이 원고는 통제된 환경에서 내피 세포관 형성을 사용하여 혈관 신생에 대한 주어진 화합물 또는 조건의 효과를 정량화하기 위한 튜브 형성 분석을 설명합니다.
이 원고는 통제된 환경에서 내피 세포관 형성을 사용하여 혈관 신생에 대한 주어진 화합물 또는 조건의 효과를 정량화하기 위한 튜브 형성 분석을 설명합니다.
악성 종양은 생존하고 퍼져나가기 위해 혈액 공급이 필요합니다. 이 종양은 기존 혈관에서 새로운 혈관이 형성되는 혈관 신생 과정을 가로채서 환자의 혈류에서 필요한 혈액을 얻습니다. CXCR2(chemokine (C-X-C motif) receptor 2) 수용체는 혈관신생1과 밀접한 관련이 있는 많은 세포에서 발견되는 막관통 G-단백질 결합 분자입니다. CXCR2 수용체의 특이적 차단은 내피관 형성 분석법과 같은 여러 분석법으로 측정된 바와 같이 혈관신생을 억제합니다. 튜브 형성 분석은 주어진 화합물 또는 환경 조건이 혈관 신생에 미칠 수 있는 영향을 연구하는 훌륭한 방법이기 때문에 혈관 신생을 연구하는 데 유용합니다. 간단하고 빠른 체외 분석법으로 정량화 가능한 데이터를 생성하고 상대적으로 적은 수의 구성 요소가 필요합니다. in vivo 분석과 달리 동물이 필요하지 않으며 2일 이내에 수행할 수 있습니다. 이 프로토콜은 CXCR2 수용체를 테스트하는 내피관 형성 분석을 지원하는 세포외 기질의 변형을 설명합니다.
생존에 필요한 영양분을 얻기 위해, 악성 종양 환자의 혈류에 대한 액세스를 필요로한다. 이 액세스하기 위해, 종양 세포는 혈관 신생 따라서이 알려져 정상 생리적 과정을 하이재킹, 종양으로의 새로운 혈관의 성장을 자극하는 화학적 신호를 방출. 그것은 전이 (즉, 다른 장기 암의 확산)이 발생할 수있는 혈관을 통해 생성 된 혈관을 통해도. 혈관 신생 과정은 암과 같은 다양한 종류의 진행에 매우 중요하기 때문에, 항암 치료 연구 (3)에서 매력적인 표적이다.
혈관 생성을 정량화하기 위해 사용되는 하나의 방법은 세포 외 매트릭스 상에 배치 할 때 튜브를 형성하는 혈관 내피 전구 세포의 능력을 측정하는 것이다. 이러한 관의 형성은 환경 조건 (소정 주식의 예 존재 또는 부재를 테스트 혈관 신생에 중요한 초기 단계이기 때문에,mpound) 자극 또는 억제 할 수있는 관 형성은 혈관 신생을 억제하는 대상이 될 수있는 특정 단계에 대한 통찰력을 제공합니다. 내피 세포의 관 형성 분석법은 튜브를 형성하는 세포의 능력을 측정하는 가장 널리 사용되는 4 시험 관내 방법 중 하나이다. 그것은 상대적으로 적은 부품 및 짧은 배양 기간 5를 필요로 간단한 분석이다. 아마도 가장 중요한 것은, 분석이 유형에서 얻은 데이터를 정량화 점이다.
관 형성 어 세이를 사용하는 예를 저감 성장 인자 (GFR) 외 기질 대 외 매트릭스상에서 성장한 혈관 내피 세포의 튜브의 개발을 비교 포함한다. 라미닌, IV 형 콜라겐, 성장 인자 및 프로테오글리칸은 세포 외 기질이 육종 세포의 주요 구성 요소에서 고립 된 기저막과 같은 소재입니다. 일부 화합물의 튜브를 형성하는 세포의 능력에 상이한 효과를 가질감소 된 성장 인자 감소 헤파 란 황산 프로테오글리칸 (HSPGs)와 환경. HSPGs 크게 GFR 외 기질이 감소되는 세포 외 매트릭스의 구성 요소이다. 예로서, 상기 가정은 HSPGs이 풍부한 관 형성을 방해하기 위해 상당히 강한 능력을 차단 CXCR2 수용체, SB225002와 같은 혈관 신생 억제제는 다음 세포 외 기질 및 GFR 외 매트릭스의 관 형성 활성의 비교임을인지 HSPGs의 제어를 통해 혈관 신생 억제 가능성 탐구 중요.
일반적으로 혈관에서의 화합물의 효과를 결정하기 위해 사용되는 다른 분석은 생체 내 방법에있다. 이 중 주목할만한 예는 닭 계란을 사용하여 병아리 융모 막 (CAM) 분석 (6), 그리고 생체 내 마트 리겔은 마우스를 사용하여 혈관 신생 분석 (7)를 연결합니다. 생체 내 방법은 t에서 혈관 신생을 측정하는 동안HREE 치수 및 관내 관 형성 분석법에 비하여 인체에 더욱 대표적인, 그들은 훨씬 더 많은 시간을 필요로한다는 결점을 겪고 상당히 더 수행하기 어렵다. 캠 분석 및 세포 플러그 분석 모두 비하여 관 형성 분석법은 하루에 수행 될 수 있지만, 이렇게하는 적어도 하나의 주 8 가지고 그것은 동물 사용을 요구하지 않는다.
이 보고서에서 사용한 혈관 내피 세포는 인간 제대 정맥 내피 세포 (HUVEC)는 것을 주목하는 것이 중요하다. 이들 세포는 혈관 새싹 및 혈관의 성장에 중요한 역할을하고, 충분한 양의 시험 관내 및 생체 내 실험 9 항 - 혈관 형성 활성을 평가하는데 사용될 암에서 내피 세포 유사하다. 일차 미세 혈관 내피 세포와 같은 다른 세포도 사용될 수있다.
낮은 갖는 외에주의하는 것도 중요하다정상 세포 외 기질에 비해 HSPGs 수준은 또한 GFR 외 매트릭스는 여러 요소 레벨을 감소시켰다. 이 포함되지만 이에 국한되지 않습니다 : EGF, IGF-1, PDGF와 TGF 베타. 혈관 신생 관련 화합물의 중요성을 공부하고 그 수행하는 실험은 GFR 세포 외 기질을 사용하여에 관심이있을 수 있습니다.
1. 세포 배양
2. 세관 형성의 분석
3. 세관 혼란의 분석
4. 정량 데이터
세포 외 기질 문화 5. 복구 세포
상당한 건강 내피 관 형성을 용이 현미경 이미지에서 관 형성 억제를 대조 할 수있다. 건강 관 형성은 모세 혈관 같은 구조 (그림 1)의 조직 웹으로 나타납니다. 비교, 억제 관 형성 흩어져 세포 (그림 2) 자체를 명시한다. 관 형성 어 세이 데이터 모세관 (표 1)의 전체 길이의 튜브를 측정함으로써 정량한다. 전체 길이의 튜브 외에, 분기점의 평균 길이의 튜브, 튜브의 전체 개수, 또는 전체 수를 측정 할 수있다. 구조화 된 관 형성을 저해 분산 튜브의 성장보다 더 순 튜브 길이를 산출한다. 도 3에서, 투여 량 반응 곡선은 GFR 외 기질 및 CXCR2의 억제제 SB225002 된 HUVEC의 실험 조건에서 IC (50)의 계산을 허용한다.

세포 외 기질과 성장 인자 감소 (GFR) 세포 외 기질에 그림 1. 내피 t의 우베 형성. 두 이미지는 세포 외 기질 (A) 및 GFR 세포 외 기질 (B)에 성공적으로 관 형성을 보여줍니다. 튜브의 상호 연결된 네트워크는 명확 튜브의 성장이 HUVECs를 건강 있음을 보여줍니다. 스케일 바 = 10 μm의. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

에 인자 감소 (GFR)을 CXCR2 억제제 SB225002 (5.6 μM)에 의해 세포 외 기질 세포와 성장. 관 형성의 그림 2. 억제 두 이미지는 튜브를 표시세포 외 매트릭스 (A) 및 GFR 외 매트릭스 (B)의 CXCR2 억제제 SB225002 (5.6 μM)에 의해 억제되어 형성. 이 화상 표시에서 본 HUVEC 세포의 단리는 세포 덩어리 서로 접속할 필요 튜브를 형성 할 수있는 것이 아니었다. 스케일 바 = 10 μm의. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

성장 인자 - 감소 (GFR) 세포 외 매트릭스도 3 용량 반응 곡선. X 축은 길이의 튜브를 도시하고, Y 축은 CXCR2의 억제제의 농도를 나타낸다. 용량 반응 곡선은 GFR 외 매트릭스에서 CXCR2 저해제로 HUVEC 응답이 농도 의존적 인 것을 알 수있다. 이 IC (50) (반 최대한 억제Y 농도), 예를 들어, 소프트웨어 (13)를 이용하여 세포 외 기질에 대한 투여 량 반응 곡선과 비교할 수에 의해 산출 하였다. IC (50)은 50 %에 대한 응답을 저하 억제제의 농도이다. 오차 막대는 표준 편차를 나타냅니다.
| 성장 인자 감소 (GFR) 세포 외 기질과 저해제 (4 각 복제) | 총 튜브 길이 평균 (픽셀) (1 픽셀 = 0.34 μm의) | 표준 편차 | P 값 |
| GFR 외 매트릭스 제어 | 2,447 | 168.174 | |
| GFR 세포 외 기질 + 0.56 μM의 SB225002 | 1422.5 | 185.4218 | 0.000395 |
| GFR 세포 외 기질 + 1.1 μM의 SB225002 | 1,004 | 126.1784 | 2.14 × 10 -5 |
| GFR 세포 외 기질 + 5.6 μM의 SB225002 | 519.25 | 129.6368 | 4.19 × 10 -6 |
| GFR 세포 외 기질 + 11 μM의 SB225002 | 393.75 | 212.6857 | 1.21 × 10 -5 |
표 1. 다양한 조건에서 성장 인자 - 감소 (GFR) 세포 외 매트릭스의 총 길이의 튜브를 정량화. CXCR2 억제제를 다양한 농도로 GFR 외 매트릭스상에서 성장한 샘플에 기록 된 전체 길이의 튜브를 사용하여 테이블의 일부. 데이터는 CXCR2 억제제 관 형성을 억제하는 않는 것을 나타낸다. 이러한 네 가지 복제, 표준 편차의 평균 및 P 값과 관련된 값이 포함되어 있습니다. 보여 픽셀 단위로 측정내 보낸 데이터. IC (50)은 통계 소프트웨어 (13)를 사용하여 계산 될 수있다. (1 픽셀 = 0.34 μm의)
이 분석을 수행 할 때, 달리 명시되지 않는 한 항상 얼음 상 또는 4 ℃에서 세포 외 기질을 유지하는 것이 필수적이다. 세포 외 기질을 4 ° C 이상으로 가온하는 경우는 중합되고, 상기 분석은 파괴 될 것이다. 그것은 접촉하는 것을 확인하는 것이 중요하다 (예를 들면, 피펫 팁, 플레이트) 세포 외 기질과 미리 냉각 전술 한 이유입니다. 각 웰에 파종 세포 수는 중요하다 너무 적은 세포의 대조군 샘플에서 예상되는 웹주지 너무 많은 세포 대 세포 클러스터 또는 단일 층을 형성하는 것이며, 상기 분석은 유효하지 않을 것이다. 이 분석의 성공에 또 다른 중요한 요인이 된 HUVEC 세포의 통로 번호이다. 통로의 수는 항상 그렇지 않으면 강력한 관 형성이 발생하지 않을 수 10 이하이어야한다. 또한, 하나는 사용되는 세포 배양 배지가 만료되지 않았는지 확인한다, 또는 세포 생존 수 없습니다. Alternatively, 하나 매체와 그 구성 요소와 나누어지는 유효 기간 후의 일정 기간 동안 유지하기 위해 -20 ℃에서 저장할 수있다. 물론, 유효 기한 전에 매체를 사용하는 것이 여전히 바람직
모든 절차와 마찬가지로, 내피 세포의 관 형성 어 세이를 수행하는 몇 가지 단점이있다. 하나의 주요 문제는 내피 세포와지지 매트릭스의 종류가 있기 때문에, 분석의 결과는 셀 매트릭스 타입 사용에 따라 크게 달라질 수 있다는 것이다. 사용 된 내피 세포 (HUVECs를, HAECs 또는 HMVECs)는 그들이 불멸화 세포에 비해 변동성을 얻을 가지고 비용이 많이 드는, 일차 전지이다. 기본 셀은 사용 제한 통로를 가지고, 따라서 장기 실험 혈관 (14)에 적합하지 않다. 신뢰성있는 데이터의 경우, 하나는 항상 상기 분석에 대해 동일한 유형을 사용한다. 시험 관내 분석에서 서로 같이, 관 형성 어 세이의 결과들은 콘되어야이차원 조직 배양의 제어 및 합성 조건의 결과는 항상 생체의 복잡한 바이오 시스템에 반영되지 않을 수 있기 때문에, 생체 내에서 강세. 또한, 튜브 형성 세포 분석법이 유형 단지 내피 세포의 관 형성을 입증하는 데 사용될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요하고, 다른 비 - 내피 세포를 검사하는 데 사용되어서는 안된다.
이 분석은 화합물의 혈관 가능성을 정량화 할 수있는 비교적 간단하고 빠른 방법입니다. 또한, 단독으로,이 화합물은 실제 혈관 형성 공정에 영향을하는 특정 메커니즘에 관한 정보를 생성하지 못하고, 추가 실험을위한 플랫폼을 형성한다. 그러나, 다양한 세포 외 매트릭스의 사용이 더 일반적으로 사용되지 않는 연구 질문을위한 프레임 워크를 만드는 방법의 예입니다. 구성 요소를 대상으로 특정 억제제를 포함하는 화합물의 특정 생화학 적 메커니즘을 연구하는 방법이있다혈관 신생 경로. 또 다른 방법은 내피 세포로부터 RNA를 추출하고 분석에서 관찰 된 성장 거동을 일으킬 수의 유전자 발현 변화를 분석하기 위해 RT-PCR (실시간 PCR) (12)를 사용할 수있다. 이 방법의 미래 응용 프로그램은 혈관 신생 경로의 특정 단계에 대한 노크 다운 분석을 생성 된 HUVEC를 형질 전환 등이 있습니다. 림프관 경로를 연구하기 위해이 방법을 적용 할 가능성이있다. 세포 외 기질 성분을 변경하여, 행렬 암에서 혈관 신생을지지 세포 과정의 상호 작용이 더 설명 될 수있다. 이러한 특정 조건하에 내피 세포로부터 RNA와 단백질의 추출은 추가적인 정량적 데이터는 데이터를 묘화에 대응 제공한다.
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
이 연구는 미시간주 디트로이트에 있는 웨인 주립 대학의 의학 연구 및 교육 기금(Fund for Medical Research and Education)의 자금 지원을 받았습니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| EGM-2 완전 성장 배지 (EGM-2 bullet kit CC-3162 | Fisher | NC9525043 | HUVEC 완전 성장 배지 : BBE (소 뇌 추출물), hEGF (인간 표피 성장 인자), 하이드로 코르티손, GA-1000 (겐타마이신, 암포 테리신 -B), 2 % FBS (소 태아 혈청), VEGF (혈관 내피 성장 인자), hFGF-&beta와 혼합 된 EGM-2 염기 배지; (인간 섬유아세포 성장 인자 베타), R3-IGF-1(Long R 인슐린 유사 성장 인자 1), 아스코르브산 및 헤파린. 매체와 그 구성 요소를 분취하고 -20 에서 보관하십시오. &데그; C, 37 에서 따뜻한; &데그; C 사용하기 전에. |
| MATRIGEL MATRIX 10ML 성장 인자 감소 (GFR); 10 밀리리터; LDEV-Free | Fisher | CB-40230 | 성장 인자 감소 (GFR) 세포 외 매트릭스, -20 &데그; C, 4 에서 따뜻한; &데그; C 사용하기 전에. |
| MATRIGEL 매트릭스 10ML; 10 밀리리터; LDEV-Free | Fisher | CB-40234 | 세포외 매트릭스, -20 &데그; C, 4 에서 따뜻한; &데그; C 사용하기 전에. |
| SB225002 | Fisher | 559405 | CXCR2 억제제, -20 &데그; C, 사용하기 전에 실온에서 따뜻하게하십시오. |
| 일차 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVEC) | 사이엔셀 연구소 | 8000 | 문화 참조에 따라 10. |
| 트립신 0.05 % - EDTA 페놀 레드 | Invitrogen | 25300-054 | 4 &데그; C, 37 에서 따뜻한; &데그; C 사용하기 전에. |
| 니콘 이클립스 Ti | 니콘 | 도립 연구 현미경. | |
| NIS-Elements AR 4.20.02 64비트 | Nikon | 도립 연구 현미경 소프트웨어 | |
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