In normale weefsels of tumoren, cellen hebben uitgebreide mogelijkheden voor hechting aan hun buren in een driedimensionale organisatie, en dit wordt nagebootst in cultuur door hoge dichtheid celgroei. Cel-op-cel hechting wordt voornamelijk bemiddeld via cadherinreceptoren, die cel- en weefselarchitectuur definiëren. Interessant is dat onlangs werd aangetoond dat cadherinen ook een krachtige rol spelen bij signaaltransductie, vooral bij overlevingssignalering1. Paradoxaal genoeg bleken sommige van deze cel-op-cel hechtingssignalen afkomstig van cadherinen onlangs te worden gedeeld door zowel differentiatie als neoplasie2. Hier beschrijven we methoden voor inductie en beoordeling van differentiatie in twee representatieve soorten muisborst epitheliale cellijnen, HC11 en EpH4.
De HC11 muisborst epitheliale cellijn kan een nuttig model voor de studie van epitheelceldifferentiatie. HC11 cellen zijn een COMMA-1D-afgeleide cellijn, afkomstig van de borstklier van een halfzwangere Balb/c muis3. In tegenstelling tot andere COMMA-1D afgeleide klonen, de HC11 kloon heeft geen behoefte aan exogene toegevoegde extracellulaire matrix of coteelt met andere celtypes voor de in vitro inductie van het endogene β-caseingen door lactogene hormonen3. Deze cellijn is op grote schaal gebruikt in differentiatiestudies omdat het belangrijke kenmerken van het normale borstepitheel heeft behouden: HC11-cellen kunnen het kanaalepitheel gedeeltelijk reconstrueren in een gewist borstvetpad4. Bovendien kunnen ze zich onderscheiden in een tweedimensionale (2D) cultuur wanneer ze worden gekweekt tot samenvloeiing aan een plastic petrischaaloppervlak in aanwezigheid van een steroïde zoals Hydrocortison of Dexamethason, naast Insulin en Prolactin (HIP medium) die epidermale groeifactor (EFG) missen, een remmer van differentiatie5,6,7. Onder deze omstandigheden produceren HC11-cellen melkeiwitten zoals β-caseïne en WAP, die binnen 4 dagen na inductie door westerse vlekken kunnen worden gedetecteerd. Tegelijkertijd vormt een deel van hc11 cellen rudimentaire borstklierachtige structuren die op een stochastische manier "koepels" worden genoemd. Koepels zijn zichtbaar 4-5 dagen na inductie en geleidelijk toenemen in omvang tot dag 10, gelijktijdig met een toename van β-caseine productie8. Interessant is dat HC11 cellen bezitten mutant p539, en dus vertegenwoordigen een preneoplastic staat. Om deze reden is het HC11-model bij uitstek geschikt om signaleringsnetwerken van differentiatie te bestuderen in combinatie met neoplasie in hetzelfde celsysteem.
EpH4 cellen, een afgeleide van IM-2 cellen, zijn een niet-tumorigene cellijn oorspronkelijk afgeleid van spontaan vereeuwigde muis borstklier epitheelcellen geïsoleerd van een mid-zwangere Balb / c muis10. EpH4 cellen vormen continue epitheelmonolagen in de 2D-cultuur, maar onderscheiden zich niet in klierachtige structuren10,11. Echter, na 3D-groei in een materiaal bestaande uit een mengsel van extracellulaire matrix eiwitten geproduceerd door EHS muis sarcoom cellen12 (EHS matrix, matrix, of Matrigel, zie Tabel met materialen), in aanvulling op stimulatie met HIP, EpH4 cellen kunnen recapituleren de eerste stadia van borstklier differentiatie. Onder deze omstandigheden vormen EpH4-cellen sferoïden (ook wel mammosferen genoemd) die apical-basale polariteit en een holle lumen vertonen, en die in staat zijn de melkeiwitten β-caseïne en WAP te produceren, vergelijkbaar met zogende borstepitheelcellen. In tegenstelling tot HC11 cellen, die ongedifferentieerd zijn, en sommige uitdrukken mesenchymale markers13, EpH4 cellen vertonen een zuiver luminale morfologie14. EpH4 cellen zijn ook gemeld aan melkeiwitten te produceren in 2D-cultuur door stimulatie met dexamethason, insuline, en prolacactine15. Deze aanpak sluit echter de studie uit van regelgevende effecten die de borstkliermicroomgeving in de 3D-cultuur nabootsen.