In normalen Geweben oder Tumoren haben Zellen umfangreiche Möglichkeiten, sich in einer dreidimensionalen Organisation an ihre Nachbarn zu halten, und dies wird in der Kultur durch das Wachstum von Zellen mit hoher Dichte nachgeahmt. Die Zell-zu-Zell-Adhäsion wird hauptsächlich über Cadherinrezeptoren vermittelt, die die Zell- und Gewebearchitektur definieren. Interessanterweise wurde vor kurzem gezeigt, dass Cadherine auch eine mächtige Rolle bei der Signaltransduktion spielen, insbesondere bei der Überlebenssignalisierung1. Paradoxerweise wurden einige dieser Zell-zu-Zell-Adhäsionssignale, die von Cadherinen ausgingen, vor kurzem sowohl von der Differenzierung als auch von der Neoplasie geteilt2. Hier beschreiben wir Methoden der Induktion und Bewertung der Differenzierung in zwei repräsentativen Arten von Mausbrustepithelzelllinien, HC11 und EpH4.
Die HC11 Maus Brust epitheliale Zelllinie kann ein nützliches Modell für die Untersuchung der Epithelzelldifferenzierung bieten. HC11-Zellen sind eine VON COMMA-1D abgeleitete Zelllinie, die aus der Brustdrüse einer mittelschwangeren Balb/c-Maus3stammt. Im Gegensatz zu anderen COMMA-1D-Derivateklonen hat der HC11-Klon keine Anforderung an exogen zugesetzte extrazelluläre Matrix oder Kokultivierung mit anderen Zelltypen zur In-vitro-Induktion des endogenen -casein-Gens durch lactogene Hormone3. Diese Zelllinie wurde in Differenzierungsstudien ausgiebig verwendet, da sie wichtige Eigenschaften des normalen Brustepithels beibehalten hat: HC11-Zellen können dasduktale Epithel teilweise in einem gereinigten Brustfettpad 4 rekonstituieren. Darüber hinaus können sie in einer zweidimensionalen (2D) Kultur unterscheiden, wenn sie zu Zusammenfluss an einer Kunststoff Petri schale Oberfläche in Gegenwart eines Steroids wie HYdrocortison oder Dexamethason, zusätzlich zu Insulin und PRolactin (HIP Medium) ohne epidermale Wachstumsfaktor (EGF), ein Inhibitor der Differenzierung5,6,7. Unter diesen Bedingungen produzieren HC11-Zellen Milchproteine wie z.B. '-Casein und WAP, die durch Western Blotting innerhalb von 4 Tagen nach der Induktion nachweisbar sind. Gleichzeitig bildet ein Teil der HC11-Zellen rudimentäre Brustdrüsenstrukturen, die auf stochastische Weise als "Dome" bezeichnet werden. Kuppeln sind 4–5 Tage nach der Induktion sichtbar und nehmen bis zum Tag 10 allmählich zu, zusammen mit einer Erhöhung der Produktion von '-Casein8. Interessanterweise besitzen HC11-Zellen mutierte p539und stellen daher einen präneoplastischen Zustand dar. Aus diesem Grund eignet sich das HC11-Modell ideal, um Signalnetze der Differenzierung in Verbindung mit Neoplasie im selben Zellsystem zu untersuchen.
EpH4-Zellen, ein Derivat von IM-2-Zellen, sind eine nichttumorogene Zelllinie, die ursprünglich aus spontan verewigten Maus-Mamma-Erüsen-Epithelzellen abgeleitet wurde, die aus einer mittelschwangeren Balb/c-Maus10isoliert wurden. EpH4-Zellen bilden kontinuierliche epitheliale Monolayer in der 2D-Kultur, differenzieren sich aber nicht in drüsenähnliche Strukturen10,11. Nach dem 3D-Wachstum in einem Material, das aus einer Mischung von extrazellulären Matrixproteinen besteht, die von EHS-Maussarkomzellen12 (EHS-Matrix, Matrix oder Matrigel, siehe Tabelle der Materialien)produziert werden, können EpH4-Zellen jedoch zusätzlich zur Stimulation mit HIP die Anfangsstadien der Brustdrüsendifferenzierung rekapitulieren. Unter diesen Bedingungen bilden EpH4-Zellen Sphäroide (auch Mammosphären genannt), die eine apikal-basale Polarität und ein hohles Lumen aufweisen und in der Lage sind, die Milchproteine -Casein und WAP zu produzieren, ähnlich wie lakierende Brustepithelzellen. Im Gegensatz zu HC11-Zellen, die undifferenziert sind, und einige exprimieren mesenchymale Marker13, EpH4-Zellen zeigen eine rein luminale Morphologie14. EpH4-Zellen wurden auch berichtet, Milchproteine in 2D-Kultur durch Stimulation mit Dexamethason, Insulin und Prolaktin15zu produzieren. Dieser Ansatz schließt jedoch die Untersuchung von regulatorischen Effekten aus, die die Mikroumgebung der Brustdrüse in der 3D-Kultur imitieren.