W niniejszym raporcie prezentujemy system izolacji i hodowli komórek donora z gruczołu mlekowego myszy oraz ich ortotopowego przeszczepienia do myszy biorców w celu analizy interakcji zrąb-nabłonek podczas rozwoju guza piersi.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
W niniejszym raporcie prezentujemy system izolacji i hodowli komórek donora z gruczołu mlekowego myszy oraz ich ortotopowego przeszczepienia do myszy biorców w celu analizy interakcji zrąb-nabłonek podczas rozwoju guza piersi.
Wpływ komórek zrębowych, w tym fibroblastów, na progresję nowotworów piersi został dobrze udokumentowany w modelach mysich, w szczególności poprzez transplantację komórek zrębowych i nabłonkowych do gruczołu mlekowego myszy. Obecne modele transplantacyjne często wymagają zastosowania myszy z niedoborem odporności ze względu na różnice w tle genetycznym komórek zrębowych i nabłonkowych. Do osadzania dwóch różnych typów komórek w celu zapewnienia spójnych oddziaływań międzykomórkowych często wykorzystuje się macierze zewnątrzkomórkowe, jednak wiąże się to z użyciem Matrigelu lub kolagenu z ogona szczura, które są substratami immunogennymi. Brak funkcjonalnych limfocytów T u myszy z niedoborem odporności uniemożliwia dokładną ocenę wpływu komórek zrębowych na progresję nowotworu piersi in vivo, co ma istotne znaczenie dla opracowywania i skuteczności leków. Ponadto myszy z niedoborem odporności są kosztowne, trudne w hodowli i wymagają specjalnych warunków opieki. Aby pokonać te przeszkody, opracowaliśmy metodę ortotopowej transplantacji komórek zrębowych i nabłonkowych do myszy o tym samym tle genetycznym w celu indukcji spójnego tworzenia nowotworów. System ten obejmuje pozyskanie prawidłowych fibroblastów, fibroblastów związanych z rakiem, komórek raka piersi PyVmT oraz kolagenu od myszy dawców C57BL/6J. Komórki są następnie osadzane w kolagenie i transplantowane do pachwinowych gruczołów mlekowych samic myszy C57BL/6J. Transplantacja samych komórek PyVmT prowadzi do powstania wyczuwalnych guzów 30-40 dni po zabiegu. Analiza końcowa w 60. dniu wskazuje, że kotransplantacja z fibroblastami nasila wzrost nowotworu piersi w porównaniu do transplantacji samych komórek PyVmT. Choć w badaniach tych wykorzystano komórki i macierz z myszy C57BL/6J, metoda izolacji komórek i macierzy oraz podejście do transplantacji mogą zostać zastosowane u myszy o innym tle genetycznym, co wykazuje wszechstronność tej metody. Podsumowując, system ten może być wykorzystywany do badania oddziaływań molekularnych między komórkami zrębowymi a nabłonkowymi i pozwala przezwyciężyć krytyczne ograniczenia modeli mysich z niedoborem odporności.
1. Izolacja i ekstrakcja kolagenu donora z myszy C57BL/6J
2. Izolacja i hodowla komórek raka piersi oraz fibroblastów od myszy dawców zdrowych i PyVmT C57BL/6J
3. Barwienie immunofluorescencyjne hodowli komórkowych
4. Przygotowanie komórek zatopionych w kolagenie do przeszczepienia
5. Ortotopowa transplantacja komórek osadzonych w kolagenie u myszy C57BL/6J
6. Reprezentatywne wyniki:
Izolacja i ekstrakcja kolagenu z myszy C57BL/6J
Procedury te zostały zaadaptowane z1. Ekstrakcja białka kolagenu z 5-7 ogonów myszy pozwala na uzyskanie około 1-1,5 mg/ml w końcowej objętości 6 ml, co odpowiada 6-9 mg białka. W barwieniu Coomassie w ścieżkach z próbkami ekstrahowanymi z ogonów myszy wykrywa się prążki odpowiadające 90 kda i 130 kda, co wskazuje odpowiednio na obecność kolagenu typu I oraz prokolagenu (Rycina 1).
Izolacja i hodowla komórek raka piersi oraz fibroblastów z prawidłowych myszy oraz myszy PyVmT C57BL/6J.
Procedury zostały dostosowane na podstawie źródła2. Komórki raka PyVmT oraz fibroblasty można odróżnić na podstawie różnic w morfologii komórek oraz ekspresji specyficznych markerów nabłonkowych i mezenchymalnych. Komórki raka PyVmT rozpoznaje się po brukowatym kształcie oraz koekspresji CK18, markera nabłonkowego luminalnego, i CK14, markera nabłonkowego bazalnego, przy jednoczesnym braku ekspresji α-sma (Rycina 2). Fibroblasty gruczołu mlekowego to większe komórki o fenotypie wrzecionowatym, które wykazują wysoką ekspresję α-sma, ale nie wykazują ekspresji CK14 ani CK18 (Rycina 2). Dane te wskazują na ponad 95% czystość komórek fibroblastów i komórek nabłonkowych przy zastosowaniu opisanych procedur.
Ortotopowa transplantacja komórek zatopionych w kolagenie u myszy C57BL/6J
Procedury te zostały zaadaptowane z3, 4. Myszy biorcy transplantatu są uśmiercane, gdy guzy w którejkolwiek z grup eksperymentalnych osiągną średnicę 1,0 cm lub po około 60 dniach. Podczas gdy sam transplant komórek PyVmT prowadzi do powstania wyczuwalnych guzów po 30–40 dniach, osiągając średnią masę guza 0,335 g w 60. dniu, kotransplantacja komórek raka PyVmT wraz z fibroblastami gruczołu mlekowego skutkuje średnią masą guza 0,630 g, co wskazuje na przyspieszenie wzrostu guza przez fibroblasty (Rysunek 3).

Rycina 1. Analiza barwienia Coomassie ekstrakcji kolagenu typu I z ogonów myszy. BSA (˜ 66 kda) zaznaczono strzałką. Komercyjny kolagen z ogona szczura (20 μg białka) oraz oczyszczony kolagen z ogona myszy (20 μg białka) zaznaczono ramką (białka ˜130 kda, ˜ 90 kda). Std= marker masy cząsteczkowej.

Rycina 2. Barwienie immunofluorescencyjne komórek raka piersi PyVmT i fibroblastów od dawcy. Panele a i b przedstawiają komórki raka piersi PyVmT poddane immunobarwieniu przeciwciałami przeciwko CK14 i CK18. Panel c przedstawia fibroblasty zabarwione przeciwciałami przeciwko α-sma. Obrazy przedstawiono z nałożeniem barwienia DAPI przy powiększeniu 20x.

Rycina 3. Rozwój guzów piersi u myszy C57BL/6J w obecności lub przy braku fibroblastów. Guzy piersi pobrano z myszy, którym przeszczepiono komórki raka PyVmT w obecności lub przy braku fibroblastów piersi, a następnie zważono. Średnia + błąd standardowy średniej. N=6 na grupę.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Funkcjonalny wkład fibroblastów w progresję nowotworową został wykazany w modelach transplantacyjnych, w których wspólne przeszczepienie fibroblastów związanych z rakiem wraz z łagodnymi komórkami nabłonkowymi piersi prowadzi do zwiększenia wzrostu i inwazyjności guza5. Konwencjonalne podejścia transplantacyjne obejmowały wykorzystanie myszy SCID lub myszy nago w celu wspólnego przeszczepienia komórek zrębu i nabłonka pochodzących z różnych tło genetycznych myszy lub różnych gatunków. Myszy z niedoborami odpor...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badania na zwierzętach:
Doświadczenia na zwierzętach przeprowadzono zgodnie z wytycznymi i przepisami określonymi przez komisję IACUC w University of Kansas Medical Center.
Projekt ten został sfinansowany z grantu NIH/NCI nr R00 CA127357 oraz z funduszy University of Kansas Cancer Center Endowment.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Myszy C57BL/6N | Harlan Laboratories | N/A | |
| Myszy transgeniczne MMTV-PyVmT | Jackson Laboratory | 002374 | |
| Płodowa surowica bydlęca | Fisher Scientific | SH3039603PR | |
| DMEM | VWR international | 10000113873 | |
| Penicylina/streptomycyna | Fisher Scientific | MT-30-001 | |
| amfoterycyna | Fisher Scientific | BP2645-20 | |
| Kolumny filtracyjne Amicon ultracel 50k | EMD Millipore | UFC905008 | |
| Probówki do rotora Beckman TI | Beckman Coulter Inc. | 355618 | |
| Kolagen z ogona szczura | Fisher Scientific | CB 40236 | |
| 10x EBSS | Sigma-Aldrich | E7510-100ML | |
| Trypsyna 1X, 0,25% w HBSS bez wapnia i magnezu | Fisher Scientific | MT-25-050-CI | |
| Kwas octowy lodowaty | Fisher Scientific | A491-212 | |
| Błękit Coomassie | Fisher Scientific | BP101 25 | |
| Trypsyna | Sigma-Aldrich | T3924-100ml | |
| Kolagenaza A | Sigma-Aldrich | ||
| hialuronidaza | Sigma-Aldrich | H3884 | |
| DNaza | Sigma-Aldrich | D5025 | |
| Standard białkowy Kaleidoscope | Bio-Rad | 1610375 | |
| Lamelki szklane | Fisher Scientific | 12545-78 | |
| Przykrywki szklane | VWR international | 101400-042 | |
| Przeciwciało przeciwko wimentynie S-20 | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-7558 | |
| Przeciwciało przeciwko α-aktynie mięśni gładkich | Abcam | ab5694 | |
| Przeciwciało przeciwko CK14 | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | sc-53253 | |
| Przeciwciało przeciwko CK18 | Abcam | ab668 | |
| DAPI | Sigma-Aldrich | D9542 | |
| Biotynilowane przeciwciało anty-mysie | Vector Laboratories | BA9200 | Dystrybuowane przez Fisher |
| Anti-mouse-alexa-568 | Invitrogen | A10037 | |
| Anti-mouse- alexa-488 | Invitrogen | A11001 | |
| Streptawidyna- alexa-488 | Invitrogen | S11226 | |
| DAPI | Invitrogen | D21490 | |
| Prolong antifade | Invitrogen | P-36930 | |
| Nożyczki chirurgiczne | Fine Science Tools | 91400-12 | |
| Precyzyjne nożyczki sprężynowe | Fine Science Tools | 15000-02 | |
| Pinceta tępa | Fine Science Tools | 11002-12 | |
| Precyzyjna pinceta nr 5 | Fine Science Tools | 11251-10 | |
| Nici chirurgiczne z jelita chromowanego | Fisher Scientific | NC9326254 | |
| Szklana pipeta Pasteura | Fisher Scientific | 22-042-815 | |
| Etanol | Fisher Scientific | A406P 4 | |
| Betadyna | Fisher Scientific | NC9386574 | |
| Klamry do ran | Fisher Scientific | 12032-07 | |
| Zszywki do ran | Fisher Scientific | 12031-07 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.