Interstitial vätska flöde är förhöjd i fasta tumörer och kan modulera tumörcellsinvasion. Här beskriver vi en metod att applicera interstitiell fluidflöde till celler inbäddade i en matris och sedan mäta dess effekt på cellinvasion. Denna teknik kan lätt anpassas för att studera andra system.
Tillväxten och utvecklingen av de flesta solida tumörer är beroende på den initiala omvandlingen av cancerceller och deras svar på stroma-associerad signalering i tumören mikromiljö 1. Tidigare har forskning om tumören mikromiljö främst inriktad på tumör-stroma interaktion 1-2. Innehåller dock tumören mikromiljö också en mängd biofysiska krafter, vars effekter fortfarande dåligt kända. Dessa krafter är biomekaniska konsekvenser av tumörtillväxt som leder till förändringar i genuttryck, celldelning, differentiering och invasion 3. Matrix täthet 4, 5-6 styvhet och struktur 6-7, interstitialvätska tryck 8, och interstitiell vätskeflöde 8 är alla förändras under cancer progression.
Interstitial vätska strömmar i synnerhet är högre i tumörer jämfört med normala vävnader 8-10. Den beräknade interstitiell vätska flow hastigheter uppmättes och befanns vara i intervallet 0,1-3 | im s -1, beroende på tumörstorlek och differentiering 9, 11. Detta beror på förhöjd interstitiellt vätsketryck som orsakas av tumör-inducerad angiogenes och ökad vaskulär permeabilitet 12. Interstitial vätska strömma har visat sig öka invasion av cancerceller 13-14, vaskulära fibroblaster och glatta muskelceller 15. Denna invasion kan bero på autologa kemotaktiska gradienter skapas runt cellerna i 3-D-16 eller ökas matrix-metalloproteinas (MMP)-expression 15, kemokin sekretion och celladhesionsmolekyl uttryck 17. Emellertid är den mekanism genom vilken celler avkänna vätskeflödet inte väl förstådda. Förutom att förändra tumören cellbeteende, modulerar interstitiell fluidflöde aktiviteten hos andra celler i tumören mikromiljö. Det är förenat med (a) körning differentiering av fibroblaster i tumör-främjande myofibroblaster 18, (b) transport av antigener och andra lösliga faktorer till lymfkörtlar 19, och (c) modulering av lymfatiska endotelceller morfogenes 20.
Tekniken som presenteras här innebär interstitialvätska flöde på celler in vitro och kvantifierar dess effekter på invasion (figur 1). Denna metod har publicerats i flera studier för att mäta effekterna av vätskeflöde för stromal och cancer cellinvasion 13-15, 17. Genom att ändra matriskompositionen, celltyp och cellkoncentrationen, kan denna metod tillämpas på andra sjukdomar och fysiologiska system för att studera effekterna av interstitiell flöde på cellulära processer såsom invasion, differentiering, proliferation och genexpression.
Här har vi beskrivit en metod för att kvantifiera effekten av interstitiell flöde på tumörcellsinvasion, med användning av celler som är inbäddade i en 3-D-matris i en cellodling insatsen. Denna och liknande metoder har använts för att studera effekten av interstitiell flöde på ett antal olika celltyper 13-15, 17. Vårt tillvägagångssätt härmar delvis matrisen mikromiljö av tumören med hjälp av typ I kollagen och Matrigel som innehåller proteiner som finns i källaren membran epitelial vä…
The authors have nothing to disclose.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Collagen (Rat Tail) | BD | 354236 | Keep sterile |
Millicell cell culture insert | Millipore | PI8P01250 | 8 μm pore diameter, polycarbonate membrane |
Matrigel | BD | 354234 | Keep sterile |
PBS | Sigma Aldrich | 100M-8202 | 10x for preparing gel solution, 1x for washing steps |
Sodium Hydroxide, 1.0N Solution | Sigma Aldrich | S2770 | Keep sterile |
DMEM 1X | CellGro | 10-013-CV | Keep sterile |
Fetal Bovine Serum | Atlanta Biologicals | 511150 | Keep sterile |
Penicillin Streptomycin | CellGro | 30002CI | Keep sterile |
Triton X-100 | Sigma Aldrich | X100-500 ml | 0.5% in PBS |
Paraformaldehyde | Fisher Scientific | 04042-500 | 4% in PBS |
Deionized Water | Keep sterile | ||
4′,6-diaminido-2-phenylindole (DAPI) | MP Biomedicals | 0215757401 | 1 mg/ml stock solution |
Mounting Solution | Thermo Scientific | TA-030-FM | |
Trypsin-EDTA | CellGro | 25-052-CI | Keep sterile |