Interstitiel fluid strømning er forhøjet i solide tumorer og kan modulere tumorcelleinvasion. Her beskriver vi en metode til at anvende interstitielt fluid strømning til celler indlejret i en matrix, og derefter måle deres virkning på celleinvasion. Denne teknik kan let tilpasses til at studere andre systemer.
Vækst og udvikling af de fleste faste tumorer afhænger første transformation af cancerceller og deres reaktion på stroma-associeret signalering i tumormikromiljøet 1. Tidligere har forskningen på tumormikromiljøet primært fokuseret på tumor-stroma interaktion 1-2. Men tumormikromiljøet også omfatter en række biofysiske kræfter, hvis virkninger stadig dårligt forstået. Disse kræfter er biomekaniske følger tumorvækst, der fører til ændringer i genekspression, celledeling, differentiering og invasion 3. Matrixdensiteten 4, stivhed 5-6, og strukturen 6-7, interstitiel fluid tryk 8, og interstitiel fluidstrøm 8 ændres alle ved cancer progression.
Interstitiel fluid strømning i særdeleshed er højere i tumorer sammenlignet med normale væv 8-10. Den anslåede interstitielvæske flow hastigheder blev målt og fundet at være i området på 0,1-3 um s -1, afhængigt af tumorstørrelse og-differentiering 9, 11. Dette skyldes forhøjet interstitielt fluid tryk forårsaget af tumor-induceret angiogenese og forøget vaskulær permeabilitet 12. Interstitiel fluidstrøm har vist sig at forøge invasion af cancerceller 13-14, vaskulære fibroblaster og glatte muskelceller 15. Denne invasion kan skyldes autologe kemotaktiske gradienter skabt omkring celler i 3-D 16 eller forøget matrixmetalloproteinase (MMP) ekspression 15, chemokin sekretion og celleadhæsionsmolekyle ekspression 17. Imidlertid er den mekanisme, ved hvilken cellerne mærke fluidumstrøm ikke godt forstået. Ud over at ændre tumorcelle adfærd, modulerer interstitielt fluid strømning aktiviteten af andre celler i tumormikromiljøet. Det er associeret med (a) kørsel differentiering af fibroblaster i tumorfremmende myofibroblaster 18, (b) transport af antigener og andre opløselige faktorer til lymfeknuder 19, og (c) modulering lymfatiske endotelcelle morfogenese 20.
Den teknik, der præsenteres her medfører interstitiel fluidstrøm på celler in vitro og kvantificerer dens indvirkning på invasion (figur 1). Denne fremgangsmåde er blevet offentliggjort i flere undersøgelser til måling af virkningerne af fluidstrømmen på stromal og cancer celleinvasion 13-15, 17. Ved at ændre matrixsammensætning, celletype og cellekoncentrationen, kan denne metode anvendes til andre sygdomme og fysiologiske systemer til undersøgelse af virkningerne af interstitiel flow på cellulære processer, såsom invasion, differentiering, proliferation og genekspression.
Her har vi beskrevet en metode til at kvantificere virkningen af interstitiel flow på tumorcelleinvasion, under anvendelse af celler indlejret i en 3-D matrix i en cellekultur insert. Dette og lignende metoder er blevet anvendt til at undersøge virkningen af interstitiel strømning på en række celletyper 13-15, 17. Vores fremgangsmåde delvist efterligner matrix mikromiljø tumoren ved hjælp af type I collagen og Matrigel, som indeholder proteiner, der findes i basalmembranen af epitelvæv og omgiv…
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 |