Artykuł metodologiczny

Metody hodowli eksplantatów ludzkiej tkanki udowej w celu zbadania kolonizacji komórek raka piersi w niszy przerzutowej

12K wyświetleń

DOI:

10.3791/52656

15 marca 2015

W tym artykule

Podsumowanie

Opisano protokoły do badania migracji, proliferacji i kolonizacji komórek raka piersi w systemie modelowym eksplantacji ludzkiej tkanki kostnej.

Streszczenie

Kość jest najczęstszym miejscem przerzutów raka piersi. Chociaż powszechnie przyjmuje się, że mikrośrodowisko wpływa na zachowanie komórek rakowych, niewiele wiadomo na temat właściwości i zachowań komórek raka piersi w natywnym mikrośrodowisku ludzkiej tkanki kostnej.Opracowaliśmy metody śledzenia, ilościowego określania i modulowania ludzkich komórek raka piersi w mikrośrodowisku hodowanych fragmentów ludzkiej tkanki kostnej wyizolowanych z wyrzuconych głów kości udowych po operacjach całkowitej wymiany stawu biodrowego. Korzystając z komórek raka piersi zmodyfikowanych pod kątem lucyferazy i zwiększonej ekspresji białka zielonej fluorescencji (EGFP), jesteśmy w stanie odtwarzalnie określić ilościowo wzorce migracji i proliferacji za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego (BLI), śledzić interakcje komórkowe we fragmentach kości za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej i ocenić komórki piersi po kolonizacji za pomocą cytometrii przepływowej. Do najważniejszych zalet tego modelu należą: 1) natywne, nienaruszone architektonicznie mikrośrodowisko tkankowe, które obejmuje odpowiednie typy komórek ludzkich, oraz 2) bezpośredni dostęp do mikrośrodowiska, który ułatwia szybkie ilościowe i jakościowe monitorowanie i zaburzenia właściwości, zachowań i interakcji komórek piersi i kości. Podstawowym ograniczeniem jest obecnie skończona żywotność fragmentów tkanki, co ogranicza okno badania do krótkoterminowej hodowli. Zastosowania systemu modelowego obejmują badanie podstawowej biologii raka piersi i innych nowotworów złośliwych poszukujących kości w niszy przerzutowej oraz opracowywanie strategii terapeutycznych w celu skutecznego celowania w komórki raka piersi w tkankach kostnych.

Wprowadzenie

Mikrośrodowisko guza jest powszechnie uznawane za krytyczny czynnik determinujący zachowanie komórek rakowych podczas progresji raka piersi i rozprzestrzeniania się przerzutów1-3. Celem przedstawionej metody jest ułatwienie badania komórek raka piersi w mikrośrodowisku ludzkiej tkanki kostnej, najczęstszego miejsca przerzutów raka piersi4-6. Kość składa się ze zmineralizowanych i szpikowych przedziałów7-9, z których oba zawierają komórki i wydzielane czynniki zaangażowane w progresję przerzutów10,11. Chociaż szeroko stosowane modele mysie in vivo ułatwiają ogólnoustrojowe badania procesu przerzutowego12-15

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Głowy kości udowych pobrano od pacjentów poddawanych planowej operacji THR na Wydziale Chirurgii Ortopedycznej w Stanford University School of Medicine. Wszystkie tkanki zostały pobrane jako próbki pozbawione elementów pozwalających na identyfikację, zgodnie z przepisami Biura ds. Zgodności Badań Uniwersytetu Stanforda.

1. Wybór linii komórkowej raka piersi

  1. Uzyskać lub przetoczyć pożądaną linię komórkową (linie) komórkową raka piersi za pomocą konstruktu reporterowego lucyferazy-GFP. Następujące eksperymenty przeprowadzono przy użyciu linii komórkowych raka piersi MDA-MB-231 i MCF-7 zaprojektowanych do stabilnej ekspresji lucyferazy świetlików (fLuc....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Izolacja fragmentów tkanki z głowy kości udowej

Głowy kości udowej pobrano od równej liczby pacjentów płci męskiej i żeńskiej (w wieku 44-90 lat), którzy zostali poddani planowej operacji całkowitej endoprotezoplastyki stawu biodrowego w Departamencie Chirurgii Ortopedycznej w Stanford University School of Medicine. Każda usunięta głowa kości udowej zawiera niewielki fragment górnej części kości udowej, w której znajduje się tkanka kostna beleczkowata składająca się z zmineralizowanych spikul .......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Mehra i in. opisali wcześniej pośmiertne pobieranie i analizę próbek kości od pacjentów z przerzutowym rakiem gruczołu krokowego pobranych w czasie autopsji, ujawniając wysokiej jakości tkanki i zatwierdzając użycie próbek kości ludzkich do badania procesu przerzutowego47. W tym miejscu opisaliśmy protokoły zbierania, przetwarzania i wykorzystywania fragmentów ludzkiej tkanki kostnej uzyskanych z wyrzuconych głów kości udowych po operacji THR w krótkoterminowym systemie kohodowli w celu zbadania migra.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Brak informacji do raportowania.

Podziękowania

Te badania były częściowo finansowane z grantów Fundacji Alternatywnych Badań i Rozwoju (107588), Narodowego Instytutu Zdrowia (1U54CA136465-04S1) oraz Kalifornijskiego Programu Badań nad Rakiem Piersi (201B-0141). Dziękujemy doktorom Andrew Wilberowi i R. Scottowi McIvorowi za hojną darowiznę ich transponsonu transponsonu i plazmidów transpozazy pK/hUbiC-SB11. Wyrażamy wdzięczność dr. Johnowi Tamaresisowi za porady dotyczące metod statystycznych, Timothy'emu Brownowi za wykonanie cytometrii przepływowej, Georgette Henrich za porady dotyczące testów migracji oraz Nancy Bellagamba za ułatwienie pobierania próbek THR.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
DMEM (1X) + GlutaMAX-lLife Technologies10569-010Uzupełnij wszystkie DMEM o 10% płodowej surowicy bydlęcej i 1% Pen/Strep
McCoy's 5A Medium (1X)Life Technologies16600-082Uzupełnij wszystkie McCoy's  10% płodową surowicą bydlęcą i 1% Pen/Strep
Płodowa surowica bydlęcaLife Technologies16000-044
Penicylen StreptomycynaLife Technologies15140-122
Blastocydyna (10 mgl/ml)InvivoGen ant-blPożywka uzupełniająca stosowana do transfekowanych linii komórkowych.
Sokół® Wkładki do hodowli komórkowych na płytkę 24-dołkową z przezroczystą membraną PET (8,0 μ m wielkość porów)Corning Incorporated353097
Falcon® 24 Well TC-treated Polystyren Cell Culture Insert Companion PlateCorning Incorporated353504
LIVE/DEAD Viability/Cytotoxicity Kit *dla komórek ssaków*Invitrogen Detection TechnologiesL-3224
FluoroBriteDMEM Life TechnologiesA18967-01
D-lucyferyna świetlik, sól potasowa 5 g (30 mg/ml)Life TechnologiesL-8220
Sitko do sterylnych komórek 70 μ m Fisher Scientific 22363548
6 Klaster kultur komórkowych z powłoką TCCorning Incorporated3516
12 Klaster kultur komórkowych z powłoką TCCorning Incorporated3513
24 Klaster kultur komórkowych z powłoką TCCorning Incorporated3526
Friedman-Pearson RongeurNarzędzia do nauki o naprawach16021-14
Wosk kostnySurgical Specialties Corporation903
IVIS 50 Platforma obrazowaniaSuwmiarka Nauki przyrodnicze/PerkinElmer
Living Image Software Program Caliper Life Sciences/PerkinElmer133026
EVOS FL System obrazowaniaLife TechnologiesWersja 4.2
OsteoSense 680 EXPerkinElmerNEV10020EX
MCF-7 komórki raka piersiATCCHTB-22
MDA-MB-231 komórki raka piersiATCCHTB-26
Monoklonalna mysia anty-ludzka cytokeratyna przeciwciałoDAKO CytomationClone (AE1/AE3)

Bibliografia

  1. Place, A. E., Jin Huh, S., Polyak, K. The microenvironment in breast cancer progression: biology and implications for treatment. Breast Cancer Res. 13, 227(2011).
  2. Joyce, J. A., Pollard, J. W. Microenvironmental regulation of metastasis. Nat Rev Cancer. 9<....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

ludzka tkanka kostnakom rki raka piersiobrazowanie bioluminescencyjnemikroskopia fluorescencyjnacytometria przep ywowamigracja w uk adzie Transwellhodowla tkankowaprzedzia szpiku kostnegoproliferacja kom rek

Powiązane artykuły