Для изучения прогрессии опухоли яичников в физиологически соответствующей модели, многоклеточные сфероиды культивировали в микроустройство в смоделированных потоке текучей среды. Эта динамическая 3D модель эмулирует внутрибрюшного среду с клеточными и механических компонентов, где происходит яичников раковых метастаз.
Рак яичников характеризуется широким перитонеального метастазирования, с опухолевыми сферами обычно встречаются в злокачественных асцит. Это связано с плохими клиническими результатами и в настоящее время не хватает эффективного лечения. И трехмерные (3D) окружающая среда и динамические механические силы являются очень важными факторами в этом метастатического каскада. Тем не менее, традиционные клеточные культуры не Повторим этот естественный микросреды опухоли. Таким образом, в естественных условиях -как модели , которые могут эмулировать внутрибрюшной среды имеют очевидное значение. В этом исследовании, новая платформа Микрожидкостных брюшины была создана, чтобы имитировать ситуацию яичников сфероидов рака в брюшной полости во время метастазирования. Яичниковые сфероидов рака, сгенерированные под неприлипающими состоянии культивировали в микроканалов, покрытых перитонеального мезотелиальной клеток, подвергнутых физиологически соответствующего напряжения сдвига. Таким образом, эта динамика 3D-рак яичников Мезотелия микрофонrofluidic платформа может предоставить новые знания по основам биологии рака и служить в качестве платформы для потенциального скрининга и разработки лекарственных средств.
Рак яичников является наиболее летальной гинекологический рак и характеризуется широко распространенной перитонеального распространения и образование злокачественных асцит 1. Эта обширная перитонеальный метастаз представляет собой серьезную клиническую проблему и связано с плохими клиническими результатами. В отличие от большинства твердых карцином, которые метастазируют через кровь, рак яичников, прежде всего, рассеивает в брюшную полость. Опухолевые клетки существуют как многоклеточные агрегаты / сфероиды в процессе метастазирования 2. Тот факт , что подвеска культура может обогатить овариальных стволовых рак / опухолевые инициирующие клетки далее предположить , что эти сфероиды могут быть связаны как с опухолевой агрессивностью и усиливается химиорезистентность 3, 4. Существуют различия в ответ наркотиков между 2D и 3D культур, которые , предположительно , имеют разные молекулярные механизмы 5.
_content "> Существенное взаимодействие с мезотелием создает первичный микросреду для прогрессии опухоли яичников. Эти мезотелиальной клетки лежат на внеклеточного матрикса (ЕСМ), где фибронектин является вездесущим компонентом. Связь между увеличением экспрессии мезотелиальной клеток, полученных фибронектина и прогрессирование опухоли было показано. фибронектина в изобилии присутствует в злокачественных асцит 6, 7. Яичниковые раковые клетки также способны индуцировать секрецию фибронектина из мезотелиальной клеток для того , чтобы способствовать раннему метастазирования рака яичников 8.Все новые данные показывают , что механические стимулы, в том числе напряжения сдвига, могут модулировать морфологии клеток, экспрессию генов, и, таким образом, фенотипы опухолевых клеток 9, 10, 11. Как злокачественного асцита развивать и накапливать в течение тumor прогрессии, овариальные опухолевые клетки подвергаются потока жидкости и в результате напряжения сдвига. Ряд групп, включая и наши, показали влияние напряжения сдвига на прогрессирование рака яичников, в том числе модификации цитоскелета, эпителиально-к-мезенхимальных переходы и стволовости 12 рака, 13, 14, 15. Таким образом, физиологически соответствующие микросреда имеет важное значение для исследования опухоли перитонеальные метастазы. Однако современные гидродинамические культурах клеток имеют ограничения на пародирование и контроль постоянной, низкий, физиологически соответствующее напряжение сдвига 16, 17, 18, 19. Обычные в пробирке подходы , ориентированные либо на клеточном или механической среде по – прежнему ограничены вимитируя сложность внутрибрюшинного микросреды с правильной физиологической значимости.
Вот для того, чтобы спроектировать новую модель брюшины, чтобы преодолеть ограничения традиционных стратегий и продвигать исследование внутрибрюшинного отделение в метастазирования рака, 3D Микрожидкостных на основе платформы с регулируемым потоком жидкости был разработан. В этой модели, овариальные сфероидов рака совместно культивировали с первичными перитонеальных мезотелиальных клеток человека в микрофлюидальных чипсов при непрерывном жидкостный поток (рисунок 1А). Мезотелиальной клетки высевали на фибронектином. Неприлипающие яичников сфероидов рака были посеяны в микроканалов с непрерывным потоком среды перфузируемом с помощью шприца. Оба 3D окружающей среды и динамические механические силы являются очень важными факторами, метастатического каскада. Эта платформа может быть использована для исследования внутрибрюшной микросреду с точки зрения комплексного CELlular и совместного взаимодействия культур, а также в отношении динамических механических сигналов.
Этот анализ предлагает гибкую и физиологически соответствующую модель, которая может быть объединена с различными биохимическими и клеток на основе анализов, в том числе, но не ограничиваясь ими, анализов адгезии, мезотелиальной анализов очистки, а также скрининга лекарственных сред?…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана исследовательских грантов Совета Гонконга (гранты 17122014, C1013-15G, 719813E и 17304514). АСТ Вонг является получателем Croucher старшего научного братства.
Silicon wafer | University wafer | #1196 | 100mm |
SU-8 2075 photoresist | Microchem | ||
SU-8 developer | Microchem | 108-65-6 | |
Trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silane | Sigma | 448931 | |
Sylgard 184 | Dow Corning | 1673921 | Polydimethylsiloxane (PDMS) + curing agent kit |
Biopsy punch | Miltex | 33-31AA | 1 mm diameter |
Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-002 | |
Polyethylene tubing | SCI | BB31695-PE/5 | 0.86mm (inner diameter) |
Syringe | Terumo | ||
Syringe pump | Longer precision pump | LSP01-2A | |
Medium 199 | Invitrogen | 31100-035 | Add 2.2g/L sodium bicarbonate |
MCDB 105 Medium | Sigma | M6395 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Hyclone | SH30068.02 | |
Penicillin/streptomycin | Invitrogen | 15070-063 | |
Trypsin EDTA solution | Gibco | 25300-054 | 0.05% Trypsin -0.01% EDTA, phenol red |
Fibronectin human | BD | 354008 | |
Agarose | Invitrogen | 15510-027 | |
5-chloromethylfluorescein diacetate | Life technologies | C7025 | Green CMFDA |
CO2 incubator | SANYO | MCO-18AIC | |
Centrifuge | Hitachi | CT15RE | |
Fluorescent microscope | Nikon | Model: 80i or ECLIPSE Ti; software: SPOT | |
SKOV-3 | Gift from Dr. N Auersperg (University of British Columbia) |