Hier präsentieren wir eine schnelle, reine und kostengünstige Methode zur Herstellung von Tumororganoiden aus der A549-Zelllinie, geeignet für Voruntersuchungen und Bildungszwecke.
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Methodenartikel
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Hier präsentieren wir eine schnelle, reine und kostengünstige Methode zur Herstellung von Tumororganoiden aus der A549-Zelllinie, geeignet für Voruntersuchungen und Bildungszwecke.
Hier beschreiben wir ein Protokoll zur Erzeugung von Zelllinien-abgeleiteten Tumororganoiden (CDTOs) aus der A549-Zelllinie des menschlichen Lungenadenokarzinoms. Das Protokoll beinhaltet die Einbettung von 2D-erweiterten A549-Zellen in Matrigel und deren Aufbewahrung in einem 3D-Kulturmedium für die Langzeitkultur. Die empfohlene Saatdichte von 500 Zellen/μL wurde als Unterstützung für eine konstante Organoidbildung bestimmt. Die resultierenden CDTOs wurden durch Hämatoxylin- und Eosin-(H&E)-Färbungen sowie Immunfluoreszenz (IF) charakterisiert. Die Organoide behielten eine hohe Expression der Lungenadenokarzinommarker Thyroid Transcription Factor 1 (TTF-1), Adhäsionsprotein E-Cadherin (ECAD) und Zytoskelettprotein Keratin 7 (KRT7) aufrecht. Darüber hinaus zeigte die Expression des tight junction-Proteins Zona Occludens 1 (ZO-1) eine dysregulierte Polarität der Tumororganoide. Dieses Protokoll bietet eine technisch unkomplizierte, kosteneffektive und rein tumoröse Organoid-Plattform für die Forschung am Lungenadenokarzinom. Seine Einfachheit und Reproduzierbarkeit machen es auch für den Laborunterricht im Grundstudium geeignet, wo es Studierenden helfen kann, grundlegende 3D-Tumororganoidkulturtechniken innerhalb eines begrenzten Laborplans zu erwerben.
Organoide sind in vitro. Selbstorganisierte dreidimensionale (3D) Strukturen, die aus Stammzellen stammen und in der Lage sind, biologische Komplexitäten realer Organe in erheblichemMaße zu reproduzieren. Die Zellen, die Organoide bilden, können aus induzierten pluripotenten Stammzellen oder gewebeabgeleiteten Zellen stammen, wobei letztere normale Stamm-/Vorläuferzellen, differenzierte Zellen und Tumorzellenumfassen 2. Im Vergleich zu traditionellen zweidimensionalen Kultursystemen und Tiermodellen können Organoide die physiologischen Eigenschaften des menschlichen Körpers näher nachahmen und gleichzeitig größere experimentelle Flexibilität bieten. Folglich wurde die Organoid-Technologie weit verbreitet in der Arzneimittelentwicklung3, der personalisierten Medizin4 und der Krankheitsmodellierung5 eingesetzt.
Zahlreiche Studien haben organoide Modelle für ein breites Spektrum von Krebsarten aufgestellt, darunter Kolorektal6, Prostata7, Bauchspeicheldrüse8, Magenkrebs9, Lebertumor10, Gallengang11, Brust12 und neuroendokrine Tumoren. Eine der größten Herausforderungen in der Tumororganoidforschung besteht jedoch darin, die Reinheit zu erhalten. So zeigte beispielsweise eine Studie an nicht-kleinzelligem Lungenkrebs, dass nur 17 % der etablierten Organoide rein tumorös waren, da Tumorproben oft eine Mischung aus normalen und bösartigen Zellen enthalten, die vor Kultur13 schwer vollständig zu trennen sind. Dieses Verunreinigungsproblem kann zur Eliminierung von Tumorzellen durch das Auswachsen von Nicht-Tumorzellen führen, die Auswertungen von Medikamentenanfälligkeitstests beeinträchtigen und zu ungenauen molekularen Analysen wie RT-qPCR oder Western Blot führen, bei denen RNAs und Proteine von Tumorzellen um unkontrollierbare Anteile kontaminierender Zellen verdünnt werden.
Um dieses Problem anzugehen, haben Forscher das Design von selektiven Kulturmedien untersucht, die die verminderte Abhängigkeit von Tumorzellen von bestimmten Wachstumsfaktoren ausnutzen und so das normale Zellwachstum hemmen und gleichzeitig die Expansion der Tumorzellen fördern14. Darüber hinaus werden Strategien wie Zellsortierung oder monoklonale Identifikation entwickelt, um reine Tumororganoide zu konstruieren.
Dieses Protokoll beschreibt die Erzeugung von Zelllinien-abgeleiteten Tumororganoiden (CDTOs) unter Verwendung der A549-Zelllinie des menschlichen Lungenadenokarzinoms, die teilweise krebsartige Stammzelleigenschaften sowie eine erhöhte Klonogenität, das proliferative Potenzial und die Tumorigenität in vitro aufweist.15. Die resultierenden CDTOs behielten die Expression linienspezifischer Biomarker Thyroid Transcription Factor 1 (TTF-1)16, Adhäsionsprotein E-Cadherin (ECAD)17 und Zytoskelettprotein Keratin 7 (KRT7)16 auf und zeigten physiologische Merkmale, die für Tumororganoide charakteristisch sind. Dieses Modell ist leicht zu etablieren und enthält definierte Krebszellkomponenten, was es für Forscher geeignet macht, die neu im Bereich der Tumororganoiden sind, oder für diejenigen, die durch den Verlust der Tumoridentität in primären Organoidkulturen herausgefordert werden. Mögliche Anwendungen umfassen vorläufige Arzneimittelanfälligkeitstests18, Tumor-Mikroumgebungsstudien19 und Schulungen in 3D-Kulturtechniken.
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Die Raumtemperatur im Labor beträgt 22–24 °C und wird als RT bezeichnet. Die Verwendung einer Schwenk-Eimer-Zentrifuge wird empfohlen. Die Reagenzien und die verwendeten Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt.
1. Etablierung primärer A549-Organoide
2. Fixierung, Einbettung und Sektionierung von Organoiden
3. Hämatoxylin- und Eosin-(H&E)-Färbung
4. Ganzmontierte Immunfluoreszenzfärbung
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Der allgemeine Prozess dieses Protokolls umfasst die Erweiterung von 2D-A549-Zellen in die Exponentialstufe (ergänzende Abbildung 1A) und den Übergang in 3D-Matrigel zur Bildung von Organoiden (Abbildung 1A). Nach der Verkapselung in der Matrigel vermehrten sich die Zellen und organisierten sich selbst, wobei überwiegend monoklonale Organoide gebildet wurden (Abbildung 1B). Seine dichte und verworrene Morphologie war über die Gänge hinweg einhei...
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Dieses Protokoll beschreibt eine Methode zur Erzeugung von A549-Lungenadenokarzinom-Zelllinien-abgeleiteten Tumororganoiden, optimiert für technische Einfachheit, Reproduzierbarkeit und pädagogische Anwendungen. Drei Parameter bestimmen den Erfolg entscheidend: Anfangszustand der Zelle, Mediumformulierung und Matrixzusammensetzung. Außerdem wird empfohlen, die Kulturdauer nicht über 14 Tage zu überschreiten. Nachfolgend sind die wichtigsten Parameter und die Fehlersuche aufgeführt.
<...Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte, die offengelegt werden müssen.
Diese Arbeit wurde vom Fudan Good Practice Program of Teaching and Learning, dem Nationalen Forschungsinstitut für Lehrmaterialien und dem Nationalen Programm für Talentausbildung in Grunddisziplinen (Nr. J1210012) sowie vom Programm zur Förderung erstklassiger Schüler in Grundfächern des Bildungsministeriums (Nr. 20211021) unterstützt. Abbildung 1A wurde in BioRender erstellt (Joe, Z. (2026) https://BioRender.com/0qi2gmd).
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 1.5 mL Micro Zentrifugenröhrchen | Biofil | CFT003015 | |
| A549 [A-549]menschliche nicht-kleinzellige Lungenkrebszellen | ZQXZbio | ZQ0003 | STR: Amelogenin: X,Y; CSF1PO: 10,12; D13S317: 11; D16S539: 11,12; D5S818: 11; D7S820: 8,11; TH01: 8,9.3; TPOX: 8,11; vWA: 14. Mycoplasma war negativ, als es gekauft wurde, wurde alle 2 Wochen getestet. Passagennummer innerhalb von 10 Passagen aus den P1-Aliquots des gekauften Batchs wurde verwendet. |
| Advanced DMEM/F12 | Gibco | 12634010 | |
| Anti-E Cadherin Antikörper | Abcam | ab231303 | |
| Anti-Fade Einbettungsmittel | YEASEN | 36307ES08 | |
| Anti-HIF-1 alpha Antikörper | Abcam | ab51608 | |
| Biologische Sicherheitskabinett | Nuaire LABGARD | NU-540 | |
| Biologische Gewebe Einbettungsmaschine | KEDEE | KD-BM | |
| BSA | Sigma | A1933 | |
| Cell-Grade BSA | Sigma | A1933-100G | |
| Zentrifuge | Eppendorf | Zentrifuge 5702 R | Schleudereimer; Milde bis niedrige Geschwindigkeit. |
| Zentrifugenröhrchen | Biofil | CFT920150 | |
| Citrat Antigen-Retrieval-Lösung (pH 6,0) | ZSGB-BIO | ZLI-9065 | |
| Cryostage | KEDEE | KD-BL | |
| Cytation 5 Zell-Imaging-Multimodus Reader | Biotek | Cytation 5 | |
| Cytokeratin 7 (KRT7) Kaninchen mAb | Abclonal | A4357 | |
| DMEM | Gibco | 11965092 | |
| DMSO | Solarbio | D8371 | |
| Esel Serum | Solarbio | SL050 | |
| Dulbecco's Modifiziertes Eagle-Medium | Gibco | 11965118 | |
| Eclipse Ts2 Invertiertes Mikroskop | Nikon | Eclipse Ts2 | |
| Eosin-Färbelösung (alkohollöslich) | Servicebio | G1001 | |
| FBS | Nobimpex | B118-500 | |
| Forma Steri-Cycle i160 CO2 Inkubator | Thermo Scientific | i60 | |
| Hämatoxylin-Blaulösung | Servicebio | G1040 | |
| Hämatoxylin-Differenzierungslösung | Servicebio | G1040 | |
| Hämatoxylin-Färbelösung | Servicebio | G1004 | |
| Hämozytometer | Solarbio | YA0810 | |
| Humanes Lungenadenom Organoid Medium (3D-Medium) | PMO Bio | HC1001 | |
| Immunhistochemie (IHC) Stift | ZSGB-BIO | ZLI-9305 | Bei 4°C lagern |
| Laser-Konfokalmikroskop FV3000 | Olympus | FV3000 | Üblicher Parameterbereich: PMT-Spannung: 500 & plusmn; 200 V; Laser-Übertragungsfähigkeit: 5 & plusmn; 3 %; Offset: 3 % |
| Manuelles Rotationsmikrotom | Leica | RM2235 | |
| Metallbad | ALLSHENG | MK-3000 | |
| Mikrowelle | Galanz | ||
| Nagellack | Lete | ||
| Neutraler Balsam (Einbettungsmittel für Mikroskopie) | Beyotime | C0173 | |
| Organoid-spezifische extrazelluläre Matrix Gel | PMO Bio | BM1001 | |
| PBS | WISENT | 311-010-CL | |
| Peroxidase-Blockierungslösung | Beyotime | P0100A | |
| Pipetten | Eppendorf | 312300063/312300020/312400083 | |
| Pipettenspitzen | Axygen | 14-222-692/14-222-723/14-222-869 | Erwägen Sie, wenn möglich, Tipps mit geringer Rückhaltung zu verwenden. |
| Dreidimensionaler Schüttler | SCILOGEX | SK-D3309-Pro | Niedrige Geschwindigkeit. |
| Gewebe-Flotations-Wasserbad | KEDEE | KD-P | |
| Triton X-100 | VWR | 92046-34-9 | |
| Trypanblau | Gibco | 15250061 | |
| TryPLE | Gibco | 12605028 | |
| TTF1 Rekombinantes monoklonaler Antikörper | HUABIO | HA720067 |
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