אנו מתארים שיטות לקביעה במבחנה מודלים תלת מימדיים heterotypic מרכיבים fibroblasts בשחלות והשחלות משטח רגיל או תאי אפיתל סרטן שחלות. אנו דנים בשימוש במודלים אלה ללמוד אינטראקציות stromal-האפיתל המתרחשים במהלך התפתחות סרטן שחלות.
מאמר שיטה
אנו מתארים שיטות לקביעה במבחנה מודלים תלת מימדיים heterotypic מרכיבים fibroblasts בשחלות והשחלות משטח רגיל או תאי אפיתל סרטן שחלות. אנו דנים בשימוש במודלים אלה ללמוד אינטראקציות stromal-האפיתל המתרחשים במהלך התפתחות סרטן שחלות.
סרטן שחלות אפיתל (EOCs) הם הגורם המוביל למוות ממחלה ממארת גינקולוגית בחברות מערביות. למרות התקדמות בטיפול ניתוחי וטיפולי הכימותרפיה משופרים מבוססים-Platinum, חל שיפור קטן בשיעורי הישרדות EOC במשך יותר מארבעה העשורים 1,2. בעוד בשלב I. גידולי בעלי סיכויי הישרדות 5-שנה> 85%, שיעורי הישרדות בשלב III / המחלה הרביעית הם <40%. לפיכך, השיעור הגבוה של תמותה לEOC ניתן היה להפחית באופן משמעותי אם גידולים התגלו בשלבים מוקדמים יותר, הניתנים לטיפול, עוד 3-5. כיום, בסיס הגנטי וביולוגי המולקולרי של התפתחות מחלה בשלב מוקדם הוא הבין היטב. באופן ספציפי יותר, מעט מאוד ידוע על תפקידו של המיקרו במהלך חניכת גידול, אך גורמי סיכון ידועים לEOCs (למשל גיל וזוגיות) מצביעים על כך שmicroenvironment ממלא תפקיד מרכזי בהיווצרות המוקדמת של EOCs. לכן פתחו מודלים תלת ממדיים heterotypicשל שניהם שחלה הנורמלית ושל סרטן שחלות בשלבים מוקדם. לשחלה הנורמלית, אנחנו משטח שיתוף תרבותי נורמלי שחלות אפיתל (יפסיד) ופיברובלסטים נורמלים סטרומה (INOF) תאים, שהונצחו על ידי תמרת retrovrial של המקטע הקטליטית של holoenzyme telomerase האנושי (hTERT) כדי להאריך את תוחלת החיים של תאים אלה בתרבות. למודל בשלבים הראשונים של שינוי שחלות האפיתל תא, ביטוי יתר של אונקוגן CMYC בתאים יפסידו, שוב בשיתוף עם תאים בתרבית-INOF. מודלי heterotypic אלה שמשו כדי לחקור את ההשפעות של הזדקנות והזדקנות על השינוי והפלישה של תאי אפיתל. כאן אנו מתארים את הצעדים מתודולוגיים בפיתוח של אלה מודל תלת ממדי; מתודולוגיות אלה אינן ספציפיות להתפתחות של שחלה נורמלית ורקמות סרטן שחלות, ויכולות לשמש כדי לחקור סוגי רקמות אחרים שבו אינטראקציות תא סטרומה ואפיתל הן בסיסיות היבט של תחזוקת רקמות ודיפיתוח sease.
איור 1 מדגים סקירה של תהליך העבודה המתוארת להלן.
1. בידוד של Fibroblasts שחלות הרגילים והארכת תוחלת חיים במבחנה על ידי Overexpression של מקטע קטליטי של Holoenzyme hTERT
2. ציפוי של תרבות ורקמותמנות E עם PolyHEMA עבור תרבות תא ללא חסיד
הערה: פתרוני 1% agarose, מומסים ב1X PBS וautoclaved לעקר, יכולים לשמש גם למאכלים סלולארי תרבות מעייל כדי ליצור משטח שאינו חסיד לculturing 3D לטווח קצר (פחות משבוע). ציפוי agarose של צלחות רבות גם יוצר משטח קעור שמקדם את היווצרות אליפטית יחידה לכל גם לשורות תאים רבות. עם זאת, לתרבויות 3D כבר ציפוי polyHEMA מומלץ כagarose ציפוי לעתים מתפורר לאחר תקופות ארוכות יותר תרבות.
3. תלת ממדי (3D) שהניב spheroids heterotypic מחדש האכלה של תרבויות 3D
4. עיבוד להדמיה וניתוח מולקולרי
לנטרל את התגובה עם נפח שווה של מדיום התרבות ולהסיר גושי תאים על ידי העברת ההשעיה דרך מסננת תא מיקרומטר 40-70. תאים גלולים, לשטוף עם PBS, ולמנות resuspend את המספר הרצוי של תאים בחיץ FACS. כתם תאים בהתאם להוראות יצרן.
5. נציג תוצאות
גישה זו יכולה לשמש למגוון רחב של יישומים, ולחקר ביולוגית שחלות נורמלית, כמו גם הלימוד של חניכת סרטן שחלות. יתרון עיקרי של גישה זו על פני תרבויות 3D שנוצרו באמצעות ג'ל מטריקס זמין מסחרי הוא כי fibroblasts השחלות הנורמלים לייצר מטריצה שעושה את up הליבה של הספרואידים. מניסיוננו, מטריקס חומר מיוצר על ידי fibroblasts שחלות הנורמלים הוא הטרוגנית ודומה יותר למטריצה של שחלה מכל ג'ל מטריצה הזמינה מסחרי. במעבדה שלנו יש לנו מנוצלים תאי האפיתל שכבר הפכו באופן חלקי במבחנה באמצעות אלמנטים מוגדרים גנטיים (ביטוי יתר CMYC למשל) ושיתוף בתרבית תאים אלה עם fibroblasts שחלות נורמליות ומזדקן לחקות סרטן שחלות בשלב מוקדם בשחלה בגיל ההבלות. הנתונים שלנו מראים שmicroenvironment ההזדקנות מקדם תכונות neoplastic (ריבוי למשל) של תאי האפיתל שינו באופן חלקי (איור 3), ואילו microenvironment נורמלי מעכב התקדמות נאופלסטית 8. המעבדה ואחרים אף נקט גישות דומות למודל תאים נורמלים שחלות אפיתל 9, תאי אפיתל חצוצרה, מודלי צעד חכם של התקדמות נאופלסטית 11-13 כתרבויות אליפטית homotypic. אנו צפינו כי תכונות היסטולוגית של תאים נורמלים וממאירים שלא ניתן לגילוי בעת שהתאים בתרבית כmonolayers משוחזרות כאשר תאי מעבר לתרבות אליפטית. לדוגמה, תכונות היסטולוגית של סרטן שחלות תא ברור ניתן להבחין בתרבויות 3D של קווים ברורים של תאים סרטניים בשחלות תא (איור 4), אך לא בתרבויות monolayer של אותם תאים. יתר על כן, תאים בתרבית 3D יותר מקרוב משקפים ביטוי הרקמות הספציפי החלבון ראה ברקמות עיקריות בהשוואה לאותם תאים בתרבית בתרבויות monolayer 2D מסורתיות 9-11. גישות אלה לדוגמנות רגילה ורקמות ממאירות בשחלות מייצגות גם כלים רבים ערך לגילוי והניתוח פונקציונלי של גני רומן מועמד שחלות סרטן גידול מדכאים ואונקוגנים וסמנים ביולוגיים מולקולריים אחרים שעשויים להיות קשור לדיפיתוח sease 10,14.

איור 1. הסקירה סכמטי של הפרוטוקול עבור culturing heterotypic 3D. צלוחיות תרבית רקמה הם מצופים פעמים עם 1% פתרון polyHEMA ולהתייבש. פלסטיק מצופה PolyHEMA נשטפים עם 1x PBS לפני מייד לשימוש. תאים נורמלים הנציחו שחלות פיברובלסטים (6 תאי 4x10) מצופים לתוך הבקבוק עם מדיום גידול מ"ל 20. היווצרות והצמיחה אליפטית במעקב למשך 7 ימים. בשלב זה, תרבויות אליפטית פיברובלסטים מחוסנות עם 1x10 6 תאי אפיתל, ושני סוגי התאים הם שיתוף תרבית-במשך 14 ימים לפני הספרואידים התאיים נקצרים ומעובד עבור יישומים במורד זרם (ניתוחים מולקולריים, הדמיה, וכו ').

איור 2. מכתים immunofluorescence של hTERT </ Em> הנציח fibroblasts שחלות נורמליות. שני fibroblasts השחלות הנורמלים הראשוני (Pr NOFs) והנציח fibroblasts שחלות הנורמלים (INOFs) חלבון מפורש פיברובלסטים ספציפיים (FSP), אינו מבטא cytokeratin-7 (CK-7) והמפורש vimentin (VIM) . סמנים של עניין מוצגים בירוק, DNA הוא מוכתם בDAPI ומוצג בכחול, הציטופלסמה counterstained עם הכחול ומוצג באדום של האוון.

איור 3. אימונוהיסטוכימיה של תאי סטרומה ואפיתל שיתוף תרבית. פנל שמאלי, monoculture אליפטית פיברובלסטים שחלות הנורמלים, מוכתם על ידי hematoxylin וeosin. תאי פיברובלסטים נורמלים תרבית השחלות לבד בשספרואידים טופס 3D המורכב של תאים בעלי מורפולוגיה המוארכת ומטריקס בשפע. זכות פנל: fibroblasts שחלות הרגילות נחשפו למי חמצן לגרום להזדקנות. תאי אפיתל שחלות שינו באופן חלקי (תפסיד cmyc יפסידו שיתוף תרבותיים באופן משמעותי יותר מאותם תאים לפני אינדוקצית הזדקנות (לפני מזדקן, PSN). תאים יפסידו הורים ללא ביטוי יתר CMYC להראות שום הבדל בהתפשטות כאשר משותף עם תרבית פיברובלסטים סן PSN או. נתונים אלה מראים כיבמודל שלנו במבחנת שיתוף תרבות, תהליכי הזדקנות בstroma ההשחלות עשויים לקדם את הפיתוח של 11 גלולות. * P ≤ 0.05, שני זנב לזווג T-Test.

איור 4. תכונות היסטולוגית של תאים בתרבית 3D משקפות רקמות ראשוניות. () קרצינומות שחלות תא ברורות להציג מבנים אופייניים תא ברורים, אלה נעדרים כאשר קווי EOC תא ברורים גדלים על מבני פלסטיק אך דומים מתגלים כאשר אותם תאים גדלים כשספרואידים 3D ( ב). (ג) מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של תאי אפיתל שחלות נורמלים שגודלו כשספרואידים במשך 14 ימים. microvilli Surface גלוי (חיצים). (ד) שספרואידים נסיובי שחלות תאי סרטן הקו, בתרבות. (A, B) ומכתים Hematoxylin eosin של פרפין נותח מוטבע רקמת גידול או שספרואידים 3D; (C) מיקרוסקופיית אלקטרונים; (ד ') שלב מיקרוסקופיה ניגוד. Spheroids יכול להיות כדורי (העיגול מקווקו)או לא סדיר בצורה, כמו במקרה של המבנה נראה בצד השמאלי של התמונה.
| מנה / גודל פלייט | נפח PolyHEMA (שיחול פעמים) | נפח סופי תרבות מדיה |
| צלחת 6-טובה | 3 מ"ל | מ"ל 5-7 |
| צלחת 12-היטב | 1.5 מ"ל | 2 מ"ל |
| צלחת 24 היטב | 500 μl | 1.5 מ"ל |
| צלחת 48-היטב | 250 μl | 500 μl |
| צלחת 96-היטב | 50 μl | 200 μl |
| מנת התרבות P100 | 4-5 מ"ל | 20 מ"ל |
| מנת התרבות P60 | 2-3 מ"ל | מ"ל 5-7 |
| F25 בקבוק | 2-3 מ"ל | 7 מ"ל |
| F75 בקבוק | 4-5 מ"ל | 20-30 מ"ל |
| F175 בקבוק | 15 מ"ל | 30-50 מ"ל |
טבלה 2. מומלץ כרכים עבור ציפוי polyHEMA וculturing 3D.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הביולוגיה של סרטן השחלות האפיתל בשלב מוקדם (EOC) הוא הבין היטב. אולי אחד המכשולים העיקריים בתחום זה במשך שנים רבות היה חוסר הבנה של מקורות הרקמות הספציפיים של המחלה, ושל המשמעות של תפקיד microenvironment בפיתוח EOC. במהלך השנים האחרונות, הוא הפך להיות ברור כי EOC הוא מחלה הטרוגנית עם תת מרובים מובחן histophathological, כנראה עם מקור תאי שונה עבור תת סוגים שונים. לדוגמה, הנתונים הנוכחיים מצביעים על כך שEOCs הרירי בדרגה גבוהה עשויה לנבוע משני תאי שחלת צינור הפרשת האפיתל ותאי אפיתל מ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
מחקר זה בוצע בקק הספר לרפואה, אוניברסיטת קליפורניה, ארה"ב, ויוניברסיטי קולג' בלונדון, בריטניה. KL ממומן על ידי המכון הלאומי לבריאות מענק 5 U19 CA148112-02. BG מומן על ידי מענק מפרויקט צדקת ערב המגבית האונקולוגית הגינקולוגית (בריטניה). חלק מעבודה זו בוצעה בUCLH / UCL היה קצת מימון מהמחלקה לבריאות תכניתו של NIHR Biomedical Research Centre המימון.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מגיב | ספק | מספר קטלוגים | |
| PolyHEMA, מתאים לתרבית תאים | סיגמה אולדריץ | P3932 | |
| אתנול כיתת ביולוגיה מולקולרי | סיגמה אולדריץ | E7023 | |
| מים סטריליים לתרבית תאים | VWR | 12001-356 | |
| MCDB105 | סיגמה אולדריץ | M6395 | |
| בינוני 199 | סיגמה אולדריץ | M2154 | |
| סרום שור עוברי Hyclone | Thermo Scientific | SH30088.03 | |
| גנטמיצין | סיגמה אולדריץ | G1397 | |
| Amphotericin B | סיגמה אולדריץ | A2942 | |
| pBABE-hygro-hTERT | Addgene | 1773 | |
| PBS | VWR | 12001-766 | |
| 0.25% טריפסין-EDTA | Invitrogen | 25200-072 | |
| תא מסננת (40 או 70 מיקרומטר) | VWR | 21008-949 21008-952 | |
| נוגדן אנטי פיברובלסטים פני חלבון, השיבוט 1B10 | סיגמא | F4771 | |
| נוגדן אנטי הפאן cytokeratin (C11) | סנט קרוז | SC-8018 | |
| Polybrene (hexadimethrine רומיד) | סיגמא | 107689 | |
| TeloTAGGG Telomerase PCR ELISA PLUS | רוש | 12013789001 | |
| TeloTAGGG Assay אורך הטלומרים | רוש | 12209136001 |
לוח 1. ריאגנטים וציוד המכונים במחקר זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה