Создание внеклеточного кислой рН культуры системы
Summary
Кислотные опухоли микроокружения играет важнейшую роль в прогрессии опухоли. Для оценки воздействия кислой рН внеклеточной на раковых клеток в пробирке, мы создали простые кислотные культуры системы.
Abstract
Условия микроокружения опухоли, например гипоксии или питательных голода, играют важную роль в прогрессии рака и злокачественности. Однако роль кислой внеклеточного pH в агрессивность опухоли и ее основной механизм не изучено широко по сравнению с гипоксической или питательных голода условий. Кроме того, четко определенной культуры метод, чтобы имитировать микроокружения кислой внеклеточного опухоль полностью не сообщалось.
Здесь мы представляем простой в vitro метод культуры для поддержания с использованием кислой рН внеклеточной сокращен бикарбоната и повышение лактата или концентрации HCl в среде культуры. Средний рН поддерживается в течение не менее 24 ч и постепенно снизился на 72 ч после культуры PANC-1 и AsPC-1 поджелудочных клеток рака. Три отдельных кислотных средств массовой информации условия в этом исследовании высоко upregulated рН отзывчивым генов, например, MSMO1, INSIG1и IDI1 по сравнению с гипоксией или питательных голода. Upregulation этих генов может использоваться в качестве маркера кислой рН. Эти простые методы полезны для выяснения основных механизмов злокачественности опухоли под кислых опухоли микроокружения. Таким образом наша система культуры внеклеточного кислой рН позволяет открытие клеточного кислой рН ответы не только в раковых клетках, но и в Главные ячейки, например почечной трубчатых клетки, по отношению к другим кислой расстройств включая, диабетический кетоацидоз, молочно-кислый ацидоз, почечный ацидоз трубчатых и респираторный ацидоз.
Introduction
Микроокружения опухоли играет важную роль в прогрессии опухоли и раковых клеток метаболизм1,2,3. Раковые клетки часто подвергаются в условиях гипоксии, питательных лишения и кислой рН внеклеточной (pHe). Однако, как подробно не выяснены роль ПТО в прогрессии опухоли как гипоксия или питательных голода. Пластинчатые теплообменники в опухолевой ткани может стать кислой, достигнув около рН 6,84,5. Кислой рН возникает от аэробных и анаэробных гликолитических экскреции протонов (H+) и лактат пролиферирующих рак клеток5,6.
Недавние исследования показали, что кислотные pHe индуцированной гистона диацетилморфина, окислении жирных кислот и экзоцитоз кислой лизосомы для адаптации к тяжелой кислой среде7,8,9,10. Однако механизмы, через который внеклеточного подкисления влияет на поведение рака и идентификации ключевых регуляторов в кислой рН микроокружения опухоли не были полностью определены. Кроме того несколько докладов описал различные средства массовой информации кислой рН, используя неясным концентрации бикарбоната, трис, трубы и HEPES буфер или лактата и HCl, но есть несколько сообщений, чтобы продемонстрировать стабильность скорректированного среднего ни всеобъемлющим Сравнение нескольких отдельных кислой культуры media7,8,9,10
Для выяснения ключевых регуляторов и метаболические изменения в раковых клетках в контексте внеклеточного подкисления, мы создана модель простой в vitro культуры для поддержания кислой pHe и проанализирована роль ПТО в раковых клетках11. С помощью этого метода, мы сохранили кислой среде культуры с pHe 6.8 при 37 ° C под 5% CO2, используя снижение бикарбонат концентрации в среде культуры. рН 7,4 был использован как нормальное и контроль среднего. Средний рН поддерживается в течение не менее 24 ч и постепенно снизился на 72 h в культуре клеток поджелудочной железы PANC-1 и AsPC-1. Поскольку расширение гликолиз ускоряет экскрецию не только протонов, но и лактат7,8,9, мы также создали метод культуры, подражая лактат индуцированной ацидоз, добавляя лактат, вместо того, чтобы сократить концентрация бикарбонатов. Кроме того HCl индуцированной кислой ПТО в среде позволяет исключить возможность того, что клеточных реакций на кислой рН питательной среды, не за счет снижения концентрации бикарбонатов. Кроме того с рН 6,4 до 7,4 с различными бикарбонат концентрации с использованием различных средств массовой информации, мы можем оценить степень воздействия Пхе на клеточных реакций.
Protocol
Representative Results
Discussion
Здесь мы описали систему культуры простой кислой рН и его процесса оценки. Сочетание трех методов средних подкисления, т.е., снижение бикарбонат концентрации, лактат дополнение и добавления HCl, позволило нам тщательно исследовать механизм рН ответ и сравнить клеточный ответ на дру?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим членов Отдела наук генома и лаборатории для биологии и медицины, RCAST, в университете Токио. Мы особенно благодарим д-р H. Aburatani, д-р T. Кодама, (LSBM, RCAST, в университете Токио), д-р K. Tomizuka, д-р T. Есида и д-р а.
Kunisato (кайова скончалась Кирин Co., Ltd.) полезные обсуждения и поддержки. Эта работа была частично поддерживается за счет целевых субсидий для молодых ученых (А) (26710005, т.а.), субсидий для научных исследований в инновационных областях (26116711 и 16 H 01567, т.а.) и субсидий для сложных
Исследования (16K 14605, т.о.) от министерства образования, культуры, спорта, науки и технологии Японии, Takeda научного фонда (т.о.), Кобаяси Фонд исследований рака (т.о.) и проекта по изучению рака и Терапевтические эволюция (P-создать) и практических исследований для управления инновационным рака от агентства Японии для медицинских исследований и развития, AMED (т.о.).
Materials
| Reagents | |||
| Dulbecco's Modified Eagle Medium“Nissui” 2 | Nissui | 05919 | |
| Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher | 10438 | |
| NaHCO3 | Wako | 191-01305 | |
| L-glutamine solution | Thermo Fisher | 25030-081 | |
| Penicillin-Streptomycin Mixed Solution(Stabilized) | Nacalai | 09367-34 | |
| 0.5g/l-Tripsin/0.53mmol/l-EDTA Solution, with Phenol Red | Nacalai | 32778-05 | |
| 0.5%-Trypan Blue Stain Solution | Nacalai | 29853-34 | |
| Lactic acid solution | Sigma-Aldrich | 252476 | |
| Hydrochloric acid solution | Sigma-Aldrich | H9892 | |
| RNeasy Plus Mini Kit | QIAGEN | 74134 | |
| SuperScript IV First-Strand Synthesis System | Thermo Fisher | 18091 | |
| Power SYBR Green PCR Master Mix | Applied Biosystems | 4368702 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cell lines | |||
| PANC-1 | ATCC | CRL-1469 | |
| AsPC-1 | ATCC | CRL-1682 | |
| KMS-6 | JCRB Cell Bank | JCRB0432 | |
| TIG | JCRB Cell Bank | ||
| MRC9 | ATCC | CCL-212 | |
| HUVEC | ATCC | CRL-1730 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| NanoDrop One Microvolume UV-Vis Spectrophotometer with Wi-Fi | Thermo Fisher | ND-ONE-W | |
| QuantStudio 5 Real-Time PCR System | Thermo Fisher | CRL-1682 |
References
- Cairns, R. A., Harris, I. S., Mak, T. W. Regulation of cancer cell metabolism. Nature reviews. Cancer. 11 (2), 85-95 (2011).
- Chang, C. H., et al. Metabolic Competition in the Tumor Microenvironment Is a Driver of Cancer Progression. Cell. 162 (6), 1229-1241 (2015).
- Hsu, P. P., Sabatini, D. M. Cancer cell metabolism: Warburg and beyond. Cell. 134 (5), 703-707 (2008).
- Gerweck, L. E., Seetharaman, K. Cellular pH gradient in tumor versus normal tissue: potential exploitation for the treatment of cancer. Cancer research. 56 (6), 1194-1198 (1996).
- Webb, B. A., Chimenti, M., Jacobson, M. P., Barber, D. L. Dysregulated pH: a perfect storm for cancer progression. Nature Rev. Cancer. 11 (9), 671-677 (2011).
- Gatenby, R. A., Gillies, R. J. Why do cancers have high aerobic glycolysis?. Nature reviews. Cancer. 4 (11), 891-899 (2004).
- McBrian, M. A., et al. Histone acetylation regulates intracellular pH. Mol Cell. 49 (2), 310-321 (2013).
- Damaghi, M., et al. Chronic acidosis in the tumour microenvironment selects for overexpression of LAMP2 in the plasma membrane. Nat Commun. 6, 8752 (2015).
- Corbet, C., et al. Acidosis Drives the Reprogramming of Fatty Acid Metabolism in Cancer Cells through Changes in Mitochondrial and Histone Acetylation. Cell Metab. 24 (2), 311-323 (2016).
- Chen, J. L., et al. The genomic analysis of lactic acidosis and acidosis response in human cancers. PLoS genetics. 4 (12), e1000293 (2008).
- Kondo, A., et al. Extracellular Acidic pH Activates the Sterol Regulatory Element-Binding Protein 2 to Promote Tumor Progression. Cell Rep. 18 (9), 2228-2242 (2017).
