Method Article

MAME Modelle für die 4D-Bildgebung lebender Zellen von Tumor: Mikroumgebung Wechselwirkungen, die Einfluss auf maligne Progression

DOI:

10.3791/3661

February 17th, 2012

In This Article

Summary

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Wir haben 3D-Kokultur-Modelle für Live-Cell-Imaging entwickelt in Echtzeit von Interaktionen zwischen Brust-Tumor-Zellen und andere Zellen in ihrer Mikroumgebung, die Einfluss auf Progression zu einem invasiven Phänotyp. Diese Modelle können als Bildschirme für präklinische Arzneimittel auf parakrine-induzierte proteolytische, Chemokin / Zytokin-und Kinase-Signalwege in Invasivität-Ziels dienen.

Abstract

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Wir haben 3D-Kokultur-Modelle entwickelt, die wir als MAME (m ammary ein rchitecture und m icroenvironment ngineering e), und ihnen werden für Live-Cell-Imaging in Echtzeit von Zell: Zell-Interaktionen. Unser oberstes Ziel war es, Modelle, die die Architektur des präinvasive Brustläsionen ihre Progression zu einem invasiven Phänotyp zu studieren rekapitulieren zu entwickeln. Insbesondere haben wir Modelle der Interaktion zwischen den prä-maligne Zellen Brustepithelzellen Varianten und anderen Zelltypen der Tumor-Mikroumgebung, die in verstärkt oder verringert wird das Fortschreiten der präinvasive Brustepithelzellen invasive duktale Karzinome verwickelt sind zu analysieren. Andere Zelltypen, die bisher untersucht sind Myoepithelzellen, Fibroblasten, Makrophagen und Blut und Lymphe mikrovaskuläre Endothelzellen. Zusätzlich zu den MAME Modelle, die zur zellulären Wechselwirkungen innerhalb der Brust während rekapitulieren werdenTumorprogression, haben wir vergleichbare Modelle für die Progression von Prostatakrebs entwickelt.

Hier veranschaulichen wir die Verfahren für die Festlegung der 3D-Kokulturen zusammen mit der Verwendung von lebenden Zellen und einem funktionellen Proteolyse-Assay, um den Übergang von Co-Kulturen von Brust-duktales Carcinoma in situ (DCIS) und Fibroblasten zu einer invasiven Phänotyp im Laufe der Zeit folgen, in in diesem Fall mehr als 23 Tage in Kultur. Die Co-Kulturen MAME bestehen aus mehreren Schichten. Fibroblasten sind in der unteren Schicht von Kollagen Typ I eingebettet. Auf daß eine Schicht aus rekonstituierte Basalmembran (rBM), auf dem DCIS Zellen geimpft worden. Eine abschließende Deckschicht aus 2% rBM enthalten ist und aufgefüllt mit jedem Wechsel der Medien. Um das Bild Proteolyse mit dem Fortschreiten zu einem invasiven Phänotyp assoziiert, verwenden wir Farbstoff-abgeschreckten (DQ) fluoreszierenden Matrix Proteine ​​(DQ-Kollagen I mit der Schicht aus Kollagen I und Kollagen IV-DQ mit der mittleren Schicht der rB vermischteM) und beobachten lebende Kulturen mit Hilfe der konfokalen Mikroskopie. Optische Schnitte werden erfasst, verarbeitet und rekonstruiert in 3D mit Endgeschwindigkeit, Visualisierungs-Software. Im Laufe der 23 Tage in MAME Kokulturen, vermehren sich die Zellen DCIS und verbinden sich zu großen invasive Strukturen. Fibroblasten wandern und in diese Strukturen eingebunden invasive geworden. Fluoreszierende proteolytische Fragmente der Kollagene in Verbindung mit der Oberfläche des DCIS Strukturen gefunden, intrazellulär, und auch in der umgebenden Matrix dispergiert. Wirkstoffe, die proteolytische, Chemokin / Cytokin und Kinasen oder Veränderungen in der zellulären Zusammensetzung des Co-Kulturen der Invasivität reduzieren kann, was darauf hindeutet, dass MAME Modelle vorklinischen Screens für neue therapeutische Ansätze können verwendet werden.

Protocol

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1. Bereiten DQ-Substrate

  1. Erlauben Sie lyophilisiert DQ-Substrate auf Raumtemperatur vor dem Öffnen Fläschchen wärmen, bereiten Stammlösung von 1 mg / ml DQ-Substrat in deionisiertem Wasser, teilen sich in 50 ul Aliquots und lagern bei 4 ° C.

Es kann notwendig sein, DQ-Substrat in einer Ultraschall-Wasserbad für ~ 5 min und Wärme auf 50 ° C, um die Dispersion zu erleichtern bewegen.

  1. Auftauen rBM auf Eis über Nacht bei 4 ° C; rBM sollte auf Eis zu allen Zeiten behandelt werden.
  2. 10X Phosphat zu Kochsalzlösung (PBS), 80 g NaCl gelöst (1,37 M), 2 g KCl (0,027 M), 14,4 g Na 2....

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Discussion

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Wie gezeigt, kann die MAME Kokulturen für Live-Cell-Imaging in Echtzeit von Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen zellulären Bestandteilen, die eine Brust-Tumor und dessen Mikroumgebung umfassen verwendet werden. In laufenden Studien in unserem Labor haben wir MAME Kokulturen verwendet werden, um proteolytische Stoffwechselwege mit Übergang von DCIS zu einem invasiven duktalen Karzinoms verbunden sind, sowie die Wechselwirkungen zwischen proteolytische Stoffwechselwege und andere Wege in diesem Übergang, wie Chemo.......

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Disclosures

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Wir haben nichts zu offenbaren.

Acknowledgements

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Diese Arbeit wurde zum Teil durch die National Institutes of Health R01 CA131990 (BFS und KRM). Live-Cell-Imaging wurde in der Mikroskopie, Imaging-und Ressourcen-Core unterstützt Zytometrie durchgeführt, zum Teil, von NIH-Center Zuschuss P30 CA22453 dem Karmanos Cancer Institute, Wayne State University und von der Perinatologie Research Branch des National Institute of Child Health and Development , Wayne State University.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Reagenz / Ausrüstung Firma Katalog-Nummer Kommentare
Rekonstituierte Basalmembran (Cultrex) Trevigen 3445-005-01 Vergleichbar mit Matrigel (BD Biosciences)
Kollagen I Zusammenhalt Laboratories 5005-B
DQ-Substrate
(Kollagen I, IV)
Invitrogen DQ-col I-D12060
DQ-col IV D12052
22-mm Kunststoff-Deckgläschen Fisher Scientific Co. 12-547 Halbiert, lassen Sie in 70% Ethanol für 10 min an der Luft trocknen und vor dem Gebrauch.
Zellkulturmedium Lonza MEBM-PRF CC-3153
MEGM CC-4136
Phenolrot-freiem
ibiTreat Oberfläche μ-Dish Ibidi 80136
Endgeschwindigkeit, Software Perkin-Elmer Version 5.5 Andere Marken der Imaging-Software lassen sich 3D-Rekonstruktionen und Filme zu erzeugen.

References

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  1. Sameni, M., Dosescu, J., Sloane, B. F. Functional imaging of proteolysis: stromal and inflammatory cells increase tumor proteolysis. Mol. Imaging. 2, 159-175 (2003).
  2. Jedeszko, C., Sameni, M., Olive, M. B., Moin, K., Sloane, B. F.

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MAME Models4D Live cell ImagingTumor MicroenvironmentBreast Cancer ProgressionConfocal MicroscopyDQ Collagen AssayFibroblast CocultureDCIS Cell InvasionVolocity SoftwareProteolysis Analysis

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