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Articolo metodologico

Generazione di organoidi mammari mosaici per provepsinizzazione differenziale

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DOI:

10.3791/60742

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11 marzo 2020

In questo articolo

Sommario

La ghiandola mammaria è una struttura bistrato, che comprende cellule epiteliali mitraeliliali ed interne interne. Presentato è un protocollo per preparare gli organoidi utilizzando la prova differenziale. Questo metodo efficiente consente ai ricercatori di manipolare separatamente questi due tipi di cellule per esplorare le domande riguardanti i loro ruoli nella forma e nella funzione della ghiandola mammaria.

Abstract

Gli organiidi offrono strutture tissutali tridimensionali auto-organizzanti che riassumono i processi fisiologici nella comodità di un piatto. La ghiandola mammaria murina è composta da due distinti compartimenti cellulari epiteliali, che servono diverse funzioni: l'esterno, il compartimento mioeile contrattile e il compartimento luminoso interno e secretorico. Qui, descriviamo un metodo con cui le cellule che compongono questi compartimenti vengono isolate e poi combinate per studiare i loro contributi individuali di lignaggio alla morfogenesi e differenziazione della ghiandola mammaria. Il metodo è semplice ed efficiente e non richiede sofisticate tecnologie di separazione come lo smistamento delle cellule attivate a fluorescenza. Invece, raccogliamo e digeriamo enzimaticamente il tessuto, seminamo l'epitelio su piatti di coltura tissutale aderenti, e poi usiamo la provadifferenziata per separare il mioepitheal dalle cellule luminali con purezza del 90%. Le cellule vengono poi placcate in una matrice extracellulare dove si organizzano in organoidi bistrato tridimensionali (3D) che possono essere differenziati per produrre latte dopo 10 giorni di coltura. Per testare gli effetti delle mutazioni genetiche, le cellule possono essere raccolte da modelli murini di tipo selvatico o geneticamente modificati, oppure possono essere geneticamente manipolate prima della coltura 3D. Questa tecnica può essere utilizzata per generare organoidi a mosaico che consentono di sapieggiare la funzione genica specificamente nel compartimento luminooso o mioepitele.

Introduzione

La ghiandola mammaria (MG) è una struttura epiteliale tubolare simile ad un albero incorporata all'interno di uno stroma ricco di adipociti. L'epitelio duttale bistrato comprende uno strato basale esterno e basale di contratture, cellule mioepiteliali (MyoEC) e uno strato interno di cellule epiteliali luminali e secretorie (LEC), che circondano un lumaro centrale1. Durante l'allattamento, quando i myoEC esterni si contraggono per spremere il latte dai LEC dell'alveolar interno, la MG subisce numerosi cambiamenti che sono sotto il controllo dei fattori di crescita (ad esempio, EGF e FGF) e degli ormoni (ad esempio progne, insulina e prolattina).....

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Protocollo

Tutti i metodi qui descritti sono stati approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) dell'Università della California, Santa Cruz.

1. Giorno 1: Digestione della ghiandola mammaria

  1. Prepararsi a raccogliere le MG da topi femmine maturi 10-14 settimane di età.
    1. Eseguire la raccolta su un banco aperto in condizioni asettiche.
    2. Sterilizzare tutte le forniture chirurgiche, tavole di sughero, e perni da autoclaving e ammollo in 70% alcol per 20 min prima dell'intervento chirurgico.
    3. Anestetizza gli animali con pentobarbital di sodio (2X dose anestetica di 0,06 mg/g di peso corporeo) sommin....

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Risultati

Il protocollo qui presentato descrive un metodo per studiare specifici contributi di lignaggio delle cellule epiteliali mammarie facendo uso di organoidi mosaici. Per ottenere cellule murine primarie per gli organoidi, l'epitelio della ghiandola mammaria deve prima essere isolato dallo stroma ricco di adipociti circostante (Figura 1). Questo processo è descritto brevemente qui ed è descritto anche in uno studio pubblicato in precedenza18

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Discussione

Qui viene presentato un metodo che descrive in dettaglio come i ricercatori possono generare colture organoidi 3D utilizzando cellule MG primarie. La differenza tra questo e altri protocolli è che dettagliamo un metodo per separare i due compartimenti cellulari MG distinti: i MyoEC basali esterni e i LEC interni. Il nostro metodo impiega una trypsin-EDTA in due fasi (0,05%) trattamento che chiamiamo metapsinizzazione differenziale19. Questa procedura consente ai ricercatori di isolare myinfo e LEC.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Ringraziamo Ben Abrams per l'assistenza tecnica e il supporto di base dell'Istituto per la biologia delle cellule staminali (IBSC) dell'Università della California (UCSC). Ringraziamo Susan Strome e Bill Saxton per l'uso del loro Microscopio Solamere Spinning Disk Confocal. Questo lavoro è stato sostenuto in parte da sovvenzioni all'UCSC dall'Howard Hughes Medical Institute attraverso il programma James H. Gilliam Fellowships for Advanced Study (S.R.), dal NIH (NIH GM058903) per l'iniziativa di massimizzare lo sviluppo degli studenti (H.M.) e da la National Science Foundation for a graduate research fellowship (O.C. DGE 1339067) e con una sovvenzione (A18-0370) del Co....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Provetta conica in polipropilene ad alta trasparenza da 15 ml (BD Falcon)Fisher Scientific 352096
Piastra di fissaggio ultra-bassa a 24 pozzetti (Corning)Fisher ScientificCLS3473-24EA
Piatto per colture cellulari Easy-Grip da 35 mm trattato TC (BD Falcon)Fisher Scientific353001
Tubo conico in polipropilene ad alta trasparenza da 50 ml (BD Falcon)Fisher Scientific
Piatto per colture cellulari Easy-Grip da 60 mm trattato TC (BD Falcon)Fisher Scientific353004
70 &; Filtro cellulare in nylon M (Corning)Fisher Scientific08-771-2
Antibiotico-Antimicotico (100X)Thermo Fisher Scientific15240062Pen/Strep funziona anche
integratore di B27 senza vitamina A (50x)Thermo Fisher Scientific12587010
Topi B6 ACTb-EGFPThe Jackson Laboratory003291
BD Siringa da insulina 0,5 mLThermo Fisher Scientific14-826-79
Classe 2 Dispasi (Roche)Millipore Sigma4942078001
Classe 3 CollagenasiWorthington BiochimicaLS004206
Corning Soluzione di recupero cellulareFisher Scientific354253Seguire le linee guida per l'uso – Estrazione di strutture tridimensionali
da Corning Matrigel Matrix
Corning Costar Ultra-Low Attachment 6-wellFisher ScientificCLS3471
DesametasoneMillipore SigmaD4902-25MG
DMEM/F12, senza rosso fenoloThermo Fisher Scientific11039-021
DNasi (desossiribonucleasi I)Worthington BiochemicalLS002007
Asino anti-capra 647Thermo Fisher ScientificA21447Uso a 1:500, Lotto: 1608641, stock 2 mg/mL, RRID:AB_2535864
Donkey anti-Mouse 647Jackson ImmunoResearch715-606-150Uso a 1:1000, Lotto: 140554, stock 1,4 mg/mL
Dulbecco's Modified Eagle Medium: Miscela di nutrienti F-12 (DMEM/F12)Thermo Fisher Scientific11330-057
Soluzione salina tamponata con fosfato di Dulbecco (DPBS)Thermo Fisher Scientific14190-250senza Mg2+/Ca2+
EGFFisher ScientificAF-100-15-100ug
Siero fetale bovinoVWR97068– 085100% origine USA, qualità premium, lotto: 059B18
Fluoromount-G (Southern Biotech)Fisher Scientific0100-01Indicato come terreno di montaggio nel testo
GentamicinaThermo Fisher Scientific15710064
GlycineFisher ScientificBP381-5
Capra anti-WAPSanta Cruz BiotechSC-14832Utilizzare in scala 1:250, lotto: J1011, stock 200 & micro; g/mL, RRID:AB_677601
Hoechst 33342AnaSpecAS-83218Utilizzare 1:2000, stock è 20mM
InsulinaMillipore SigmaI6634-100mg
KClFisher ScientificP217-500
KH2PO4Fisher ScientificP285-500
KRT14– CreERtamThe Jackson Laboratory5107
Matrigel Fattore di crescita ridotto (GFR); Senza rosso fenolo; 10 mLFisher ScientificCB-40230CLotto: 8204010, concentrazione stock 8,9 mg/mL
MillexGV Unità filtrante 0,22 &; mMillipore SigmaSLGV033RS
Millicell EZ SLIDE in vetro a 8 pozzetti, sterileMillipore SigmaPEZGS0816Questi vetrini per camera sono ottimi per la rimozione delle guarnizioni, ma altre marche possono funzionare bene (ad es. Lab Tek II).
Topo anti-SMAMillipore SigmaA2547Utilizzare a 1:500, Lotto: 128M4881V, stock 5,2 mg/mL, RRID:AB_476701
Integratore N-2 (100x)Thermo Fisher Scientific17502048
NaClFisher ScientificS671-3
NaH2PO4Fisher ScientificS468-500
Nrg1R& D5898-NR-050
nazionale di ormoni e peptidiprolattina ipofisaria ovinaacquistato dal Dr. Parlow presso l'Istituto di ricerca e istruzione Harbor-UCLA
Millipore MilliporeSigmaPX0055-3
PentobarbitalMillipore SigmaP3761
R26R-EYFPIl laboratorio Jackson6148
Inibitore Rho Y-27632Tocris1254
R-spondinaPeprotech120-38
Idrossido di sodioFisher ScientificS318-500
Siero d'asino filtrato sterileEquitech-Bio Inc.SD30-0500
Siero d'asino filtrato sterileEquitech-Bio Inc.SD30-0500
Triton X-100Millipore Sigmax100-500ML
Tripsina EDTA da laboratorio 0,05%Thermo Fisher Scientific25300-062
352098Programma della

Riferimenti

  1. Macias, H., Hinck, L. Mammary gland development. Wiley Interdisciplinary Reviews in Developmental Biology. 1 (4), 533-557 (2012).
  2. Daniel, C. W., De Ome, K. B., Young, J. T., Blair, P. B., Faulkin, L. J. Jr

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Ristampe e permessi

Tag

Cellule mioepitelialicellule luminalidigestione tissutaleisolamento cellularematrice extracellularemicroscopia a fluorescenzacoltura cellulareespressione genica