nabelvenen-EC (HUVEC) 13. Jedoch können diese EG-Populationen aus normalen Geweben dienen nur als Proxy für TEC, die sich deutlich von ihren normalen Gegenstücken unterscheiden. Zum Beispiel sind TEC phänotypisch und funktionell abnormalen in vivo und einige dieser Anomalien können tragbare in vitro 14-18</s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ACD is supported by a grant from the National Institute of Health (R01-CA177875). LX is a fellow in the HHMI-funded translational medicine program at UNC Chapel Hill. JVM is supported by a T32 pre-doctoral fellowship from the Integrative Vascular Biology Program at UNC Chapel Hill. We thank Clayton Davis for assistance with confocal microscopy.
Materials
| Antibiotic-Antimycotic | Sigma-Aldrich | A5955 | |
| Dulbecco's Modified Eagle's medium (1 g/L D-glucose) (LG-DMEM) | Gibco | 11885-084 | |
| EGM-2 Bullet Kit | Lonza | CC4176 | Not all components used |
| Fetal bovine serum (Hyclone) | Thermo Scientific | SH30071.03 | Heat inactivated at 56°C for 30 min |
| Nu-Serum IV | Corning | CB-51004 | |
| Hank's Balanced Salt Solution (HBBS) | Gibco | 14175-095 | |
| Phosphate-buffered saline (PBS) | Gibco | 14190-144 | |
| FACS buffer | – | – | 0.5 % BSA and 2 mM EDTA in PBS, filtered through a 0.22 μm filter |
| 75% v/v ethanol for disinfection | – | – | |
| Anti-PE microbeads | Miltenyi Biotech | 130-048-801 | |
| Bovine serum albumin (BSA) fraction V, 7.5% | Gibco | 15260-37 | |
| Cell freezing media (Bambanker) | Wako Chemicals | 302-14681 | |
| Collagenase type II | Worthington Biochemical | LS004176 | Make stock concentration 2 mg/ml in HBSS |
| Deoxyribonuclease I (DNase) | Worthington Biochemical | LS002004 | Make stock concentration 1 mg/mL in PBS |
| Dil-Ac-LDL | Biomedical Technologies | BT-902 | |
| EDTA, 0.5M, pH 8.0 | Cellgro | 46-034-CL | |
| Enzymatic cell detachment solution (Accutase) | Sigma-Aldrich | A6964-100ML | |
| Gelatin, 2 % in water, tissue culture grade | Sigma-Aldrich | G1393-100ML | Dilute in PBS to make 0.5 % gelatin solution |
| Mouse FcR Blocking Reagent | Miltenyi Biotech | 130-092-575 | |
| Neutral protease (Dispase) | Worthington Biochemical | LS02104 | Make stock concentration 2.5 U/mL in HBSS |
| PE-rat anti-mouse CD31 antibody | BD Pharmingen | 553373 | |
| RBC lysis buffer (BD Pharm Lyse) | BD Pharmingen | 555899 | |
| Sterile water | – | – | |
| Trypan blue, 0.4 % | Life Technologies | 15250-061 | |
| 10 mm tissue culture dishes | Corning | – | |
| 15 mL conical tubes (sterile) | Corning | – | |
| 50 mL conical tubes (sterile) | Corning | – | |
| 6-well tissue culture plates | Corning | – | |
| Tissue-dissociator tubes (gentleMACS) C tubes) | Miltenyi Biotech | 130-093-237 | |
| Cell Separator (MidiMACS) | Miltenyi Biotech | 130-042-302 | |
| Cell strainer 100 μm | Corning | 352360 | |
| Cloning rings (assorted sizes) | Bel-Art Products | 378470000 | |
| Cryotubes | Thermo Scientific | – | |
| Dissecting board | – | – | Sterilize or disinfect with 75% v/v ethanol before use |
| Dissecting forceps and scissors | – | – | Sterilize before use |
| Dissecting pins 2" | – | – | Sterilize before use |
| FACS tubes with 35 μm filter cap | Corning | 352235 | |
| Filter cup (Stericup, 0.22 μm) | Millipore | SCGPU05RE | |
| Fine-tip marker | – | – | |
| Hemocytometer | – | – | |
| LS Columns | Miltenyi Biotech | 130-042-401 | |
| Magnetic Multistand | Miltenyi Biotech | 130-042-303 | |
| Tissue adhesive (Vetbond) | 3M | 1469SB | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810R | Or a centrifuge with similar capacity for 15 mL and 50 mL conical tube centrifugation |
| Tissue culture hood | – | – | |
| Tissue dissociator (gentleMACS) | Miltenyi Biotech | 130-093-235 | Preset program "m_impTumor_01" used for tissue dissociation |
| Liquid nitrogen freezer | – | – | |
| Microplate or rotary shaker | – | – | |
| Phase contrast light microscope | – | – |
References
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