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Cancer Research

食管腺癌类器官的传代培养和冷冻保存:单细胞消化的利弊

Published: July 6, 2022 doi: 10.3791/63281
* These authors contributed equally

Summary

该协议描述了食管腺癌类器官的传代培养和冷冻保存方法,有和没有单细胞消化,使研究人员能够根据其实验设计选择适当的策略。

Abstract

缺乏反映原发病的合适的转化研究模型来探索肿瘤发生和治疗策略是食管腺癌(EAC)的主要障碍。患者来源的类器官(PDO)最近已成为各种癌症中一种非凡的临床前模型。但是,可用于开发 EAC PDO 的协议仍然有限。一旦建立了PDO,繁殖和低温保存对于进一步的下游分析至关重要。在这里,两种不同的方法已经标准化为EAC PDO传代培养和冷冻保存,即有和没有单细胞消化。这两种方法都可以可靠地获得适当的细胞活力,并适用于不同的实验设置。目前的研究表明,用单细胞消化传代培养EAC PDO适用于大多数需要细胞数量控制,均匀密度和有利于尺寸跟踪的空心结构的实验。然而,基于单细胞的方法在培养物中以及在从冷冻库存重新培养后显示出较慢的生长。此外,单细胞消化的传代培养的特点是形成具有空心核心的中空结构。相反,在不进行单细胞消化的情况下处理EAC PDO有利于冷冻保存,扩增和组织学表征。在该协议中,描述了具有和不具有单细胞消化的EAC PDO的传代培养和冷冻保存的优缺点,以使研究人员能够选择适当的方法来处理和研究其类器官。

Introduction

食管癌 (EC) 是全球第十大常见和第六大癌症死因1.食管腺癌(EAC)是EC的主要组织学亚型之一,主要发生在西方国家2。近十年来,包括德国在内的许多发达国家的 EAC 发病率显著增加3。由于癌症的侵袭性和肿瘤发展早期缺乏症状,EAC患者的整体预后较差,5年生存率约为20%245

自二十世纪末以来,已经为EAC的生物医学研究建立了几种模型。20世纪90年代建立的经典人类EAC细胞系6,扩展了我们对EAC肿瘤生物学,肿瘤遗传学以及抗肿瘤策略的知识,并广泛用于EAC研究。此外,一些研究小组通过手术或炎症方法将动物暴露于已知的风险因素(例如胃食管反流)来成功开发了EAC或Barrett食道的动物模型789。此外,开发了患者源性异种移植(PDX)模型,该模型将EAC原发性癌组织皮下或原位植入免疫缺陷小鼠中,以模拟人EAC肿瘤生物学行为和肿瘤环境101112。然而,尽管这些模型改善了临床应用,并且我们对EAC肿瘤发生和进展背后的分子机制的理解,但将这些研究模型的结果外推到人类仍然存在重大挑战。

患者来源的肿瘤类器官(PDO)在3D培养系统中生长,该系统在体外模仿人类发育和器官再生。PDO由患者的原代组织产生,概括了人类肿瘤的分子和表型特征,并在药物开发和个性化癌症治疗中显示出有希望的应用1314。通过比较10例EAC PDO与其配对的肿瘤组织,据报道EAC PDO与原发肿瘤具有相似的组织病理学特征和基因组学景观,保留了肿瘤内的异质性并促进了体外有效的药物筛选15。EAC PDO还用于研究EAC肿瘤细胞与患者来源的癌症相关成纤维细胞(CAFs)的相互作用,表明在肿瘤微环境研究领域的强大应用16。不幸的是,可用于开发和传播 EAC PDO 的协议有限。在这里,详细描述了两种不同的传代培养和保存EAC PDO的方法:有和没有单细胞消化。维护EAC PDO及其应用的标准化方法可以支持研究人员在EAC PDO研究中为不同目的选择适当的方法。

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Protocol

成熟且生长良好的PDO培养物是该协议中描述的成功传代培养和冷冻保存的基础。在这里,EAC PDO是使用Karakasheva T. A.等人17描述的方案从EAC患者的原发肿瘤组织中产生的。EAC组织是在BioMaSOTA的批准下从生物库中收集的(由科隆大学伦理委员会批准,ID:13-091)。

注意:EAC PDO已在37°C和5%CO2的加湿培养箱中使用PDO培养基进行培养(表1)。在以下步骤中,详细介绍了两种传代方法。建议使用12孔板对PDO进行传代培养,每孔的接种密度为三个细胞外基质(ECM)凝胶圆顶,因为它允许灵活地使用每个孔和适当数量的PDO用于不同目的。在处理PDO时,无菌技术是强制性的。

1. 提前准备

  1. 在传代培养之前,通过将12孔板放入37°C CO2培养箱中过夜来预热板,以确保板完全升温。如果可用,使用具有当前PDO培养物的板中的空孔。
    注意:建议在37°C下连续储存1-2个新鲜板,以实现灵活的传代计划。
  2. 预冷 1,000 μL 和 200 μL 吸头,在 -20 °C 下使用宽孔口(建议连续储存)。在4°C下预冷离心。
  3. 将旋转培养箱的温度设置为37°C(如果进行单细胞消化)。
  4. 将适当体积的ECM凝胶在冰上孵育1小时以液化。将细胞回收溶液放在冰上。

2. 采集类器官

  1. 从CO2培养箱中取出带有生长PDO的板。
  2. 使用真空泵吸出旧介质。
    注:避免触摸半球罩。
  3. 向孔中加入适当体积的冰冷细胞回收溶液(500μL/圆顶)。
  4. 通过上下移液几次来分解ECM凝胶,使用具有宽孔的1,000μL吸头将ECM凝胶圆顶破碎成小块。
  5. 将PDO,ECM凝胶和细胞回收溶液的混合物从最多两个孔(六个圆顶)中混合,并将其转移到5 mL低结合管中(如果更多的孔用于传代培养,请使用第二个管)。
    注意:或者,如果ECM凝胶未完全溶解,则在PDO,ECM凝胶和细胞回收溶液的混合物中再加入1.5 mL细胞回收溶液。
  6. 将步骤2.5中含有混合物的试管在冰上孵育20分钟,通过倒置试管5次每5分钟混合一次,以确保ECM凝胶的液化。
  7. 在4°C下以500× g 离心4分钟。
  8. 如果离心后有可见且稳定的沉淀,请继续执行步骤2.10。否则,请继续执行步骤 2.9。
  9. 如果没有可见的沉淀,并且PDO似乎仍然卡在凝胶相中,请用真空泵小心地除去上清液,直到达到含有ECM凝胶- PDO-溶液的相并加入3mL冰冷的细胞回收溶液。
    1. 将管倒置几次,并在冰上再孵育10分钟。通过不时倒置管子进行混合。
    2. 在4°C下以500× g 离心4分钟,继续步骤2.10。
  10. 使用真空泵或1,000μL移液器小心地丢弃上清液。尽量去除上清液。
    注意:由于管的结合面较低,颗粒不会像往常一样稳定。
  11. 将PDO沉淀物储存在冰上,并根据不同的目的继续执行步骤3(不消化)或步骤4(单细胞消化)。

3. 不消化的传代培养

注意:此方法旨在增加PDO的大小和密度。更大的尺寸和更高的密度有利于包埋过程,组织学表征和PDO扩增。根据PDO分裂比(基于PDO的密度,建议比例在1:3和1:6之间),将步骤2.8中的沉淀重悬于适当体积的液体ECM凝胶中。

  1. 从 -20 °C 冰箱中取出预冷的 200 μL 和 1,000 μL 吸头,并加宽孔口,并将其放在干净的工作台上。
  2. 使用预冷的1,000μL吸头将步骤2.11中的沉淀重悬于ECM凝胶中。通过上下移液约10次进行混合,以确保PDO不会结块并且均匀分布在ECM凝胶中。
    注意:使用50μL ECM凝胶/圆顶。始终计算一个圆顶超过所需(例如,对于九个圆顶(即三个孔),将沉淀重悬于500μL液体ECM凝胶(450 + 50μL额外)中。尽量避免在重悬过程中产生气泡!
  3. 在播种圆顶之前,从培养箱中取出预热的12孔板。
  4. 将含有50μL ECM凝胶的种子圆顶放入温板(三个圆顶/孔)中。避免将气泡移液到ECM凝胶球室中。
  5. 将板放回37°C和5%CO2培养箱中,孵育20-30分钟以固化ECM凝胶。
  6. 小心地加入预热的PDO培养基(表1),不要干扰圆顶。
  7. 培养PDO7-14天,直到达到所需的密度和形态。

4. 单细胞消化传代培养

注:以下步骤旨在增加每个半球摄像机的 PDO 数量。单细胞消化有助于细胞数量控制和PDO扩增。

  1. 通过混合2mL 0.25%胰蛋白酶EDTA和20μL DNase I(用于消化三个圆顶)来制备消化培养基。
  2. 将步骤2.11中的沉淀与适当体积的预热的0.25%胰蛋白酶-EDTA + DNase I重悬,并使用1,000μL移液管上下移液将其混合约10次(使用正常的1,000μL吸头)。
  3. 在37°C下在旋转培养箱中孵育10分钟,转速至少为28rpm。
  4. 准备含有6mL大豆胰蛋白酶抑制剂(STI, 表2)溶液的15mL管(每2mL0.25%胰蛋白酶- EDTA)。
  5. 消化后,用1,000μL移液器将消化的PDO彻底混合几次以破坏PDO。
  6. 将消化的PDO转移到含有STI溶液的15mL管中以停止消化过程。
  7. 在4°C下以500× g 离心4分钟。 使用真空泵或1,000μL移液器小心地丢弃上清液。将沉淀重悬于1mL基础培养基中(表3)。
  8. 使用自动细胞计数器或血细胞计数器确定细胞浓度和活力。
  9. 种子将PDO消化到12孔板中,每个圆顶具有2 x 104 个细胞。
    1. 根据计划用于接种的圆顶计算细胞数量,并将其转移到新鲜的1.5 mL低结合管中。
      注意:计算多一个半球(+ 2 x 104 个额外的单元格)。例如,要将三个圆顶播种到一个孔中,取8 x 104 (2 x 104 * 3 + 2 x 104 额外)细胞。
    2. 在4°C下以500× g 离心4分钟。
    3. 如果没有可见的沉淀,请记住离心机内管的方向,以了解沉淀的位置。
    4. 使用1,000μL移液管小心地丢弃上清液。尽可能在不干扰沉淀的情况下除去上清液。
    5. 使用具有预冷的1,000 μL宽孔头(50 μL /圆顶+ 50 μL额外)的1,000 μL移液器向沉淀液中加入适当体积的ECM凝胶。
    6. 按照步骤 3.3-3.7 进行操作。

5. 消化和未消化PDO的冷冻保存

注意:单细胞消化和未消化的PDO适用于制备冷冻备用储备。请注意,从单细胞冷冻储液中重新培养的PDO需要更长的时间才能恢复并达到一定大小。

  1. 未消化的PDO的冷冻保存。
    1. 从步骤2.8开始用沉淀开始冷冻保存过程。使用500μL冷冷冻培养基重悬沉淀并将其转移到低温小瓶中。
      注意:每个小瓶存放两个圆顶。
    2. 使用适当的细胞冷冻容器在-80°C冰箱中冷冻PDO过夜。
  2. 单细胞消化PDO的冷冻保存
    1. 收获并消化PDO后,从步骤4.8开始冷冻保存。
    2. 要储存一个低温小瓶,将4-5 x 105 个细胞转移到新鲜的1.5 mL低结合管中。
      注意:存放三个圆顶/小瓶。
    3. 在4°C下以500× g 离心4分钟。 使用1,000μL移液器小心地丢弃上清液。尽可能在不干扰沉淀的情况下除去上清液。
    4. 将沉淀重悬于适当体积的冷冻培养基(500μL /小瓶)中,并将其转移到低温小瓶中。
    5. 使用适当的细胞冷冻容器在-80°C冰箱中冷冻PDO过夜,并将其转移到-150°C冰箱或液氮中长期储存。

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Representative Results

该协议介绍了包括具有和不具有单细胞消化的EAC PDO的传代培养和冷冻保存的程序。

图1 显示了两种不同亚文化策略的代表性相差图片。EAC PDO达到适当的传代培养密度(图1,左)。没有单细胞消化的传代培养需要更少的时间即可达到可比的密度,并且主要导致结构紧凑(图1,顶行)。相比之下,单细胞消化的PDO显示出具有空心核心的空心结构(图1,底行)。 图2显示了苏木精 - 曙红(H&E)染色和免疫组化(IHC)染色石蜡嵌入的EAC PDO具有紧凑和空心的结构。泛细胞角蛋白(Pan-CK)能够鉴定上皮肿瘤细胞18。细胞角蛋白7(CK7)突出了腺体分化的肿瘤细胞19。紧凑的结构(顶行)主要存在于未消化的培养物中,而中空结构(底行)在经过单细胞消化的培养物中占主导地位。

图3 显示了成对的EAC组织和PDO的免疫荧光(IHC)染色,具有紧凑的结构和中空结构。Ki67突出了具有更高细胞增殖20的细胞群。Ki67(红色)和Pan-CK(绿色)在EAC原代组织,EAC PDO致密结构和EAC PDO空心结构中分布相似。 图4显示了基于单细胞的冷冻保存(左)和未消化的基于PDO的冷冻保存(右)从冷冻储备中恢复的第一天的EAC PDO的形态学特征。

图5 总结了有和没有单细胞消化的EAC PDO的传代培养过程的流程图。简而言之,一个生长良好的EAC PDO已经准备好通过。EAC PDO被收获和造粒。对于单细胞消化,PDO被酶解5-10分钟以获得单细胞,这些单细胞可能生长成中空结构,便于需要细胞数量控制,均匀密度和大小跟踪的实验。对于未消化的亚培养,PDO被拆分以获得更多的生长空间而不会酶促破坏,这些空间可能会生长成紧凑的结构,便于组织学分析,快速膨胀和更快地从冷冻保存中恢复。

Figure 1
图1:在相差显微镜下进行和不进行单细胞消化的EAC PDO传代培养的形态学特征。 EAC PDO在传代培养之前生长到一定的密度(左)。在没有单细胞消化的情况下传代培养EAC PDO时,PDO逐渐从空心结构生长到紧凑结构(右,顶行),而从单细胞生长的PDO主要显示空心结构(右,下行)。使用5倍物镜用倒置光学显微镜拍摄照片。比例尺:100 μm。 请点击此处查看此图的大图。

Figure 2
图2:EAC PDO紧凑结构和空心结构的组织学特征。紧凑结构(顶排)和空心结构(下排)的H&E染色(左),Pan-CK染色(中)和CK7染色(右)。使用20x物镜用倒置光学显微镜拍摄照片。比例尺:50 μm。请点击此处查看此图的大图。

Figure 3
图3:配对EAC组织和PDO的免疫组织化学染色。成对的EAC组织(顶行),紧凑结构(中行)和空心结构(下行)的免疫荧光(IF)染色与Pan-CK(绿色),Ki67(红色)和DAPI(蓝色)。使用20倍物镜用倒置自动荧光显微镜拍摄照片。比例尺:50 μm 。请点击此处查看此图的大图。

Figure 4
图4:从冷冻库存中回收的第一天EAC PDO的形态学特征。 在恢复的第一天,基于单细胞的冷冻保存(左)和未消化的基于PDO的冷冻保存(右)的再培养的相差图像。使用5倍物镜用倒置光学显微镜拍摄照片。比例尺:100 μm。 请点击此处查看此图的大图。

Figure 5
图 5:有和没有单细胞消化的 EAC PDO 的传代培养过程的流程图。请点击此处查看此图的大图。

股票 最终浓度 50 毫升
基底培养基(见表3) 24 毫升
Wnt-3A 条件介质 12 毫升
来自Cultrex R-Spondin Cells的R-Spondin1条件培养基 12 毫升
N-2 100 倍 1 倍 500 微升
B-27轰炸机 50 倍 1 倍 1 毫升
N-乙酰半胱氨酸 0.5 米 1 毫米 100 微升
CHIR-99021 5 毫米 0.5 微米 5 微升
重组人表皮生长因子(EGF) 100微克/毫升 250纳克/毫升 125 微升
A83-01 25 毫米 0.5 微米 1 μL
SB202190 10 毫米 1 微米 5 微升
胃泌素 100 微米 0.1 微米 50 微升
烟 酰 胺 1 米 20 微米 1 毫升
庆大霉素 50毫克/毫升 10 微米 5 微升
青霉素/链霉素 100 倍 1 倍 500 微升
两性霉素 B 250微克/毫升 0.60% 300 微升
新鲜加入中:
诺金 100微克/毫升 50 微升
Y-27632 10.5 毫米 50 微升
从原代组织中建立新的PDO或从冷冻储备中回收时添加
FGF-10a 100微克/毫升 100纳克/毫升 50 微升

表1:EAC PDO培养基的制备。

大豆胰蛋白酶抑制剂 (STI) 12.5毫克
使用 DPBS 调整至 50 mL
通过 0.2 μm 无菌过滤器过滤

表2:大豆胰蛋白酶抑制剂(STI)溶液的制备。

试剂 最终浓度
先进的DMEM/F-12 48.2 毫升
赫皮斯(1米) 500 微升 10 毫米
L-谷氨酰胺(100X) 500 微升 1 倍
青霉素-链霉素(100X) 500 微升 1 倍
两性霉素 B 300 微升 0.60%
庆大霉素(50毫克/毫升) 5 微升 5 微克/毫升

表3:基础培养基的制备。

单细胞消化
优点 缺点
细胞数量控制 包埋过程中易碎
可行性检查 通道之间需要更长的时间
适用于药物筛选、流式细胞术等 从冻结的库存中恢复时间更长
无单细胞消化
优点 缺点
形态学有利于组织学分析 PDO的扩展规模大于数量
包埋工艺稳定性更高 不适用于必须进行单细胞悬浮液的分析
从冷冻库存中快速恢复 缺乏细胞数量控制和大小跟踪

表4:使用和不使用单细胞消化传代培养EAC PDO的优缺点。

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Discussion

在该协议中,描述了EAC PDO的两种不同的传代培养和冷冻保存方法,即具有和不具有单细胞消化。几项研究建议用单细胞消化1517传代EAC PDO,这对于大多数需要细胞数量控制,均匀密度和促进大小跟踪的中空结构的实验是有益的。然而,基于单细胞的方法的特征在于从冷冻储备中重新培养后生长较慢,并且在培养期间形态不太紧凑。经验表明,基于单细胞的再培养需要2-3周的时间,以达到传代培养过程的适用密度。相比之下,没有单细胞消化的冷冻EAC PDO可以在再培养后的较短时间内(约1周)达到相同大小。一个原因可能是胰蛋白酶消化相对较长时间(10分钟)的额外压力。因此,建议以1:1.5的比例保存未消化的EAC PDO(冻结两个未消化的EAC PDO的圆顶,并播种回三个圆顶进行再栽培)。此外,由于结构紧凑,建议使用未消化的EAC PDO通过IHC或IF染色进行快速扩增和组织学表征。 4总结了两种传代方法的优缺点。

在此协议中需要注意几个关键步骤。首先,用于PDO培养的板需要在37°C培养箱中预热过夜,以确保新鲜播种的ECM凝胶圆顶的固化过程。建议使用热板将板保持在37°C,同时处理延长的播种时间。其次,在传代过程中需要低结合管,以避免显着的PDO损失。为防止ECM凝胶损失,具有宽孔口的吸头可以在使用前在-20°C冰箱中预冷。在这里,尖端的宽开口避免了收获步骤中PDO结构的损坏。接下来,建议在第一个离心步骤之前在冰上孵育PDO20分钟,以确保ECM凝胶完全液化。请注意,在离心步骤中,离心机需要设置为4°C,以使残留的ECM凝胶保持在液态。此外,对于单细胞方法,建议在胰蛋白酶孵育后使用正常的1,000μL尖端彻底混合PDO以在加入STI之前打破细胞团块,而不是直接用细胞过滤器过滤细胞悬浮液,以避免细胞损失。

可以在此协议中进行一些修改。细胞回收溶液可以用冰冷的DPBS代替,用于在收获步骤中溶解ECM凝胶。然而,经验表明,使用细胞回收溶液溶解ECM凝胶的能力更好。因此,仅建议将冰冷的DPBS作为替代备份方法。如果实验室没有配备旋转培养箱,EAC PDO可以与胰蛋白酶一起在37°C水浴中孵育,同时通过每2-3分钟倒置管子进行混合。然而,由于PDO恢复更好,因此首选血清较低或没有血清的商用冷冻培养基。

在此协议中需要解决一些限制。由于这些方法仅在EAC PDO中进行了测试,因此该协议在其他类型的PDO中的应用尚不清楚。尽管对于大多数类器官类型21,22,22,有和没有单细胞消化的传代PDO的程序是标准化的,但仍然需要尝试其他癌症类型的当前方案以确保可重复性。此外,10分钟0.25%胰蛋白酶孵育可能会在消化过程中对细胞施加压力;因此,孵育时间可能因传代前PDO条件和个体PDO多样性而异。在早期尝试期间,建议为每个EAC PDO设置不同的胰蛋白酶孵育时间。

总之,这是描述和讨论EAC PDO的传代培养和冷冻保存的第一个方案,有和没有单细胞消化。具有单细胞消化的传代培养EAC PDO适用于组间比较实验,而未消化的EAC PDO有利于组织学表征,冷冻保存和快速扩增。在这里,EAC PDO的日常维护是标准化的,为研究人员选择适当的EAC类器官生成方法提供了指导。

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Disclosures

作者声明本作品没有利益冲突。

Acknowledgments

这项工作得到了科隆大学科隆财富计划/医学院的支持。我们感谢Susanne Neiss,Michaela Heitmann和Anke Wienand-Dorweiler的技术援助。宁波范由广州市精英奖学金委员会(GESC)资助。作者感谢Joshua D'Rozario博士在语言编辑方面的帮助。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Equipment
-20°C Freezer Bosch Economic
-80°C Freezer Panasonic MDF DU500VH-PE
Automated Cell counter Thermo Fisher AMQAX1000 Countess II
Biological Safety Cabinet Class II Thermo Scientific 51022482 Herasafe KS12
Centrifuge Heraeus 75003060 Megafuge 1.0R
CO2 Incubator Thermo Scientific 50116048 Heracell 150i
Inverted automated fluorescence microscope Olympus IX83
Inverted light microscope Leica DMIL LED Fluo
Pipette 1000 µL Eppendorf 3123000063 Research Plus
Pipette 200 µL Eppendorf 3123000039 Research Plus
Rotating Incubator Scientific Industries, sc. SI-1200 Enviro-genie
Shaker Eppendorf 5355 000.011 Thermomixer Comfort
Vacuum pump Vacuubrand 20727200 BVC control
Waterbath Medingen p2725 W22
Material
15 mL tube Sarstedt 62.554.502 Inc Screw cap tube PP 15 mL
Cryo vial 2 mL Sarstedt 72.379 CryoPure 2.0 mL tube
Low bind tube 1.5 mL Sarstedt 72.706.600 Micro tube 1.5 mL protein LB
Low bind tube 5 mL Eppendorf 0030 108.302 Protein LoBind Tube 5.0 mL
Pipette tip 200 µL Starlab E1011-8000 200 µL Graduated tip, wide orifice
Pipette tip 1000 µL Starlab E1011-9000 1000 µL Graduated tip, wide orifice
Pipette tip 1000 µL Sarstedt 70.3050 Pipette tip 1000 µL
Sterile filter 0.2 µm Sarstedt 83.1826.001 Filtropur 0.2 µm sterile filter
Tissue culture plate Sarstedt 83.3921 12 well-plate
Reagent/Chemical
A83-01 Tocris 2939
Advanced DMEM/F-12 Thermo Fisher Scientific 12634010
Amphotericin B Thermo Fisher Scientific 15290026
B-27 Thermo Fisher Scientific 17504001
Cell Recovery Solution Corning 354253
CHIR-99021 MedChemExpress HY-10182/CS-0181
DNase I grade II, from bovine pancreas Sigma-Aldrich 10104159001
Dulbecco's phosphate-buffered saline (DPBS) Thermo Fisher Scientific 14190094
Extracellular matrix (ECM) gel: Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix Corning 356231
FGF-10a Peprotech 100-26-100
Freezing medium: Recovery Cell Freezing Medium Thermo Fisher Scientific 12648010
Gastrin Sigma G9020
Gentamicin-25 (25 mg/ 500 µL) PromoCell C-36030
HEPES (1 M) Thermo Fisher Scientific 15630080
L-Glutamine 200 mM (100X) Thermo Fisher Scientific 25030024
N-2 Thermo Fisher Scientific 17502-048
N-Acetylcysteine Sigma A9165
Nicotinamide Sigma N0636-100
Noggin Peprotech 120-10C-50
Penicillin-Streptomycin 10,000 U/ mL (100X) Thermo Fisher Scientific 15140122
Recombinant human epidermal growth factor (EGF) Peprotech AF-100-15
R-Spondin1 conditioned medium from Cultrex R-Spondin Cells Biotechne 3710-001-01
SB202190 MedChemExpress 152121-30-7
Trypsin inhibitor from Glycine max (soybean) Sigma-Aldrich 93620-1G
Trypsin-EDTA (0.25 %), phenol red Thermo Fisher Scientific 25200056
Wnt-3A conditioned medium Wnt-3A expressing cell line was kindly provided by Prof. Hans Clevers' group
Y-27632 Sigma Y0503

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sung, H., et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 71 (3), 209-249 (2021).
  2. Coleman, H. G., Xie, S. -H., Lagergren, J. The epidemiology of esophageal adenocarcinoma. Gastroenterology. 154 (2), 390-405 (2018).
  3. Rumgay, H., et al. International trends in esophageal squamous cell carcinoma and adenocarcinoma incidence. The American Journal of Gastroenterology. 116 (5), 1072-1076 (2021).
  4. Qian, H., et al. Clinical characteristics, prognosis, and nomogram for esophageal cancer based on adenosquamous carcinoma: a seer database analysis. Frontiers in Oncology. 11, 603349 (2021).
  5. Lagergren, J., Smyth, E., Cunningham, D., Lagergren, P. Oesophageal cancer. Lancet. 390 (10110), London, England. 2383-2396 (2017).
  6. Rockett, J. C., Larkin, K., Darnton, S. J., Morris, A. G., Matthews, H. R. Five newly established oesophageal carcinoma cell lines: phenotypic and immunological characterization. British Journal of Cancer. 75 (2), 258-263 (1997).
  7. Hashimoto, N. Expression of COX2 and p53 in rat esophageal cancer induced by reflux of duodenal contents. ISRN Gastroenterology. 2012, 1-5 (2012).
  8. Quante, M., et al. Bile acid and inflammation activate gastric cardia stem cells in a mouse model of barrett-like metaplasia. Cancer Cell. 21 (1), 36-51 (2012).
  9. Kapoor, H., Lohani, K. R., Lee, T. H., Agrawal, D. K., Mittal, S. K. Animal models of Barrett's esophagus and esophageal adenocarcinoma-past, present, and future. Clinical and Translational Science. 8 (6), 841-847 (2015).
  10. Lan, T., Xue, X., Dunmall, L. C., Miao, J., Wang, Y. Patient-derived xenograft: a developing tool for screening biomarkers and potential therapeutic targets for human esophageal cancers. Aging. 13 (8), Albany NY. 12273-12293 (2021).
  11. Liu, D. S. H., et al. APR-246 potently inhibits tumour growth and overcomes chemoresistance in preclinical models of oesophageal adenocarcinoma. Gut. 64 (10), 1506-1516 (2015).
  12. Ebbing, E. A., et al. Esophageal adenocarcinoma cells and xenograft tumors exposed to Erb-b2 receptor tyrosine kinase 2 and 3 inhibitors activate transforming growth factor beta signaling, which induces epithelial to mesenchymal transition. Gastroenterology. 153 (1), 63-76 (2017).
  13. Simian, M., Bissell, M. J. Organoids: A historical perspective of thinking in three dimensions. The Journal of Cell Biology. 216 (1), 31-40 (2017).
  14. Drost, J., Clevers, H. Organoids in cancer research. Nature Reviews Cancer. 18 (7), 407-418 (2018).
  15. Li, X., et al. Organoid cultures recapitulate esophageal adenocarcinoma heterogeneity providing a model for clonality studies and precision therapeutics. Nature Communications. 9, 2983 (2018).
  16. Ebbing, E. A., et al. Stromal-derived interleukin 6 drives epithelial-to-mesenchymal transition and therapy resistance in esophageal adenocarcinoma. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (6), 2237-2242 (2019).
  17. Karakasheva, T. A., et al. Generation and characterization of patient-derived head and neck, oral, and esophageal cancer organoids. Current Protocols in Stem Cell Biology. 53 (1), 109 (2020).
  18. Ordóñez, N. G. Broad-spectrum immunohistochemical epithelial markers: a review. Human Pathology. 44 (7), 1195-1215 (2013).
  19. Maniar, K. P., Umpires, B. Cytokeratin 7 (CK7, K7). Pathology Outlines.com website. , https://www.pathologyoutlines.com/topic/stainsck7.html (2021).
  20. Sun, X., Kaufman, P. D. Ki-67: more than a proliferation marker. Chromosoma. 127 (2), 175-186 (2018).
  21. Driehuis, E., Kretzschmar, K., Clevers, H. Establishment of patient-derived cancer organoids for drug-screening applications. Nature Protocols. 15 (10), 3380-3409 (2020).
  22. Sachs, N., et al. Long-term expanding human airway organoids for disease modeling. The EMBO Journal. 38 (4), 100300 (2019).

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癌症研究,第185期,
食管腺癌类器官的传代培养和冷冻保存:单细胞消化的利弊
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Fan, N., Raatz, L., Chon, S. H.,More

Fan, N., Raatz, L., Chon, S. H., Quaas, A., Bruns, C., Zhao, Y. Subculture and Cryopreservation of Esophageal Adenocarcinoma Organoids: Pros and Cons for Single Cell Digestion. J. Vis. Exp. (185), e63281, doi:10.3791/63281 (2022).

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