Waiting
Login-Verarbeitung ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Dannelse af humane prostata Epitel Brug Tissue rekombination af Rodent Urogenital Sinus mesenkymet og menneskelige stamceller

Published: June 22, 2013 doi: 10.3791/50327

Summary

At optrævle de tidligste molekylære mekanismer bag prostatakræft initiering, nye og innovative menneskelige modelsystemer og tilgange er et desperat behov. Potentialet af præ-prostata urogenital sinus mesenkym (UGSM) at inducere pluripotente stamceller populationer at danne human prostata epitel er et stærkt eksperimentelt redskab i prostata forskning.

Abstract

Fremskridt i prostatakræft forskning er stærkt begrænset af tilgængeligheden af ​​humant afledte og hormon-naive modelsystemer, som begrænser vores evne til at forstå genetiske og molekylære begivenheder underliggende prostata sygdom indvielse. Mod at udvikle bedre modelsystemer til at studere human prostata carcinogenese, har vi og andre draget fordel af den unikke pro-prostata-induktive potentiale af embryonale gnaver prostata stroma, betegnet urogenital sinus mesenkym (UGSM). Når rekombineret med visse pluripotente cellepopulationer såsom fosterstamceller, UGSM inducerer dannelsen af ​​normale humane prostata epitheler i en testosteron-afhængig måde. Sådan en menneskelig model kan anvendes til at undersøge og eksperimentelt teste evnen af ​​kandidat prostatakræft modtagelighed gener på en accelereret tempo i forhold til typiske gnavere transgene undersøgelser. Da humane embryonale stamceller (hESCs) kan genetisk modificeret i kultur using inducerbar genekspression eller siRNA knock-down vektorer før væv rekombination, en sådan model letter teste de funktionelle konsekvenser af gener eller kombinationer af gener, der menes at fremme eller forhindre carcinogenese.

Teknikken med at isolere rene populationer af UGSM celler imidlertid udfordrende og læring kræver ofte en person med tidligere ekspertise til personligt undervise. Desuden kan podning af celleblandinger under nyrekapslen af ​​en immunkompromitteret vært være teknisk udfordrende. Her har vi skitsere og illustrere ordentlig isolering af UGSM fra gnavere embryoner og renal kapsel implantation af væv blandinger at danne menneskelige prostata epitel. En sådan fremgangsmåde, på dens nuværende stadium kræver in vivo xenografting af embryonale stamceller, fremtidige applikationer potentielt kunne omfatte in vitro-kirtel dannelse eller brug af induceret pluripotente stamceller populationer (iPSCs).

Introduction

Der er et enormt behov for bedre menneskelige modelsystemer prostatakræft. Navnlig vil de relevante humane modelsystemer for normale, ikke-maligne prostata væv, som kan være genetisk manipuleret til at direkte skelne rollen af ​​specifikke gener i indledningen af ​​prostatacancer være utroligt informativt. Fremkomsten af ​​den genomiske æra har identificeret en række gener, som kan have en rolle i dannelsen af ​​kræft. En mangel på eksperimentelle humane modelsystemer dog alvorligt svækker vores evne til funktionelt teste og karakterisere kandidat prostatakræft modtagelighed gener. En ideel model system vil lette en hurtig og hurtigere funktionelle analyser af kræft modtagelighed gener i kombination med passende transgene gnavere modelsystemer. Desuden ville en sådan menneskelig modelsystem muliggøre molekylær karakterisering af signalering mekanismer prostata carcinogenese mod opdagelsen og validering af nye behandlingsformer tilforebygge prostatakræft formation.

Humane embryonale stamceller (hESCs) kan danne humane prostatavæv som xenotransplantater. I 2006 Taylor, et al. Rapporterede, at hESCs kan induceres til at danne prostata epiteler in vivo, når re-kombineret med gnavere urogenital sinus mesenchyme (UGSM) inden for en periode på 8-12 uger. 1. Disse undersøgelser var baseret på tidligere arbejde med Cunha lab der viser, at gnaver embryonale UGSM kan fremme prostata differentiering af stamceller og embryonale epitelcelletyper befolkninger in vivo. 2,3 Prostata udvikler sig fra en embryonale anlagen betegnes urogenitale sinus (UGS), og forud for embryonale dag 17 (mus E17 , dag E18 i rotten) UGS kan fjernes og fysisk opdelt i epitel (UGSE) og mesenkym (UGSM) 4 Dette væv rekombination tilgang har væsentligt forbedret vores forståelse af prostata udvikling og carcinogenese, især.ly vækstfaktor og hormonelle signalveje og de ​​molekylære forhold mellem prostata stroma og epithel. 5-8 Denne fremgangsmåde involverer ex vivo kombination af UGSM med stam-eller epitelceller fra samme eller adskilte arter, og disse cellulære / væv rekombinanter implanteres og dyrkes og xenotransplantater inden mus vært. 4,9 Efter en periode med in vivo vækst, indeholder implantatet prostata epiteliale kirtelstrukturer indlejret i stromavæv. Yderligere farvning kan udføres for at afgøre, om sådanne strukturer er virkelig prostata-og human oprindelse. 10,11

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denne undersøgelse blev udført i nøje overensstemmelse med anbefalingerne i Guide til Pleje og anvendelse af forsøgsdyr af National Institutes of Health. Protokollen blev godkendt af University of Chicago Institutional Animal Care og brug Udvalg (IACUC, protokol nummer 72.066 og 72231). Alle operation blev udført under anæstesi, og alle bestræbelser blev gjort for at minimere lidelse. Den humane embryonale stamceller linje WA01 (H1, NIH-registrering # 0043) blev erhvervet fra WiCell (Madison, WI) og kultiverede bruge feeder-uafhængig protokol hjælp mTeSR1 medier (Stem Cell Technologies, Vancouver, BC). ES-celler blev anvendt inden for ti passager optøning.

1.. Isolering af Urogenital Sinus fra mus eller rotteembryoer

  1. Aflive en tidsbestemt gravid mus (dag 17,5), eller rotte (dag 18.5) ved indånding af CO 2 i 5 min. Døden bekræftes ved ophør af vitale tegn på rotter. Derefter bryde halsen humant. Rpå, er aflivet på dette punkt. Spray 70% ethanol for at sterilisere den abdominale hud og flanker. Skær abdominal hud og muskel lag og derefter skære livmoderen, adskille rotteembryoer fra fosterhinden og klippe navlestrengen. Overfør embryoner i et 50 ml Falcon-rør indeholdende iskold Hanks balancerede saltopløsning (HBSS) og holde på is. Fostre aflives ved halshugning med kirurgiske sakse.
  2. Placer embryo i 100 mm petriskål. Gennemskære embryo med en saks på niveau med navlen (fig. 1A). Fjern maven og tyndtarmen. Reveal æggestokkene i den kvindelige embryoner og testis i den mandlige fosteret (figur 1B og 1C). (Æggestokkene er placeret ved kaudale poler nyrerne. Testiklerne er omtrent på niveau med blæren). På dette udviklingstrin, isoleret UGSM fra både mandlige og kvindelige fostre er i stand til at inducere en prostata epitelial afstamning i nærværelse af værtentestosteron. 4. Efter denne udviklingsmæssige tidspunkt imidlertid prostata knopper begynde at danne i UGSM, og isolering af ren UGSM er meget udfordrende. 4.
  3. Under dissektion mikroskop, klippe bugvæggen i midten tråd med Vännäs saks at afsløre blæren og bageste væg af maven. Gratis øvre kønsorganer fra vedhæftede filer (hos mandlige fostre, skære urinlederen, Wolffian kanalen og Müllerian kanalen hos kvindelige fostre, ureter og Müllerian kanal skåret). Frigør blæren fra navlestrengen. Skær skambenet og ligeud adskilt fra forvæggen af ​​urogenitale sinus med Dumont fin spids pincet. Endelig adskille den bageste væg af den urogenitale sinus fra endetarmen. Skær urogenitale sinus med blæren ved den nedre ende (fra urinrøret) og gemme den urogenitale sinus en bloc (med blæren) i iskoldt HBSS.

2.. Adskillelse af Urogenitiale Sinus mesenkym

    (figur 1D).
  1. Overfør urogenitale sinus til en falk rør indeholdende 1% trypsin i Calcium (Ca 2 +) og magnesium (Mg 2 +) gratis HBSS. Glasset anbringes i et køleskab ved 4 ° C i 75 min.
  2. Fjern trypsin og neutralisere trypsinisering med 10% føtalt Bovin Serum (FBS) i DMEM/F12-medium.
  3. Forsigtigt drille den klæbrige mesenchymal ærmet fra epithelial rør med en nål eller Dumont fin spids pincet (opretholde epithelial rør intakt mindsker chancerne for epitelcelle forurening af mesenkymet, hvilket kan resultere i gnavere kirtler danner sammen med din stamcelle-afledt human kirtelepitel) (figur 1D). 12.
  4. Overfør UGSM i en ny Falcon-rør indeholdende DMEM/F12-medium + 10% FBS + 1% penicillin / streptomycin (Pen / Strep, 0,5 mg / ml) + 1% ikke-essentielle aminosyrer (NEAA) plus 1 nM R1881. Place røret i en inkubator ved 37 ° C med 5% CO 2 natten over.
  5. Centrifugér vævet ved 200 xg og supernatanten. Vask med phosphatpuffersaltopløsning (PBS) (ikke forstyrrer vævspellet).
  6. Tilføj 0,2% collagenase (i DMEM/F12) at re-suspendere vævet. Inkuber i 37 ° C med blid vuggende i 1 time.
  7. Energisk vortex fordøjelsen væv tre gange, indtil den bliver homogen enkelt-celle blanding og tilsæt DMEM/F12-medium + 10% FBS + 1% P / S + 1% NEAA + 1 nM R1881 at neutralisere collagenase.
  8. Centrifuger ved 200 xg og derefter vaske med re-suspension af UGSM celler i HBSS, og gentag tre gange til fuldt vaske UGSM. Endelig suspendere mesenchymceller i DMEM/F12 og tælle celler ved hjælp af et hæmocytometer eller celletælling enhed.
  9. Dissociér hES celler dyrkes ved hjælp feeder-fri protokol med mTeSR1 medier (Stem Cell Technologies, Vancouver, BC) ved hjælp af en Accutase fordøjelse (Millipore, Billerica, MA). Vask HES-cellerunder log-fase af deres vækst i varme DMEM/F12 medier, hvorefter der tilsættes varm 1x Accutase opløsning, og der inkuberes ved 37 ° C i 15-20 minutter, indtil enkelte celler er ensartet adskilt fra kolonier. Tilføj et tilsvarende beløb af 1x definerede trypsininhibitor (Invitrogen, Grand Island, NY) for at neutralisere Accutase og forsigtigt pipettér op og ned for at blande og bryde op celleklumper. Pipette celler i et centrifugerør og centrifugeres i 3 min ved 200 xg, og re-suspendere cellepellet i DMEM/F12 medier. Centrifugerør til 3 min ved 200 xg og fjern supernatanten, derefter re-suspendere kolde HBSS eller DMEM/F12 ved den ønskede lydstyrke.
  10. Tilføj hES celler med 1:2,5 forhold HES / mesenkymceller. 3. Dette vil være en cellulær sammensætning 1E 5 UGSM celler med 4E 4 hESCs pr 10 ml injektion (en enkelt rotte UgS typisk giver omkring 2E 6 mesenkymceller). Centrifuger ved 200 xg i 5 minutter og derefter supernatanten. Re-suspendere med 75% Matrigel (BD Biosciences,San Jose, Californien, blandet med 25% koldt HBSS for lettere håndtering), og placer røret i is i sub-renal kapsel injektion.

3.. Transplantation af væv rekombinant Nedenunder Renal Capsule

  1. Forbered en steril kirurgisk område.
  2. Bedøver en mandlig athymiske nøgne mus med ketamin / xylazin ip, bruge en frisk blanding indeholdende et 01:01:08-forhold af ketamin: xylazin: saltvand. Dosering er 100 mg / kg Ketamin og 2,5 mg / kg xylazin. Dyr reagerer på en tå-pinch bør være fuldt under for 20-30 min.
  3. Kirurgisk forberede musen ved barbering operationsstedet (hvis ikke bruger en nøgen mus), udrensning med tre alternerende klude af 70% alkohol efterfulgt af betadinopløsning og anvende en kirurgisk afdækningsstykke.
  4. Put øjet fugt salve (Altalube øjensalve) for øjnene af musen for at forhindre udtørring under anæstesi.
  5. Under operationen, er respirationshastighed og kroppens kernetemperatur af musene overvåget. De respirationsfrekvenser should være nogenlunde konstant og holdes indenfor 40-90 vejrtrækninger / min. Kroppens kernetemperatur overvåges med observation af farven på slimhinderne og de lyserøde fodsålerne.
  6. Foretag en 1,0 cm lang langsgående incision i huden på ryggen. Fortsæt med at skære bugvæggen i en 0,5 cm langsgående snit.
  7. Forsigtigt klemme nyren ud af maven og holde nyrerne overfladen fugtig ved hjælp dråber sterilt saltvand.
  8. Forsigtigt punktere nyrekapslen med en tom 27-gauge sprøjte nål. En meget lavvandet punktering er tilstrækkelig. Dette vil være, hvor du indsætter din stump nål at injicere din mobiltelefon blanding.
  9. Fyld en 28-gauge stump sprøjte nål med 10 pi af din celle blanding. Sæt langsomt punkturstedet og trænger ind i nyren parenkym at nå til området under renal kapsel. Indsprøjtes 10 ul af cellulære blanding til dannelse af en bolus på nyren under nyrekapslen. Tilbagetrækning nålen.
  10. Retur nyrerne til abdominal hulrum. Fastgør den muskulære lag af bughinden med 4-0 nylonsuturer.
  11. Luk huden med enten sutur eller hæftning.
  12. Rens blod fra huden ved hjælp af sterilt saltvand.

4.. Postoperativ analgesi og overvågning

  1. Injicere dyret med buprenorphin (0,1 mg / kg hver 12. time) eller ketoprofen (3-5 mg / kg i saltvand hver 12 timer) til at styre post-operative smerter, og 1 ml 37 ° C saltvand IP til at holde dyret varm og undgå dehydrering.
  2. Aflive dyret i en ren bur og placere den på en mild varmepude.
  3. Send dyrene tilbage til dyr plads, når de igen kommer til bevidsthed og flytter inden for buret.
  4. Overhold dyret dagligt for uventede tegn på sygdom og infektion for de følgende tre dage. Musene overvåges med observation af aktiviteterne i bure herunder Adgang mad og vand 1 dag efter operationen. Hvis musene viser færre aktiviteter, Ketoprofen er intraperitonealt annoncebetjente igen en gang om dagen.
  5. Fjern skindet hæfteklammer eller suturer to uger post-kirurgi.
  6. Xenograft væv kan høstes så tidligt som 8 uger efter kirurgi. Xenotransplantater kan afbildes in vivo ved hjælp af små-dyr ultralyd (figur 2A), og faste væv kan være sektioneret og farvet for forskellige proteiner ved hjælp immunhistokemi (figur 3).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Med udgangspunkt i den spændende beretning af Taylor et al. Har vores laboratorium udviklet en engraftment protokol ved hjælp af almindeligt anvendte H1 (NIH-udpegede WA01, genetisk mandlige) humane embryonale stamceller linje. 1. Denne linje er blevet grundigt testet for kvalitetskontrol og er karyotypisk normal 13 Når dyrkes korrekt, kan hES celler opretholdes, udvidet, og kryokonserveres i en udifferentieret og pluripotente tilstand vha. et feeder-fri dyrkningsmetode (feeder-fri systemer kommercielt tilgængelige via Stem Cell Technologies, Vancouver BC).. 14. Vores protokol beskæftiger enkelt celle suspensioner af hESCs kombineret med enkelte cellesuspensioner af E18 rotte UGSM og injiceres under renal kapsel voksne mandlige immunkompromitterede mus. Som vigtige kontroller implanteret USGM alene giver ingen mærkbar vækst, mens hESCs implanteret uden UGSM danner store teratomer (figur 2B). 15. Det er vores erfaring, implantatation af UGSM uden at forurene rotte epitelceller aldrig resulterer i væv vækst, mens rekombination af UGSM plus hESCs resultater i robust vækst over 80% af tiden (efter 8 uger størrelser fra 1 mm til 5 mm, med over 80% af vævet indeholdende kirtelepitel). I rekombinanter indeholdende både hESCs og UGSM er tidligt glandulær dannelse observeret efter 4 uger, og efter 8 uger fuldt dannet, er prostata specifikt antigen (PSA)-positiv human prostata epitel dannes (figur 3). Disse kirtler indeholder Androgen receptor (AR)-positive luminale-sekretoriske celler, som ikke er til stede én uge efter vært kastration. Vigtigere, at disse kirtler er positive for human-specific og prostata-specifikt protein PSA. Yderligere farvning dokumenter, at sådanne menneskelige kirtler synes at være non-maligne, da de ikke udtrykker alfa-methylacyl-CoA racemase (AMACR), som er en prostatakræft-specifik markør. 16.

ether.within-page = "altid"> Figur 1
Figur 1. Isolering af Urogenital Sinus fra en E18.5 Rat Embryo. A. E18.5 rotte foster. Det hvide faste linje angiver placeringen at gennemskære embryoet. B. E18.5 hanrotte foster. De sorte stiplede linjer angiver blæren, urogenitale sinus, endetarm og udviklingslandene testikler. C. E18.5 hunrotte foster. De sorte stiplede linjer angiver blæren, urogenitale sinus og livmoder. D. blæren og urogenital sinus fjernet fra E18.5 rotte foster. Imens optrukne linie angiver positionen for at fjerne blæren. Den sorte stiplede linje og hvid pil angiver epitel rør. Den hvide pil hoved viser den urogenitale sinus mesenkym.

7/50327fig2.jpg "alt =" Figur 2 "fo: content-width =" 4in "fo: src =" / files/ftp_upload/50327/50327fig2highres.jpg "/>
Figur 2. Ultralyd billeddannelse og grov morfologi in vivo væv implanteret stammer fra UGSM og hESCs. A. Ultralydsscanning af voksende implanteret tillader levende dyr analyser i løbet af forsøget. Billedet blev taget 8 uger efter kirurgi ved hjælp af en Vevo 2100 lille dyr ultralyd (Visualsonics, Toronto, ON). . Cirklede området repræsenterer den voksende væv xenotransplantatet på nyrerne overfladen B. På den eksperimentelle endpoint, hES celler kombineret med rotte UGSM (rUGSM) danner en synlig vævsmasse på nyrerne overfladen (venstre panel), hES celler implanteres alene danne store teratomer som forventet (midterste panel) og UGSM implanteret alene undlader at danne nogen mærkbar struktur (højre panel).

. Jpg "alt =" Figur 3 "fo: content-width =" 6in "fo: src =" / files/ftp_upload/50327/50327fig3highres.jpg "/>
Figur 3. Dannelse af humane prostata epiteler fra humane embryonale stamceller linje WA01 (H1). ES-celler blev rekombineret med gnavere UGSM og implanteret under nyrekapslen af intakte mandlige nøgne mus. Efter en vækstperiode på 8 uger, er human prostata kirtelepitel dannet som dokumenteret af AR, p63, og menneskelig-begrænset PSA farvning. En uge efter vært kastration, AR-positive, PSA-positive luminale lag ikke er til stede, dokumenterer karakteristisk androgen-afhængighed. Prostatavæv er non-maligne som påvist ved en mangel på AMACR farvning. Desuden blev Chra-positive neuroendokrine celler opdages. Non-maligne humane prostatavæv blev anvendt som en kontrol for AR, PSA, og p63, en prostata tumor blev anvendt som en positiv kontrol for kræft-specifik AMACR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tissue rekombination hjælp UGSM er en utrolig nyttig teknik til at undersøge udviklingen af ​​prostata og de molekylære begivenheder, der fører til prostatakræft initiering. Den induktive potentiale UGSM har været anvendt til mange applikationer i prostata forskning, disse omfatter øget tumor tage af prostata cellelinjer og tumorer, studerer stromal-epiteliale interaktioner, og danner tværs af arterne prostata rekombinanter 7,17-20 Korrekt forberedelse af UGSM. imidlertid er afgørende for eksperimentel succes som kontaminerende gnaver epitel vil resultere i glandulær dannelse og kan forvirre resultaterne. Således adskillelsen af ​​UGSM fra UGSE (Trin 2.4) er langt den mest kritiske, og også mest tricky skridt i protokollen. For at styre en sådan forurening, er brugen af ​​teknikker til at skelne mellem arterne opfordres kraftigt til, samt en ekstra eksperimentel arm hjælp UGSM alene at dokumentere nogen kirtel dannelse fra cellular forureninger. 12.

Den seneste udvikling af feeder-fri hES dyrkning reagenser og metoder tillader rene populationer hES celler skal dyrkes, udvidet og kryopræserveret. 14. Desuden udvidet brug af lentiviral genlevering tillader stabil genomisk stiftelse og ekspression af gener af interesse. 21,22 Disse kombinerede forskud mulighed for genetisk manipulation af rene hES kulturer, når de kombineres med den induktive potentiale af prostata embryonale UGSM, vil tillade in vivo generering af humane prostata kirtler udtrykker specifikke gener af interesse. Desuden ville denne teknik kunne godtage induceret pluripotente stamcellelinjer (iPSCs) stammer fra voksne værter og genetisk modificerede celler. 23,24 Brug definerede proteiner, viser vi, at en sådan embryonale-afledt human prostata epitel synes meget ens til voksen human prostata epitheler, men på globalt molekylært niveau er der sikker på at værenogle forskelle i genekspression, som bør tages i betragtning. For at tage højde for dette, bør efterforskerne bruge en udvidet stikprøvestørrelse og overveje laser-capture mikrodissektion (LCM) tilgange og sammenlignende genekspressionsanalyse platforme at validere de molekylære profiler af deres væv sammenlignet med voksne humane væv. Alligevel dannelsen af ​​humane prostata kirtelepitel med et serielt dyrket og feeder-fri stamcelle linje har potentiale til at lette talrige molekylære undersøgelser vedrørende prostata funktion og kræft initiering.

Vor teknik udnytter single cellesuspensioner af både UGSM og hESCs, som muliggør anvendelsen af ​​lentiviral infektion og flow sortering fremgangsmåder, samt mere præcis kontrol af cellulære mængder. Dette kan imidlertid formindske den induktive potentiale UGSM. En alternativ fremgangsmåde har været at bruge ikke-dissocierede UGSM (efter trin 2.5), før collagenasefordøjelse)og enten direkte inkubation med ES-celler, eller indlejring celler inden for en kollagen løsning. 4. at implantere disse væv under den renale kapsel, ville en alternativ teknik er at lave et snit i den renale kapsel, skabe en lille lomme under nyrekapslen oven i nyrerne, og fysisk placere cellemassen i denne lomme. 4,20

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikt med arbejdet præsenteres.

Acknowledgments

Vi ønsker at anerkende den støtte fra University Of Chicago Section of Urology ledet af Dr. Arieh Shalhav, og direktøren for urologiske Research Dr. Carrie Rinker-Schaeffer. Vi vil også gerne anerkende den støtte fra University of Chicago Comprehensive Cancer Center (UCCCC), ledet af Dr. Michelle Le Beau. Vi er også med til at takke ekspert teknisk assistance af Human Tissue Resource Center core facilitet ledet af Dr. Mark Lingen, og bistand fra Leslie Martin og Mary Jo Fekete. Vi takker også Immunohistokemi Core Facility drives af Terri Li. Dette arbejde blev finansieret af University of Chicago Kirurgisk afdeling, Afdeling for Urologi, en American Cancer Society Institutional Research Grant (ACS-IRG, # IRG-58-004), en Cancer Center Support Grant (P30 CA14599) The Brinson Foundation, den Alvin Baum Family Fund, The University of Chicago Cancer Research Foundation Kvinders bestyrelse, S. Kregel er understøttet af en HHMI: Med-ind-Grad Fellowshofte (56006772) og et Cancer Biology Training Grant (T32-CA09594). Endelig vil vi gerne takke Robert Clark, Dr. VenkateshKrishnan og Nathan Stadick for deres kritiske evaluering af manuskriptet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS) GIBCO 14170
DMEM/F12 GIBCO 11330
R1881 Sigma 965-93-5 Mix to 1 ug/ml in Ethanol (1,000x stock)
NEAA GIBCO 11140
Pen-Strep Solution GIBCO 15070 100x stock
Matrigel BD Biosciences 354230
KETASET (ketamine hydrochloride) Fort Dodge Animal Health NDC 0856-2013-01 100 mg/ml; dilute 1:10 in sterile saline
AnaSed (xylazine) VET-A-MIX, Inc. NADA 139-236 20 mg/ml; dilute 1:10 in sterile saline
Trypsin BD Biosciences 215240
Collagenase Sigma C2014
Ketoprofen Fort Dodge NDC 0856-4396-01 100 mg/ml; dilute 1:1,000 in sterile saline
Altalube eye ointment Altaire Pharmaceuticals, Inc. NLC 56641-19850
Leica MZ16 F Stereomicroscope Leica Any good dissecting scope can be used.
Vannas spring scissors Fine Science Tools 15001-08
Syringe Hamilton 84855
Hamilton Needle, Small RN, 28 gauge, 0.5inches, Point Style #3 (Blunt) Hamilton 7803-02 Custom Needle
Ethanol Prep Pads Fisher Scientific 06-669-62
Sterile Gauze Pads Fisher Scientific 22-415-469
Ethicon Vicryl Suture (4-0 FS-2) MedVet International J392H Needle-in, dissolvable suture
Autoclip 9 mm Wound Clips Becton Dickenson 427631
PVP Iodine Prep Pads Fisher Scientific 06-669-98
Dissector scissor with blunt end Fine Science Tools 14072-10
Dumont fine tip forceps Fine Science Tools 11252-50
Needle holder with Scissor Fine Science Tools 12002-14

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Taylor, R. A., et al. Formation of human prostate tissue from embryonic stem cells. Nat. Methods. 3, 179-181 (2006).
  2. Cunha, G. R., Chung, L. W. Stromal-epithelial interactions--I. Induction of prostatic phenotype in urothelium of testicular feminized (Tfm/y) mice. J. Steroid Biochem. 14, 1317-1324 (1981).
  3. Cunha, G. R., Chung, L. W., Shannon, J. M., Taguchi, O., Fujii, H. Hormone-induced morphogenesis and growth: role of mesenchymal-epithelial interactions. Recent Prog. Horm. Res. 39, 559-598 (1983).
  4. Staack, A., Donjacour, A. A., Brody, J., Cunha, G. R., Carroll, P. Mouse urogenital development: a practical approach. Differentiation. 71, 402-413 (2003).
  5. Cunha, G. R., et al. Normal and abnormal development of the male urogenital tract. Role of androgens, mesenchymal-epithelial interactions, and growth factors. J. Androl. 13, 465-475 (1992).
  6. Cunha, G. R., et al. Growth factors as mediators of androgen action during the development of the male urogenital tract. World J. Urol. 13, 264-276 (1995).
  7. Aboseif, S., El-Sakka, A., Young, P., Cunha, G. Mesenchymal reprogramming of adult human epithelial differentiation. Differentiation. 65, 113-118 (1999).
  8. Marker, P. C., Donjacour, A. A., Dahiya, R., Cunha, G. R. Hormonal, cellular, and molecular control of prostatic development. Dev. Biol. 253, 165-174 (2003).
  9. Cunha, G. R., Sekkingstad, M., Meloy, B. A. Heterospecific induction of prostatic development in tissue recombinants prepared with mouse, rat, rabbit and human tissues. Differentiation. 24, 174-180 (1983).
  10. Van der Griend, D. J., et al. The Role of CD133 in Normal Human Prostate Stem Cells and Malignant Cancer Initiating Cells. Cancer Res. 68, 9703-9711 (2008).
  11. Van der Griend, D. J., Konishi, Y., De Marzo, A. M., Isaacs, J. T., Meeker, A. K. Dual-label centromere and telomere FISH identifies human, rat, and mouse cell contribution to Multispecies recombinant urogenital sinus xenografts. Prostate. , (2009).
  12. Vander Griend, D. J., Konishi, Y., De Marzo, A. M., Isaacs, J. T., Meeker, A. K. Dual-label centromere and telomere FISH identifies human, rat, and mouse cell contribution to Multispecies recombinant urogenital sinus xenografts. Prostate. 69, 1557-1564 (2009).
  13. Thomson, J. A., et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science. 282, 1145-1147 (1998).
  14. Ludwig, T. E., et al. Feeder-independent culture of human embryonic stem cells. Nat. Methods. 3, 637-646 (2006).
  15. Prokhorova, T. A., et al. Teratoma formation by human embryonic stem cells is site dependent and enhanced by the presence of Matrigel. Stem Cells Dev. 18, 47-54 (2009).
  16. Hameed, O., Sublett, J., Humphrey, P. A. Immunohistochemical stains for p63 and alpha-methylacyl-CoA racemase, versus a cocktail comprising both, in the diagnosis of prostatic carcinoma: a comparison of the immunohistochemical staining of 430 foci in radical prostatectomy and needle biopsy tissues. Am. J. Surg. Pathol. 29, 579-587 (2005).
  17. Wang, Y. A human prostatic epithelial model of hormonal carcinogenesis. Cancer Res. 61, 6064-6072 (2001).
  18. Yao, V., Parwani, A., Maier, C., Heston, W. D., Bacich, D. J. Moderate expression of prostate-specific membrane antigen, a tissue differentiation antigen and folate hydrolase, facilitates prostate carcinogenesis. Cancer Res. 68, 9070-9077 (2008).
  19. Cunha, G. R., Cooke, P. S., Kurita, T. Role of stromal-epithelial interactions in hormonal responses. Arch. Histol. Cytol. 67, 417-434 (2004).
  20. Xin, L., Ide, H., Kim, Y., Dubey, P., Witte, O. N. In vivo regeneration of murine prostate from dissociated cell populations of postnatal epithelia and urogenital sinus mesenchyme. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, Suppl 1. 11896-11903 (2003).
  21. Yu, X. Lentiviral vectors with two independent internal promoters transfer high-level expression of multiple transgenes to human hematopoietic stem-progenitor cells. Mol. Ther. 7, 827-838 (2003).
  22. Anderson, J. S., Bandi, S., Kaufman, D. S., Akkina, R. Derivation of normal macrophages from human embryonic stem (hES) cells for applications in HIV gene therapy. Retrovirology. 3, 24 (2006).
  23. Takahashi, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 126, 663-676 (2006).
  24. Maherali, N., et al. A high-efficiency system for the generation and study of human induced pluripotent stem cells. Cell Stem Cell. 3, 340-345 (2008).

Tags

Stem Cell Biology Medicine Biomedical Engineering Bioengineering Cancer Biology Molekylærbiologisk Institut cellebiologi anatomi fysiologi kirurgi embryonale stamceller økonomiske og sociale råd sygdomsmodeller Animal celledifferentiering Urogenital System prostata Urogenital Sinus mesenchyme Stamceller dyremodel
Dannelse af humane prostata Epitel Brug Tissue rekombination af Rodent Urogenital Sinus mesenkymet og menneskelige stamceller
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cai, Y., Kregel, S., Vander Griend,More

Cai, Y., Kregel, S., Vander Griend, D. J. Formation of Human Prostate Epithelium Using Tissue Recombination of Rodent Urogenital Sinus Mesenchyme and Human Stem Cells. J. Vis. Exp. (76), e50327, doi:10.3791/50327 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter