The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Turkish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Department of Cell Biology, Harvard Medical School
This article is a part of JoVE Clinical and Translational Medicine. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
Davidowitz, R. A., Iwanicki, M. P., Brugge, J. S. In vitro Mesothelial Clearance Assay that Models the Early Steps of Ovarian Cancer Metastasis. J. Vis. Exp. (60), e3888, doi:10.3791/3888 (2012).
Over kanseri Amerika Birleşik Devletleri 1 kansere bağlı ölümlerin beşinci önde gelen nedenidir. Tedavilere olumlu bir ilk yanıt rağmen, yumurtalık kanseri olan kadınların 70 ila 90 oranında yeni metastaz geliştirmek ve nüks genellikle 2 ölümcüldür. Bu, orta ve geç evre yumurtalık kanseri için daha iyi tedaviler geliştirmek için ikincil metastazlar ortaya nasıl anlamak için, bu nedenle gereklidir. Malign hücrelerin primer tümörün sitesinden ayırmak ve periton boşluğuna genelinde yaygınlaştırmak zaman yumurtalık kanseri metastazı oluşur. Dissemine hücrelerin periton boşluğuna 3 (Şekil 1, Movie 1) içindeki organlar üzerine çok hücreli kümeleri, ya da küresel cisimler, ya kalır ayrıldığı edecek, ya da implant oluşturabilir.
Periton boşluğu içinde organlarının Tüm mezotel hücreleri 4-6 (Şekil 2) bir tek, sürekli, tabaka ile kaplıdır. Ancak, mezotel hücre altından bulunmadığınaolarak eksize insan tümör doku kesitlerinde 3,5-7 (Şekil 2) elektron mikroskobu çalışmalarla ortaya peritoneal tümör kitleleri,. Bu mezotel hücreler bilinmeyen bir işlem tarafından tümör kitlesi altında dışında olduğunu göstermektedir.
In vitro deneylerde Önceki primer over kanseri hücreleri 8 mezotel hücrelere daha ekstraselüler matriks daha verimli takın ve daha yeni çalışmalar primer periton mezotel hücreleri aslında yumurtalık kanseri hücre adezyon ve invazyon (as adhezyon ve invazyon göre bir bariyer sağlamak gösterdi gösterdi ) mezotelyal hücrelerle 9,10 kapsamı dışında kalan yüzeylerde. Bu mezotel hücreleri yumurtalık kanseri metastazı karşı bir bariyer görevi öneririm. Yumurtalık kanseri hücreleri bu engeli ihlal ve sahip mesothelium hariç hangi hücresel ve moleküler mekanizmalar, yakın zamana kadar bilinmeyen kaldı.
İşte biz th tarifin vitro bir e metodolojisi bu modeller in vivo (Şekil 3, Movie 2) yumurtalık kanseri hücre sferoidler ve mezotel hücreleri arasındaki etkileşim. Bizim protokolü mezotel monotabaka 8-16 ile over tümör hücre etkileşimleri analiz etmek için daha önce açıklanan yöntemlerden adapte edildi ve önce o over tümör hücreleri hariç teşvik etmek miyozin ve çekiş kuvveti bir integrin bağımlı aktivasyon kullanmak gösteren bir rapor açıklanmıştır bir tümör sfero 17 altından mezotel hücreleri. Bu model etkileşime zamansal ve mekansal bilgi sağlayarak, gerçek zamanlı iki hücre popülasyonlarının izlenmesi için time-lapse floresan mikroskobu yararlanır. Mezotel hücreleri yeşil floresan protein (GFP) ifade ederken yumurtalık kanseri hücreleri kırmızı floresan proteini (TÇ) ifade eder. TTT-ifade yumurtalık kanseri hücresi sferoidler GFP-ifade mezotel monolayer iliştirin. Sferoidler yayılması, işgal vekenara tek tabakalı bir delik oluştururken mezotel hücreleri zorlamak. Bu delik GFP görüntü negatif boşluk (siyah) olarak görüntülenmiştir. Delik alanı ardından nicel kontrolü ve yumurtalık kanseri ve / veya mezotel hücrelerinin deneysel popülasyonlar arasındaki boşluk aktivite farklılıkları analiz etmek için ölçülebilir. Bu test yumurtalık kanseri hücreleri (koşul başına sfero X 20-30 sferoidler başına 100), hücrelerin sadece az sayıda gerektirir, bu yüzden değerli primer tümör hücre numuneleri kullanılarak bu deney yapmak mümkündür. Dahası, bu tahlilde kolayca yüksek verimli tarama teknikleri için adapte edilebilir.
1. Yumurtalık Kanseri Hücre Sfero Oluşumu
2. Mezotelyal Hücre Monolayer Oluşumu
3. Mezotelyal Hücre Gümrükleme Testi
4. Temsilcisi Sonuçlar
Bu örnekte, OVCA433 sferoidler kontrol etmek Talin-1 zayıflatılmış ifade var OVCA433 yumurtalık kanseri hücre parçacıklarının mezotel klirensi yeteneği karşılaştırıldı. Her bir gruptan OVCA433 sferoidler ZT mezotel hücre mono tabakaları içeren bir MatTek Corp çanağı ilave edildi. Her gruptan Altı sferoidler sekiz saat boyunca her 10 dakikada bir (Şekil 4, Movie 3, Movie 4) görüntülendi. Yayılma sferoidler tarafından üretilen tek tabakalı delikler ölçüldü ve her gruptan altı pozisyonları ortalaması alınmıştır. Talin 1 Knockdown sferoidler tarafından yaratılan ortalama açıklık kontrolü sferoidler tarafından yaratılan ortalama alan çok daha küçük olduğu Şekil 4, Talin O tarafından mezotel izni için gerekli olduğunu düşündürmektedirVCA433 yumurtalık kanseri sferoidler.

Şekil 1. Yumurtalık Kanseri Metastaz. Primer over tümörleri over yüzey epiteli veya fallop tüplerinden birini geliştirmek. Tümör hücreleri / kümeler primer tümörden kopar ve periton boşluğuna toplamak. Tümör hücreleri daha sonra çok hücreli sferoidler oluşturmak için toplamak olabilir. Spheroidlerinde periton boşluğuna döşeyen mezotel hücre mono tabakaları iliştirin. Mezotel hücre sferoidler alttaki bazal membran erişmek için izin ekli yumurtalık kanseri sfero altından dışındadır.
Film 1. Yumurtalık Kanseri Metastaz. filmi görmek için buraya tıklayın .

Şekil 2.

Şekil 3. Mezotelyal Boşluk Assay. Yumurtalık kanseri sferoidler 100 kuluçkaya tarafından oluşturulan RFP-eksprese 16 saat boyunca 37 ° C'de, bir poli-HEMA kaplanmış 96 tabanı yuvarlak bir kültür tabağına oyuk başına yumurtalık kanseri hücrelerinin. Poli-HEMA hücreleri süspansiyon kalır ve başı da tek bir küme oluşturacak şekilde birbirine yapışması sağlayan kültür kaplarına takılarak gelen hücreleri engeller. Mezotel hücre mono tabakaları bir fibronektin kaplı 6 sıra MatTek Corp tabağına oyuk başına 6x10 5 mezotel hücreleri kaplama ve 16 saat süreyle 37 ° C de kuluçkaya levha hazırlanır. Spheroidlerinde mezotel tek tabaka ile MatTek Corp kaba aktarılır ve iki tip hücre topluluğu bir Nikon Ti-E kullanıyorum 8 saat boyunca her 10 dakikada bir yansıması olannverted Motorlu Geniş açılı, Floresans time-lapse mikroskop ve Elements yazılımı.
Film 2. Mezotelyal Gümrükleme Assay. filmi görmek için buraya tıklayın .

OVCA433 sferoidler yılında Talin 1 ifade Şekil 4. Zayıflama mezotel klirensi yeteneğini azaltır. Ve Talin 1 zayıflatılmış ifadesi olmadan OVCA433 sferoidler (kırmızı) için ve her bir ZT mezotel tek tabakalı (yeşil) içine işgal için izin verildi. İki hücre popülasyonlarının bir Nikon Ti-E Ters Motorlu Geniş açılı, Floresans time-lapse mikroskop ve elemanları yazılımı kullanarak 8 saat boyunca her 10 dakika görüntülendi. Grafiği, Talin 1 zayıflama gösterirönemli mezotel hücresi klirens (anlama geldiğine yeşil çubuklar ile Dilim arsa) azalır.
Film 3. Kontrol bir mezotel tek tabakalı (yeşil) içine işgalci OVCA433 sferoidler (kırmızı). filmi görmek için buraya tıklayın .
OVCA433 sferoidler yılında Talin 1 ekspresyonu (kırmızı) Film 4. Zayıflama (yeşil) temizleme yeteneği mezotel azalır. filmi görmek için buraya tıklayın .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Burada sunulan "Mezotelyal Gümrükleme Assay" büyük mekansal ve zamansal ayrıntılı olarak, yumurtalık kanseri çok hücreli sferoidler ve mezotel hücre tek katmanlarının etkileşimleri izlemek için time-lapse mikroskop kullanır. Daha önce, 8-14 çeşitli gruplar olduğu yumurtalık kanseri hücrelerine tutunur ve mezotel hücre mono tabakaları içine işgal göstermek için son nokta deneyleri kullandı. Bu tahlil benzersiz olduğunu da bu iki hücre popülasyonlarının dinamiklerini tahlil boyunca izlenebilir, böylece mezotel hücrelerinden tümör hücrelerini ayırt etmek floresan ile işaretlenmiş hücreleri kullanır. Ardalanması işlemi gerçek zamanlı olarak görüntülenmiştir edilebilir ve mezotel açıklığın nicel olarak, zaman içinde ölçülebilir. Timelapse mikroskopi kullanımı birine yakın bir başka deney koşulları altında, iki hücresi grupları arasındaki etkileşimin dinamiği izlemek için olanak sağlar. Buna ek olarak, mezotel hücreleri veya yumurtalık kanseri ce ya küçük bir yüzdesiLLS nüfus içindeki tek tek hücrelerin dinamiklerini izlemek için üçüncü bir floresan işaretleyici ile etiketli olabilir. Zaman içinde tek tek hücrelerin takip ederek, göçün yönü ve hızı hesaplanabilir. Mezotel klirensinin daha yüksek çözünürlük analizleri gerçekleştirmek için, toplam iç yansıma floresans (TIRF) mikroskopi kullanılabilir. Fokal yapışıklıklar mezotel hücrelerinde etiketli varsa önceki yayının 17 açıklandığı gibi, tümör hücrelerinin çıkıntılı uzantıları tarafından mezotel yapışıklıklar ayrışma, izlenebilir.
Bu test genetik veya farmakolojik yumurtalık kanseri hücresi sferoidler mezotel monolayer temizlemek veya sürecin küçük molekül inhibitörleri tanımlamak için hangi moleküler mekanizmaları aydınlatmak için modifiye edilmiş yumurtalık kanseri hücre parçacıklarının işgali yeteneğini karşılaştırmak için kullanılabilir. Dahası, assay yumurtalık kanseri hücrelerinin çok az sayıda gerektirir, bu nedenle primer tumocytotracker boyalar (Invitrogen) ile hücre preincubating ile etiketlenmiş halinde sıvı eksüda r hücreleri (aşağıya bakınız sınırlamalar) kullanılabilir. Testi de yüksek verimlilik analizi için uygundur. Yüksek çıktı genetik veya farmakolojik araştırmalar gerçekleştirmek için, yumurtalık kanseri hücreleri, farklı siRNA vektörleri ile transfekte edilmiş veya 96-kuyulu plakanın her farklı farmakolojik inhibitörleri ile tedavi edilebilir. Mezotel hücre mono tabakaları 96 ve camdan-alt kültür tabaklarında kaplanmış olabilir, ve sferoidler tek tabaka içeren levhalara poli-HEMA kaplı levhalar den 1:01 aktarılabilir. SiRNA'lar ya inhibitörleri yüz bir kerede taranması ve böylece aşağıdaki adımları tüm eleme robot ile kullanım için optimize edilebilir.
Bu testin güçlerinden biri mezotel tek tabaka halinde yumurtalık kanseri hücrelerinin kuvvet bağımlı ardalanması modeli yapabiliyor olmaktır. Bizim laboratuar olmadığını mekanik fo belirlemek için çekme kuvvet mikroskobu (TFM) kullanılanrce mezotel klirensi 17 düzenlemektedir. Biz Talin veya miyozin II RNAi aracılı devirme hücresi kontraktilite 17 azalırken α5 integrin bu aşırı bir fibronektin kaplı zeminde kaplama hücrelerin kontraktilite arttığı bulundu. Over kanseri hücre sferoidler yılında α5 integrin, Talin, ya da miyozin II baskılanması da mezotel klerensi azalmıştır yana, bizim TFM ölçümleri hücresel kasılma güçleri bağımlı bir olay mesotel klirensi, hangi yüksek kasılma güçleri ile hücrelerin daha asbestin neden olduğu görüşünü desteklemektedir boşluk. Bu nedenle, mezotel klirens deneyi daha da mekanik kuvvetleri bağlıdır yumurtalık steoid metastazı ile ilişkili interkülasyonunun olayları, anlamak için de kullanılabilir.
Bu test düşünün birkaç sınırlaması vardır. İlk olarak, çok hücreli sferoidler oluşturulması için, hücreler, en azından 6 saat boyunca süspansiyon kültüre edilmesi gerekir. Eğerhücreler temizlenmesi yeteneğini tehlikeye edilecektir irtibata matris olmadan yaşayamazlar. İkinci olarak, bu tip, kompakt çokhücreli sferoidler oluştururlar yumurtalık kanseri hücrelerinin kullanılması avantaj yaratır. Yumurtalık kanseri hücreleri sadece gevşek kümeler oluştururlar, bunlar veri değişkenlik katacak farklı şekil ve boyutlarda sferoidler oluştururken, polyHEMA kaplı plaka mezotel tek tabaka içeren çanak transferi parçalayın olabilir. Kullanılan hücreler heterojen eğer Üçüncü olarak, bu tek tabaka oluşturulmuş deliklerin boyutları ilave değişkenliği eklenir. Bu sekiz saat sonra ardalanması ölçüde değişkenlik nedeniyle çok sayıda tekrarlanan kuyular (10-20/sample) kullanmak önemlidir. Testler, burada açıklandığı gibi, köklü yumurtalık kanseri (OVCA433) ve mezotel (ZT) hücre çizgileri kullanıldı. Daha klinik açıdan bu tahlilde yapmak için, hastanın asit sıvısından primer yumurtalık kanseri hücreleri, kullanılabilir. Bu determ ilginç olurduine in vitro mezotel hücresi klirens yeteneği klinik sonuç ile ilişkilidir eğer. Mevcut birincil hücre sayısı sınırlayıcı bir faktör olarak yukarıdaki sınırlamalar, birincil numunelerin kullanırken göz önünde özellikle önemlidir. Buna ek olarak, bu tahlilde uygulamadan önce mezotel tek tabakalı bütünlüğünü kontrol etmek önemlidir. Mezotel monolayer mezotel hücre kavşak sağlam olmasını sağlamak için hücre-hücre kavşak proteinler için sabit ve boyanmış olabilir.
Son olarak, mezotel klirensi tayini kolaylıkla spesifik deneysel soruları cevaplamak için değiştirilebilir. Burada, yumurtalık ve mezotel hücreleri, cam-alt kültür tabaklarında uymak için yine de, diğer bileşenler ECM Kolajen ve laminin dahil olmak üzere kullanılabilir olanak ECM bileşen olarak fibronektin kullanılır. Dahası, fibroblastlar içeren bazal membran altında bulunan diğer hücre tipleri, etkisini değerlendirmek için, bu deney sisteminde eklenebilirmezotel klirensi 9,19,20 bu hücre tiplerinin. Son olarak, mezotel hücreleri ile tümör hücreleri (örneğin, pankreas, meme, vb) diğer tip etkileşimleri de bu testi kullanılarak modellenebilir. Ve intravazasyon ve ekstravazasyon (: 15,16,21-27 Benzer deneyler tarif edilmiştir) taklit etmek, bu testi kullanılarak, kanser hücreleri ve endotel tek tabaka arasındaki etkileşimleri incelemek mümkündür.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Biz ifşa hiçbir şey yok.
Biz Harvard Tıp Okulu'nda Nikon Görüntüleme Merkezi, özellikle Jennifer Waters, Lara Petrak ve Wendy Somon, eğitim ve timelapse mikroskopların kullanımı teşekkür etmek istiyorum. Biz de değerli tartışmalar için Rosa Ng ve Achim Besser teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma NIH hibe 5695837 (M. Iwanicki) ve JSB için GM064346 tarafından desteklenmiştir; Dr Miriam ve Sheldon Adelson G. Tıbbi Araştırma Vakfı (JSB için) bir hibe ile.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| OVCA433 Ovarian Cancer Cells | Gift from Dr. Dennis Slamon | ||
| ZT Mesothelial Cells | Gift from Dr. Tan Ince | ||
| Medium 199 | GIBCO, by Life Technologies | 19950 | |
| MCDB105 | Cell Applications Inc. | 117-500 | |
| FBS-heat inactivated | GIBCO, by Life Technologies | 10082 | |
| Pen-Strep | GIBCO, by Life Technologies | 15070 | |
| 96 well plates | Corning | 3799 | |
| Polyhydroxyethylmethacrylate (poly-HEMA) | Sigma-Aldrich | 192066-25G | For poly-HEMA solution dissolve 6mg poly-HEMA powder in 1ml of 95% EtOH |
| EtOH | Pharmco-AAPER | 111ACS200 | Dilute to 95% in dH20 |
| Cell culture hood | Nuaire | NU-425-300 | |
| Tissue culture incubator | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 3110 | |
| incubator for poly-HEMA plates | Labline Instruments | Imperial III 305 | |
| Tabletop centrifuge | Heraeus Instruments | 75003429/01 | |
| 6 well glass-bottom dish | MatTek Corp. | P06G-1.5-20-F | |
| Fibronectin | Sigma-Aldrich | F1141-1MG | |
| PBS | Cellgro | 21-040-CV | |
| Microscope | Nikon Instruments | Ti-E Inverted Motorized Fluorescence time-lapse microscope with integrated Perfect Focus System | |
| Lens | Nikon Instruments | 20X-0.75 numerical apeture | |
| Halogen transilluminator | Nikon Instruments | 0.52 NA long working distance condenser | |
| Excitation and emission filters | Chroma Technology Corp. | GFP Ex 480/40, Em 525/50 RFP-mCherry Ex 575/50 Em 640/50 | |
| Transmitted and Epifluoresce light path | Sutter Instrument Co. | Smart Shutters | |
| Linear-encoded motorized stage | Nikon Instruments | ||
| Cooled charged-coupled device camera | Hamamatsu Corp. | ORCA-AG | |
| Microscope incubation chamber with temperature and CO2 control | Custom Made | ||
| Vibration isolation table | TMC | ||
| NIS-Elements software | Nikon Instruments | Version 3 |