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Research Article
Venkatesh Krishnan1, Robert Clark1, Marina Chekmareva2, Amy Johnson1, Sophia George3, Patricia Shaw4, Victoria Seewaldt4,5, Carrie Rinker-Schaeffer1
1Section of Urology, Department of Surgery,The University of Chicago, 2Department of Pathology,Robert Wood Johnson Medical School, 3Campbell Family Institute for Breast Cancer Research, Princess Margaret Cancer Centre,University Health Network, 4Department of Laboratory Medicine and Pathobiology, Campbell Family Institute for Breast Cancer Research, Princess Margaret Cancer Centre,University of Toronto, University Health Network, 5Departments of Medicine, Pharmacology, and Cancer Biology,Duke University Medical Center
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Descrevemos um protocolo que implementa abordagens in vivo e ex vivo para estudar a colonização do câncer de ovário dos tecidos adiposos peritoneais, particularmente o omento. Além disso, apresentamos um protocolo para quantificar e analisar estruturas de células imunes no omento conhecidas como manchas leitosas, que promovem metástases de tecido adiposo peritoneal.
Alto grau de câncer de ovário seroso (HGSC), a causa de metástases peritoniais generalizados, continua a ter um prognóstico extremamente pobre; menos do que 30% das mulheres estão vivos 5 anos após o diagnóstico. O omento é um local preferido de formação de metástases HGSC. Apesar da importância clínica desta microambiente, a contribuição de tecido adiposo omental a progressão do câncer de ovário foram pouco estudados. Adiposo omental é incomum, pois contém estruturas conhecidas como manchas esbranquiçadas, que são compostos de B, T e células NK, macrófagos e células progenitoras que cercam ninhos densas da vasculatura. Manchas leitosas desempenham um papel fundamental nas funções fisiológicas do omento, que são necessários para a homeostase peritoneal. Nós mostramos que manchas esbranquiçadas também promover o cancro do ovário de colonização metastática adiposo peritoneal, um passo fundamental para o desenvolvimento de metástases peritoniais. Aqui nós descrevemos as abordagens que desenvolvemos para avaliar e quantificar manchas esbranquiçadas em poritoneal adiposo e estudar a sua contribuição funcional para células de cancro do ovário metastático colonização de tecidos omental tanto in vivo como ex vivo. Estas abordagens são generalizáveis a obter modelos de ratinho e linhas celulares, permitindo, assim, o estudo da formação de metástases do cancro do ovário de localização inicial de células de estruturas local leitoso para o desenvolvimento de metástases generalizadas peritoneais.
Ao contrário da maioria de tumores sólidos, as metástases de cancro do ovário seroso de alto grau (HGSC) estão limitados a cavidade peritoneal 1. Assim, as terapias eficazes peritoneal poderia controlar ou erradicar HGSC. Atualmente, uma abordagem terapêutica padrão é citorredução cirúrgica combinada com quimioterapia 1-3. Infelizmente, a grande maioria dos pacientes experimentam e sucumbir a complicações de recorrência da doença. Estas estatísticas sombrias mostram a necessidade de uma melhor compreensão da colonização metastática, o processo pelo qual as células cancerosas para localizar, utilizar e proliferar dentro de tecidos do hospedeiro para formar metástases 2.
O omento é um site de início preferido de HGSC metástase 4-7. Ao contrário de outros peritoneal adiposo, o tecido adiposo omental contém estruturas invulgares imunes conhecidas como manchas leitosas, que contêm B, T, e células NK e macrófagos, os quais desempenham papéis fundamentais na homeos peritoneaistasis 8,9. Além de suas funções fisiológicas, descobrimos que manchas esbranquiçadas desempenhar um papel ativo no câncer de ovário colonização metastática 4. Em ensaios de metástases experimentais, SKOV3ip.1, CaOV3, e HeyA8 (humano) e ID8 (murino; C57BL / 6) células de câncer de ovário rapidamente de casa para manchas esbranquiçadas, sugerindo que as células estão se movendo em direção a um factor quimiotáctico segregado. Curiosamente, as células cancerosas não colonizar adiposo peritoneal sem manchas esbranquiçadas (ou seja, gonadal e gordura uterino) 4.
A fim de identificar os mecanismos que regulam a colonização mancha leitosa, que têm modelos de xenoenxerto optimizado que permitem a interrogação de eventos celulares e moleculares ao longo do curso tempo da colonização metastático 4. Uma vantagem específica das abordagens aqui descritas é sua ênfase na arquitetura e função do tecido, o que permite aos usuários para testar hipóteses em totalmente integrado in vivo e ex vivo modelos de m4,10 colonização etastatic. Ao comparar a localização de células de câncer e crescimento em depósitos de gordura peritoneal que quer contenham ou não possuem manchas esbranquiçadas, os pesquisadores podem testar a contribuição relativa (s) de adipócitos e células dentro de manchas esbranquiçadas à apresentação e progressivo crescimento de células de câncer de ovário em tecidos fisiologicamente relevantes.
Todos os ratos foram alojados, mantidos e sacrificados de acordo com a Animal Care Institucional e Comitê de Uso (IACUC) orientações e sob a supervisão da Universidade de Chicago animal Resource Center.
1. Os animais que preparam para estudos experimentais
2. identificação e isolamento de peritoneais gordos depósitos.
3. Láctea Identificação Ponto Usando Coloração Giemsa
4. Propagação e Preparação de células do cancro do ovário para in vivo e ex vivo Estudos
5. injeção intraperitoneal de Células
Nota: Em nossos experimentos, os ratos são tratados de fluxo de ar laminar ou gabinete de biossegurança dentro de nossa unidade de barreira, a fim de limitar o risco de exposição a patógenos, Para demonstrar essa técnica de forma clara, os procedimentos no vídeo que acompanha foram realizados em um laboratório aprovado para o trabalho animal. Esta técnica não exige especial os animais estar sob anestesia. Sob protocolos aprovados, executar esta technique em animais vivos. Use estirpes adequadas de camundongos para o estudo. Por exemplo: usar imunocomprometidos, ratos pelados atímicos para o estudo de células de cancro do ovário humano (SKOV3ip.1, e HeyA8) colonização; usar imunocompetentes camundongos C57BL / 6 para o estudo de rato células de cancro do ovário (ID8) colonização.
6. Láctea colonização local In vivo
7. Láctea Mancha Colonização Ex Vivo
Identificação e histológica Exame de Peritoneal Fat Depots
A dissecção anátomo bruta permite a identificação de quatro das cinco fontes primárias de gordura peritoneal (Figura 1A). Movendo no sentido horário a partir do topo centro são: o omento (OM; delineado) localizado sobre o estômago e baço, a gordura gonadal (GF) em torno do ovário esquerdo (ov), a gordura uterino (UF) ligado às cornos uterinos (uh) e o mesentério (MEU), fixada no intestino delgado (SI). O ovário (ov), corno uterino (uh), e do intestino delgado (si) são indicados como pontos de referência. A gordura splenoportal (SP) circunda a artéria esplênica e liga o hilo do baço à artéria celíaca (Figura 1B). Finalmente, o omento está ligado ao estômago e pâncreas (Figura 1C). A estrutura grosseira e tamanho relativo destes tecidos é mostrada na Figura 1D. O exame histológico do the tecidos mostra que splenoportal e gordura omental conter leitoso local [MS] estruturas na periferia do tecido, rodeado por adipócitos [A]; uterina, gonadal, e gordura mesentérica não (Figura 1E).
Milky identificação local utilizando Giemsa Coloração
Para possibilitar a comparação de conteúdo global local leitoso entre diferentes linhagens de camundongos, o volume local e área leitoso presente em omentos indivíduo foi quantificada utilizando um novo método. Tal como descrito em Métodos, um "conjunto de montagem digitais" do omentos foi construído por coloração cada terceira secção de tecido numa solução de Giemsa 5% e a captação de imagens dos tecidos corados (Figura 2A). Manchas esbranquiçadas aparecem como regiões de coloração azul escuro (Figura 2B). A identidade destas regiões como manchas leitosas foi confirmada em cortes seriados por ambos H & E e IHQ para as células positivas para CD45, um marcador de linfócito comum ( et ai 4, as imagens (Figura 2A) foram compilados e processados para a construção de uma "Digital conjunto de montagem", que poderia então ser utilizada para calcular o volume mancha leitosa e a área em omentos indivíduo.
Avaliação quantitativa e qualitativa da colonização câncer de omento
Um método baseado em citometria de fluxo foi desenvolvido a fim de quantificar o número de células cancerosas presentes em depósitos de tecido adiposo após injecção intraperitoneal. Este protocolo é especialmente útil para estudar medidas de colonização iniciais do processo metastático. Por exemplo, na Figura 3A, as células ID8-tdTomato foram preparadas e injectadas intraperitonealmente em ratinhos C57BL / 6. Aos 7 dias pós-injecção (dpi), os órgãos adiposo foram recolhidas e dissociadas numa suspensão de células individuais como descrito nos Métodos. O número de tdTomato cells foi quantificada por citometria de fluxo (Figura 3A, esquerda). O omento mostrou um aumento de aproximadamente 12 vezes no número de eventos tdTomato-positivos, em relação ao PBS injectados controlos (Figura 3A, à direita), mas não houve aumento significativo em preparações de células a partir da gordura das gónadas, gordura uterina, ou mesentério . Uma abordagem qualitativa complementar à base de IHC também mostrou que 7 dias após a injecção ip de células SKOV3ip.1, lesões celulares de cancro comparáveis foram observados tanto em gordura omental e splenoportal (Figura 3B). IHC para pan-citoqueratina humana (pan-CK) confirma a presença de células cancerosas dentro das manchas esbranquiçadas. A especificidade da coloração IHC foi confirmada utilizando uma IgG de controlo para o anticorpo pan-citoqueratina (Figura 3B). ID8 colonização do cancro do ovário de depósitos de gordura peritoneal foi avaliada utilizando murganhos C57BL / 6 a 7 ppp. Lesões de células do cancro grandes nas manchas esbranquiçadas, tanto do omento e gordura splenoportal estão foraalinhado. Pequenos grupos de células cancerosas foram ocasionalmente observados em outros depósitos de gordura, tal como ilustrado na inserção do painel. Assim, pode-se aceder a ambos o número relativo de células e localização dentro de um determinado tecido.
Ex ensaio in vivo para estudar a colonização do cancro do ovário de manchas esbranquiçadas
A fim de resolver as limitações de condições in vivo, mantendo a composição do tecido e arquitetura, otimizamos uma abordagem ex vivo para estudar a colonização de células de cancro do ovário de tecidos omentais. Tecidos omentais inteiras excisados de ratinhos com sucesso são cultivadas ex vivo para estudar a interação do cancro do ovário com manchas esbranquiçadas. Células SKOV3ip.1-GFP foram semeadas sobre os tecidos ex vivo omental cultivadas e mantidas a 37 ° C durante um período de 6 h. Células fluorescentes positivas para GFP em focos eram visíveis discreto tanto em ex vivo e in vivo (Figura 4A). Em ambas as condições, verificação histológico utilizando coloração de H & E confirmou a localização de células de câncer de manchas esbranquiçadas (Figura 4B). Mancha de confirmação usando cytokeratin mancha para as células cancerosas mostrou a presença de focos de células de câncer dentro das manchas esbranquiçadas (Figura 4C). Estes dados demonstram a possibilidade de utilizar abordagens ex vivo para estudos baseados em mecanismos para complementar os resultados in vivo.

Figura 1. As posições relativas e as estruturas principais de depósitos adiposos peritoneais. (A) A dissecção anátomo bruto que mostra a localização relativa dos quatro das cinco fontes primárias de gordura peritoneal. O omento (OM; delineado), gordura gonadal (GF), gordura uterino (UF), mesentério(MEU), ovário (OV), cornos uterinos (UH), e intestino delgado (SI) são mostradas (B) de gordura Splenoportal (SP; descrito). Exposto, levantando o baço com uma pinça (C) O omento rato mostrado dissecados. livre do pâncreas para melhorar a visualização D:. tamanhos e estruturas de gordura peritoneal extirpado relativa; mesentério é mostrado ligado à raiz do mesentério. E. avaliação histológica de gordura peritoneal para a presença de manchas esbranquiçadas (A) adipócitos, (MS) local leitoso. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2. abordagem baseada-Giemsa para quantificar manchas esbranquiçadas no tecido omental. (UMA); Imagem da seção de todo omento coradas com Giemsa. Cortes seriados de tecido omental avaliadas por: coloração (B) Giemsa; manchas leitosas são indicadas com setas pretas (C) coloração de H & E.; e, (D) IHC utilizando o anticorpo anti-CD45 para identificar linfócitos dentro da estrutura de mancha leitosa. A barra de escala é a mesma para BD e denota 100 um. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3. As células de câncer de ovário colonizar preferencialmente gordura peritoneal que contém manchas esbranquiçadas. Análise de citometria de fluxo de omento (OM), gordura uterino (UF), gordura gonadal (GF), e mesentério (MY), colhidas a partir de ratinhos em 7 dpi de ID8- células tdTomato (esquerda). Os dados são apresentadoscomo fold-change aumento de células tdTomato-postive sobre ratos injectados com PBS (direita). As barras de erro indicam o erro padrão da média. ** Indica p <0,01 em comparação com controlos de PBS. (B) Exame de tecidos por ambos histologia padrão e IHC mostra colonização comparável de manchas esbranquiçadas em ambos omento e gordura splenoportal (após a injeção de 1x10 6 células SKOV3ip.1 em ratinhos nus). As secções foram avaliadas por coloração H & E. A presença de células epiteliais (células cancerosas) dentro das lesões foi confirmado por detecção de IHC cytokeratin usando um pan-citoqueratina (pan-CK) anticorpo. IHC utilizando um anticorpo de isotipo de IgG para pan-citoqueratina foi usada como um controlo para a especificidade da coloração. A barra de escala é a mesma para todas as imagens e denota 100 mm. (C) Avaliação da colonização ID8 cancro do ovário de depósitos de gordura peritoneal em camundongos C57BL / 6 a 7 dpi. Por favor cliqueaqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4. Ex vivo colonização de células de cancro do ovário para o omento. As colunas representam uma comparação das três condições experimentais que mostram omentos naïve (à esquerda), omentos de camundongos 6 horas após a injecção ip de 1 x 10 6 células SKOV3ip.1 (centro) e omentos com SKOV3ip.1-GFP colonizada ex vivo sob condições (à direita). Omentos Naïve (Branco), omentos colonizada por SKOV3ip.1-GFP do ensaio in vivo (anexo in vivo) ou omentos colonizada por SKOV3ip.1-GFP em condições de cultura ex vivo (anexo ex vivo). Imagens de fluorescência de todo omentos para GFP mostra padrão semelhante para a colonização in vivo e ex vivo, os ensaios (A). H & E coloração de cortes seriados deomentos a partir do painel A confirma a presença de células cancerosas localizadas nas manchas leitosas (B). Cytokeratin para células de cancro do ovário valida a H & E coloração (C). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Os autores não têm nada a divulgar.
Descrevemos um protocolo que implementa abordagens in vivo e ex vivo para estudar a colonização do câncer de ovário dos tecidos adiposos peritoneais, particularmente o omento. Além disso, apresentamos um protocolo para quantificar e analisar estruturas de células imunes no omento conhecidas como manchas leitosas, que promovem metástases de tecido adiposo peritoneal.
Apoiado por doações do Departamento de Defesa (W81XWH-09-1-0127), do NIH (2-R01-CA089569), da Fundação Elsa U. Pardee, do Prêmio de Estudo Piloto do Centro Marsha Rivkin para Pesquisa do Câncer de Ovário e generoso apoio filantrópico da Seção de Urologia e da Seção de Pesquisa do Departamento de Cirurgia da Universidade de Chicago.
| Ferramentas de dissecação | Ferramentas de ciências finas | NA | |
| Geimsa | Fluka/Sigma Aldrich | 48900 | |
| 5% Formalina | Sigma | HT501320 | |
| DMEM | Corning | 10-013-CV | |
| Tripsina | Gibco | 25200-056 | |
| PBS | Corning | 21-040-CV | Sem cálcio e magnésio |
| Agulha de calibre 26 | BD | 329652 | |
| BSA | Sigma | A7906 | |
| Colgenase | Worthington | LS004196 | |
| Stomacher | Seward Labsystems | Stomacher 80 Saco de Microstomacher Biomaster | |
| Stomacher Lab Systems | BA6040 / Micro | ||
| ACK Lysis Buffer | Gibco | A10492-01 | |
| Inserto de placa de cultura Millicell | Millipore | PICM01250 | |
| Cell-Tak | Corning | 354240 |