Summary

侵略を勉強し、膀胱癌の治療を評価するための 3次元細胞培養システム

Published: September 13, 2018
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Summary

膀胱癌の浸潤を支配するプロセスは、バイオ マーカーと治療開発のための機会を表します。腫瘍の回転楕円体、タイムラプス イメージングと共焦点顕微鏡の 3次元の文化を取り入れた膀胱がん浸潤モデルをご紹介します。侵襲的プロセスの機能を定義するため、治療薬のスクリーニングは、この手法が役に立ちます。

Abstract

膀胱癌は、重大な健康問題です。以上 16,000 人は膀胱癌から米国で今年を死ぬと推定されます。膀胱癌の 75% は非侵襲と転移する可能性は低い、約 25% は浸潤性増殖パターンに進行します。侵襲的な癌患者の半分までは致命的な転移再発を開発します。したがって、膀胱がんに侵襲的な進行のメカニズムを理解することは患者の転帰を予測して致死的な転移を防ぐために重要です。この記事では腫瘍細胞や膀胱腫瘍微小環境における発生する生体内の状態を模倣する間質成分の混入を可能にする三次元がん浸潤モデルを提案する.このモデルは、タイムラプス イメージングを使用してリアルタイムで侵襲的プロセスを観察し、ブロックの侵入する可能性のある共焦点蛍光イメージングと画面の化合物を使用して関与する分子経路を調査する機会を提供します。このプロトコルは、膀胱がんに焦点を当てて、侵略と他の腫瘍型で運動性を調べるための同様のメソッドが使える可能性が高いです。

Introduction

侵略は、癌の進行、転移に必要なより低い生存率と予後に関連付けられた重要なステップです。ひと膀胱癌、尿路、世界で年間約 165,000 死亡を引き起こす最も一般的な悪性腫瘍で癌の病期、治療、予後に直接関係侵略1の有無。膀胱癌症例の約 75% は、局所切除と非筋肉侵襲とに管理されます。対照的に、筋層浸潤性膀胱癌 (すべてのケースの約 25%) は転移率の高い強い腫瘍であり、積極的な集学的治療2,3と扱われます。したがって、侵略を誘発する分子経路を理解することはより侵襲的な進行のリスクを特徴付ける侵襲的な進行を防ぐことができる治療上の介在を開発するために不可欠です。

腫瘍浸潤進行複雑な三次元 (3 D) 環境で発生し、他の種類の免疫細胞、線維芽細胞、筋細胞を含む細胞の基底膜、実質他の腫瘍細胞と腫瘍細胞間相互作用を含むと血管血管内皮細胞。彼らはリアルタイムで浸潤過程の微視的監視を許可していないので、アッセイ系はよく癌細胞浸潤4、しかし、これらのシステムを量的に使用されて (例えばTranswell) 透過性のサポートは限られて、さらに染色し、分子解析のためのサンプルの取得は困難です。生体外でシステムの利便性と定義されたアイソレータケージ コンポーネントの定款をことができますので、侵略を勉強する 3-D 膀胱腫瘍回転楕円体システムの開発をお勧めします。

このプロトコルでは細胞運動を監視する研究者を許可するコラーゲン ベースのゲルのマトリックスと共焦点顕微鏡を組み込む 3-D 回転楕円体浸潤アッセイを用いたひと膀胱がん細胞の侵襲的なプロセスを調査するシステムについて述べるとリアルタイム (図 1A) に侵攻。このシステムは、汎用性と尋問/腫瘍間質のさまざまな設定を変更できます。それはようながんには、線維芽細胞と免疫細胞5,6,7が関連付けられているほとんどの膀胱癌セルラインまたは膀胱腫瘍とその他の間質細胞を組み込むことができます。このプロトコルは、タイプ 1 コラーゲンから成る行列を記述しますが、フィブロネクチン、ラミニン、他のコラーゲン蛋白質など他の分子を組み込むために変更できます。侵襲的なプロセスは顕微鏡と使用されるシステムの機能によって 72 時間以上続くことができます。固定と侵攻中、前後に 3-D マトリックスに埋め込まれた腫瘍の免疫蛍光染色により、したがって、通常不在または収集することは困難重要な情報を提供する侵襲的な細胞でタンパク質亢進の尋問他の 3次元培養モデルを使用します。このシステムは、侵入をブロック画面化合物、前記化合物によって影響を受けるシグナル伝達経路を線引きしたりするにも利用できます。

Protocol

1. がん回転楕円体の成長 細胞からの成長 従来の付着の下で文化ひと膀胱がん細胞は細胞の培養条件と 5% CO2に付属している 37 ° C の定温器の維持します。細胞を維持 < 90% の confluency。注: 使用培地はダルベッコ 4.5 g/L、D-グルコース ピルビン酸ナトリウム 110 mg/L、L-グルタミンを含む最低限不可欠なメディア (DMEM) を変更し、10% 牛胎児血清 (FBS) このプロ?…

Representative Results

浸潤性膀胱癌腫瘍回転楕円体の作成に成功した細胞または原発腫瘍から適切に大きさで分類された腫瘍スフェロイドの形成が必要です。図 2Aは、4 つのひと膀胱癌細胞株 (UM UC9、UM UC13、UM UC14、253J、および UM UC18) から開発された適切に大きさで分類された回転楕円体を示しています。図 2Bは、コラ?…

Discussion

ここで癌の進行および転移のために重大である膀胱癌の浸潤のリアルタイム観察を可能にする 3次元腫瘍回転楕円体モデルをについて説明します。このシステムは膀胱癌の浸潤が起こる組織微小環境良い要約する捜査官を許可するさまざまな間質および細胞コンポーネント定款に従う。膀胱がん回転楕円体細胞 (遺伝子組み換え細胞シグナル伝達経路の侵略プロセスに影響を与えるを検討を含…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者は、テクニカル サポートおよび提供する材料と本研究装置およびテクニカル サポートのためのアラン ・ ケレハー博士ハワード ・ クロフォード (ミシガン大学) の研究室に感謝したいと思います。

この作品は、ミシガン州 Rogel がんセンター コア付与 CA046592 26S3、NIH K08 CA201335 01A1 (PLP)、編 YIA (PLP)、NIH R01 CA17483601A1 (DMS) の大学からの補助金によって賄われていた。

Materials

Human bladder cancer cell lines UM-UC9, UM-UC13, UM-UC14, UM-UC18, 253J
DMEM cell culture medium Thermo Fisher Scientific 11995065
Fetal bovine serum  Thermo Fisher Scientific 26140079
Antibiotic-Antimycotic (100X) Thermo Fisher Scientific 15240062
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red Thermo Fisher Scientific 25200056
Bovine serum albumin (BSA) Sigma-Aldrich A3803
Phosphate-buffered saline (PBS), pH 7.4  Thermo Fisher Scientific 10010023
Costar Ultral-low attachment 6-well cluster  Corning 3471
Conventional inverted microscope  Carl Zeiss 491206-0001-000 General use for cell culture and checking spheroids
Collagen type 1 from rat tail, high concentration  Corning 354249
Nunc Lab-Tek II Chambered Coverglass Thermo Fisher Scientific 155382
Confocal microscope  Carl Zeiss LSM800 A confocal miscoscope with climate chamber, multi-location imaging, and Z-stack scanning function 
Cryostat micromtome Leica Biosystems CM3050 S
Zen 2 Image processing software  Carl Zeiss
Paraformaldehyde solution Electron Microscopy Sciences 15710
ImmEdge Hydrophobic Barrier PAP Pen Vector Laboratories  H4000
O.C.T compound  Thermo Fisher Scientific 23730571
Hoechst 33342 solution  Thermo Fisher Scientific 62249
Anti-ATDC (Trim29) antibody Sigma-Aldrich HPA020053
Anti-Cytokeratin 14 antibody Abcam ab7800
Anti-Vimentin antibody Abcam ab24525
ProLong Diamond  Mounting medium

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Cite This Article
Wang, Y., Day, M. L., Simeone, D. M., Palmbos, P. L. 3-D Cell Culture System for Studying Invasion and Evaluating Therapeutics in Bladder Cancer. J. Vis. Exp. (139), e58345, doi:10.3791/58345 (2018).

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