W normalnych tkankach lub nowotworach, komórki mają szerokie możliwości przylegania do swoich sąsiadów w trójwymiarowej organizacji, co jest naśladowane w hodowli przez wzrost komórek o dużej gęstości. Adhezja międzykomórkowa odbywa się głównie za pośrednictwem receptorów kadheryny, które definiują architekturę komórek i tkanek. Co ciekawe, niedawno wykazano, że kadheryny również odgrywają potężną rolę w transdukcji sygnału, zwłaszcza w sygnalizacji przeżycia1. Paradoksalnie, niedawno odkryto, że niektóre z tych sygnałów adhezji między komórkami emanujących z kadheryny są wspólne zarówno dla różnicowania, jak i nowotworu2. W tym miejscu opisano metody indukcji i oceny różnicowania w dwóch reprezentatywnych typach linii komórkowych nabłonka piersi myszy, HC11 i EpH4.
Linia komórkowa nabłonka piersi myszy HC11 może stanowić użyteczny model do badania różnicowania komórek nabłonkowych. Komórki HC11 to linia komórkowa pochodząca z COMMA-1D, pochodząca z gruczołu sutkowego kobiety w połowie ciąży Balb/c mouse3. W przeciwieństwie do innych klonów pochodnych COMMA-1D, klon HC11 nie wymaga egzogennie dodanej macierzy zewnątrzkomórkowej lub kouprawy z innymi typami komórek w celu indukcji in vitro endogennego genu β-kazeiny przez hormony laktogenne3. Ta linia komórkowa była szeroko stosowana w badaniach różnicowania, ponieważ zachowała ważne cechy prawidłowego nabłonka sutka: komórki HC11 mogą częściowo odtworzyć nabłonek przewodowy w oczyszczonej poduszeczce tłuszczowej sutka4. Co więcej, mogą różnicować się w dwuwymiarowej (2D) kulturze, gdy rosną do zbiegu przyczepione do plastikowej powierzchni szalki Petriego w obecności steroidu, takiego jak Hydrokortyzon lub deksametazon, oprócz Insuliny i Prolaktyny (pożywka HIP) bez naskórkowego czynnika wzrostu (EGF), inhibitora różnicowania5,6,7. W tych warunkach komórki HC11 wytwarzają białka mleka, takie jak β-kazeina i WAP, które są wykrywalne przez Western blot w ciągu 4 dni po indukcji. W tym samym czasie część komórek HC11 tworzy szczątkowe struktury przypominające gruczoły sutkowe, zwane w sposób stochastyczny "kopułami". Kopuły są widoczne 4-5 dni po indukcji i stopniowo powiększają się aż do 10 dnia, czemu towarzyszy wzrost produkcji β-kazeiny8. Co ciekawe, komórki HC11 posiadają zmutowany p539, a zatem reprezentują stan przednowotworowy. Z tego powodu model HC11 idealnie nadaje się do badania sieci sygnalizacyjnych różnicowania w połączeniu z nowotworem w tym samym układzie komórkowym.
Komórki EpH4, pochodna komórek IM-2, to nienowotworowa linia komórkowa pierwotnie pochodząca z spontanicznie unieśmiertelnionych komórek nabłonka gruczołu sutkowego myszy wyizolowanych od myszy w połowie ciąży Balb/c mouse10. Komórki EpH4 tworzą ciągłe monowarstwy nabłonkowe w hodowli 2D, ale nie różnicują się w struktury podobne do gruczołów10,11. Jednak po wzroście 3D w materiale składającym się z mieszaniny białek macierzy zewnątrzkomórkowej wytwarzanych przez komórki mięsaka myszy EHS12 (matryca EHS, matryca lub Matrigel, patrz tabela materiałów), oprócz stymulacji HIP, komórki EpH4 mogą podsumować początkowe etapy różnicowania gruczołu sutkowego. W tych warunkach komórki EpH4 tworzą sferoidy (zwane również mammosferami), które wykazują polaryzację wierzchołkowo-podstawową i puste światło oraz są zdolne do wytwarzania białek mleka, β-kazeiny i WAP, podobnie jak komórki nabłonka sutka w okresie laktacji. W przeciwieństwie do komórek HC11, które są niezróżnicowane, a niektóre wyrażają markery mezenchymalne13, komórki EpH4 wykazują czysto luminalną morfologię14. Doniesiono również, że komórki EpH4 wytwarzają białka mleka w hodowli 2D poprzez stymulację deksametazonem, insuliną i prolaktyną15. Jednak takie podejście wyklucza badanie efektów regulacyjnych, które naśladują mikrośrodowisko gruczołu sutkowego w hodowli 3D.