Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Bildning av Human Prostate Epitel Använda Tissue rekombination av gnagare Urogenital Sinus mesenkym och mänskliga stamceller

Published: June 22, 2013 doi: 10.3791/50327

Summary

För att reda ut de tidigaste molekylära mekanismerna bakom prostatacancer initiering, nya och innovativa mänskliga system modell och tillvägagångssätt desperat behövs. Potentialen av pre-prostata urogenitala sinus mesenkymet (UGSM) för att inducera pluripotenta populationer stamceller att bilda mänskliga prostata epitel är ett kraftfullt experimentell verktyg i prostata forskning.

Abstract

Framsteg i prostatacancer forskningen är starkt begränsad av tillgången på mänskligt ursprung och hormon-naiva modellsystem, som begränsar vår förmåga att förstå genetiska och molekylära händelser som ligger till grund prostatasjukdom inledande. Mot att utveckla bättre modellsystem för att studera human prostata cancer, har vi och andra tagit fördel av den unika pro-prostata induktiv potential embryonala gnagare prostata stroma, benämnd urogenitala sinus mesenkymet (UGSM). När återförenas med vissa populationer pluripotenta celler, t.ex. embryonala stamceller, inducerar UGSM bildandet av normal human prostata epitel i en testosteron-beroende sätt. En sådan mänsklig modell kan användas för att undersöka och experimentellt testa förmågan hos kandidat prostatacancer gener cancermottaglighet i en snabbare takt jämfört med typiska gnagare transgena studier. Eftersom mänskliga embryonala stamceller (hESCs) kan modifieras genetiskt i kultur using inducerbar genuttryck eller siRNA knock-down vektorer före vävnad rekombination, underlättar en sådan modell att testa de funktionella konsekvenserna av gener, eller kombinationer av gener, som är tänkt att främja eller förhindra cancer.

Tekniken att isolera rena populationer av UGSM celler, dock är utmanande och lärande kräver ofta någon med föregående expertis för att personligen lära. Dessutom kan ympning av cellblandningar under njurkapseln av en immunförsvagad värd vara tekniskt utmanande. Här redogör vi för och illustrera ordentlig isolering av UGSM från gnagare embryon och renal kapsel implantation av vävnad blandningar för att bilda human prostata epitel. Ett sådant tillvägagångssätt, på dess nuvarande stadium, kräver in vivo xenografting av embryonala stamceller, framtida tillämpningar skulle kunna omfatta in vitro körtel formation eller användning av inducerade cell pluripotenta stamceller populationer (iPSCs).

Introduction

Det finns ett enormt behov av bättre människa modellsystem för prostatacancer. I synnerhet skulle relevanta humana modellsystem för normala, icke-maligna prostatavävnader som kan vara genetiskt manipulerade för att direkt urskilja betydelsen av specifika gener i påbörjandet av prostatacancer vara oerhört upplysande. Tillkomsten av den genomiska eran har identifierat flera gener som kan ha en roll för uppkomsten av cancer. Brist på experimentella mänskliga modellsystem emellertid allvarligt försämrar vår förmåga att funktionellt testa och karakterisera kandidat prostata gener cancermottaglighet. Ett idealiskt modellsystem skulle underlätta snabba och snabbare funktionella analyser av gener cancermottaglighet i kombination med lämpliga transgena system gnagarmodell. Dessutom skulle en sådan människa modellsystem möjliggör molekylär karakterisering av signalering mekanismer för prostata cancerogeniciteten mot upptäckt och validering av nya terapier förförebygga prostatacancer bildas.

Mänskliga embryonala stamceller (hESCs) kan bilda mänskliga prostatavävnad som xenografter. Under 2006 Taylor et al. Rapporterade att hESCs kan förmås att bilda prostata epitel in vivo när åter kombineras med gnagare urogenitala sinus mesenkymet (UGSM) inom en tidsperiod på 8-12 veckor. Baserades på tidigare arbete av en Dessa studier Cunha lab visar att gnagare embryonal UGSM kan främja prostata differentiering av stamceller och embryonala epitelceller cellpopulationer in vivo. 2,3 Prostatan utvecklas från en embryonal anlagen kallas det urogenitala sinus (UGS), och innan embryonala dag 17 (mus E17 , dag E18 i råtta) UGS kan tas bort och fysiskt uppdelad i epitelet (UGSE) och mesenkymet (UGSM) 4 Denna vävnad rekombination tillvägagångssätt har avsevärt förbättrat vår förståelse av prostata utveckling och cancer, särskilt.ly tillväxtfaktor och hormonella signalvägar och molekylära sambanden mellan prostata stroma och epitel. 5-8 Metoden innebär att ex vivo kombinationen av UGSM med stam eller epitelceller från samma eller skilda arter, och dessa cellulära / vävnad rekombinantema implanteras och odlas och xenotransplantat inom musvärd. 4,9 Efter en period av in vivo-tillväxt, innehåller implantatet prostata epiteliala körtelstrukturer inbäddade i stromal vävnad. Ytterligare färgning kan göras för att avgöra huruvida dessa strukturer är verkligen prostata och av mänskligt ursprung. 10,11

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denna studie genomfördes i strikt enlighet med rekommendationerna i Guide för skötsel och användning av försöksdjur av National Institutes of Health. Protokollet godkändes av University of Chicago Institutional Animal Care och användning kommittén (IACUC, protokoll nummer 72066 och 72231). All kirurgi utfördes under narkos, och alla ansträngningar gjordes för att minimera lidandet. Den mänskliga embryonala stamceller linje WA01 (H1, NIH-registreringen # 0043) förvärvades från WiCell (Madison, WI) och odlades med feeder-oberoende protokollet använder mTeSR1 media (Stem Cell Technologies, Vancouver, BC). ES-celler användes inom tio passager av upptining.

Ett. Isolering av det urogenitala Sinus från mus eller råtta Embryon

  1. Euthanize en timed-gravid mus (dag 17,5) eller råtta (dag 18,5) genom inhalation av CO2 under 5 min. Döden bekräftas av upphörande av vitala funktioner hos råtta. Sedan bryta nacken humant. Den rpå är avlivas på denna punkt. Spraya 70% etanol för att sterilisera buken huden och flankerna. Skär buken hud och lager muskler och sedan klippa livmodern, separera råttembryon från fostersäcken, och klippa navelsträngen. Överföra embryon till ett 50 ml Falcon-rör innehållande iskall Hanks balanserade saltlösning (HBSS) och håll på is. Foster avlivas genom dekapitering med kirurgisk sax.
  2. Placera embryo i 100 mm petriskål. Tudela embryot med en sax på nivån av naveln (Figur 1A). Avlägsna magen och tunntarmen. Avslöja äggstockarna i den kvinnliga embryot och testiklar i den manliga embryot (Figur 1B och 1C). (Äggstockarna är belägna vid kaudala poler av njurarna. Är ungefär i nivå av blåsan Testiklarna). Vid detta utvecklingsstadium, isolerad UGSM från både manliga och kvinnliga embryon har förmåga att inducera en prostatisk epitelial härstamning i närvaro av värdtestosteron. fyra Efter denna utvecklande tid punkten är emellertid prostatiska knoppar börjar formning till den UGSM, och isolering av ren UGSM är mycket utmanande. fyra
  3. Under dissektion mikroskop, skär bukväggen i mitten raden med Vannas sax för att exponera blåsan och bakre väggen i buken. Gratis övre könsorgan från bilagor (i manliga embryon, skär urinledaren, Wolffian kanal och Müllerian kanal, i kvinnliga embryon, skär urinledaren och Müllerian kanal). Frigör blåsan från navelsträngen. Skär blygdbenet och rakt på sak separat från den främre väggen av den urogenitala sinus med Dumont fin spets pincett. Slutligen, separera den bakre väggen i den urogenitala sinus från ändtarmen. Skär det urogenitala sinus med blåsan vid den nedre änden (från urinröret) och lagra det urogenitala sinus en bloc (med blåsan) i iskall HBSS.

2. Separation av det urogenitala Sinus mesenkym

    (Figur 1D).
  1. Överför det urogenitala sinus till en falk rör innehållande 1% trypsin i Calcium (Ca 2 +) och magnesium (Mg 2 +) gratis HBSS. Placera röret i ett kylskåp vid 4 ° C under 75 min.
  2. Avlägsna trypsin och neutralisera trypsinisering med 10% fetalt Bovin Serum (FBS) i DMEM/F12-medium.
  3. Försiktigt retas klibbiga mesenkymala hylsan från epiteliala rör med en nål eller Dumont fin pincett spets (upprätthålla epiteliala röret intakt minskar risken för epitelceller förorening av mesenkymet, vilket kan resultera i gnagare körtlar bildar tillsammans med din stamcellshärledda människa körtelepitel) (figur 1D). 12
  4. Överför UGSM till en ny Falcon-rör innehållande DMEM/F12 medium + 10% FBS + 1% penicillin / streptomycin (pen / strep, 0,5 mg / ml) + 1% icke-essentiella aminosyror (NEAA) plus 1 nM R1881. Pless röret i en inkubator vid 37 ° C med 5% CO2 över natten.
  5. Centrifugera vävnad vid 200 xg och kassera supernatanten. Tvätta med fosfatbuffertsaltlösning (PBS) (inte stör vävnaden pellet).
  6. Lägg 0,2% kollagenas (i DMEM/F12) att åter skjuta upp vävnaden. Inkubera i 37 ° C med försiktig skakning under 1 timme.
  7. Kraftigt virvel matsmältningen vävnaden tre gånger tills det blir homogent encelliga blandningen och tillsätt DMEM/F12-medium + 10% FBS + 1% P / S + 1% NEAA + 1 nM R1881 att neutralisera kollagenas.
  8. Centrifugera vid 200 xg och tvätta sedan med re-suspendera UGSM cellerna i HBSS och upprepa tre gånger för att helt tvätta UGSM. Slutligen suspendera mesenkymala celler i DMEM/F12 och räkna cellerna med hjälp av en hemocytometer eller cellräkning enhet.
  9. Dissociera hES celler odlade med feeder-fri protokoll med mTeSR1 media (Stem Cell Technologies, Vancouver, BC) med hjälp av en Accutase matsmältningen (Millipore, Boston, MA). Tvätta hES cellernaunder log-fasen av deras tillväxt i varma DMEM/F12 media, tillsätt sedan varm 1x Accutase lösning och inkubera vid 37 ° C under 15-20 min tills enstaka celler är enhetligt dissocieras från kolonier. Lägg en lika stor mängd 1x definierad trypsininhibitor (Invitrogen, Grand Island, NY) för att neutralisera Accutase och försiktigt pipettera upp och ner för att blanda och bryta upp cellen klumpar. Pipettera cellerna i ett centrifugrör och centrifugera i 3 min vid 200 xg, och återsuspendera cellpelleten i DMEM/F12 media. Centrifugrör under 3 min vid 200 xg igen och avlägsna supernatanten, sedan återsuspendera i kalla HBSS eller DMEM/F12 på önskad volym.
  10. Lägg hES celler med 1:2,5 förhållandet HES / mesenkymala celler. 3 Detta kommer att bli en cellulär sammansättning 1E 5 UGSM celler med 4E 4 hESCs per 10 ml injektion (en enda råtta UGS normalt ger ca 2E 6 mesenkymala celler). Centrifugera vid 200 xg under 5 min och sedan kassera supernatanten. Återuppslamma med 75% Matrigel (BD Biosciences,San Jose, Kalifornien, blandat med 25% kallt HBSS för enklare hantering) och placera röret i isen för sub-renal kapsel injektion.

Tre. Transplantation av Tissue Rekombinant Underneath njurkapseln

  1. Förbered en steril operationsområdet.
  2. Söva en manlig atymisk naken mus med ketamin / xylazin ip, använd en ny mix som innehåller en 01:01:08 förhållande av ketamin: xylazin: saltlösning. Doseringen kommer att vara 100 mg / kg Ketamin och 2,5 mg / kg Xylazin. Djur inte svarar på en tå-nypa bör vara fullt under för 20-30 min.
  3. Kirurgiskt förbereda musen genom att raka operationsområdet (om du inte använder en naken mus), rengöring med tre alternerande dukarna i 70% alkohol följt av betadinlösning och applicera en kirurgisk duk.
  4. Sätt salva ögat fukt (Altalube ögonsalva) för ögonen på musen för att förhindra uttorkning under anestesi.
  5. Under operation, är andning och kroppstemperaturen hos mössen övervakades. De andningsfrekvenser should vara stadig och hållas inom 40-90 andetag / min. Kroppstemperaturen övervakas med observation av färgen på slemhinnorna och de rosa fotsulor.
  6. Gör en 1,0 cm lång längsgående snitt i huden på ryggen. Fortsätt att skära bukväggen i en 0,5 cm längsgående snitt.
  7. Tryck försiktigt på njuren ur buken och hålla fuktig njure ytan med droppar steril koksaltlösning.
  8. Försiktigt punktera njurkapseln hjälp av en tom 27-gauge injektionsnål. Ett mycket grunt punktering är tillräcklig. Detta kommer att vara där du sätter din trubbig nål för att injicera din cellulära blandning.
  9. Fyll en 28-gauge trubbig sprutnål med 10 pl av din cell blandningen. Långsamt in stickstället och penetrera njurarna parenkymet att nå ett område under den renala kapseln. Injicera 10 ul av den cellulära blandningen för bildning av en bolusdos på njuren under den renala kapseln. Återkallande nålen.
  10. Återgå njuren till abdominal hålighet. Säkra muskulösa lagret av bukhinnan med 4-0 nylon suturer.
  11. Stäng huden med antingen sutur eller häftklammer.
  12. Rengör blod från huden med steril koksaltlösning.

4. Postoperativ smärtlindring och övervakning

  1. Injicera djuret med buprenorfin (0,1 mg / kg var 12 timme) eller ketoprofen (3-5 mg / kg i saltlösning varje 12 timmar) för att hantera post-operativ smärta, och 1 ml av 37 ° C saltlösning ip att hålla djuret varm och förhindra uttorkning.
  2. Placera djuret i en ren bur och placera den på en mild värmedyna.
  3. Sända tillbaka djuren till djur rummet när de återfår medvetandet och rör i buren.
  4. Observera djuret dagligen för oväntade tecken på sjukdom och smitta för följande tre dagarna. Mössen övervakas med observation av aktiviteter i burar inklusive åtkomst mat och vatten 1 dygn postoperativt. Om mössen visar färre aktiviteter, är Ketoprofen intraperitonealt annonsbetjänade igen en gång om dagen.
  5. Ta bort skinnet klammer eller suturer 2 veckor efter operationen.
  6. Xenograft vävnader kan skördas så tidigt som 8 veckor efter operationen. Xenotransplantat kan avbildas in vivo med hjälp av små-djur ultraljud (Figur 2A), och fixerade vävnader kan vara snittades och färgades för olika proteiner med användning av immunohistokemi (Figur 3).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Med utgångspunkt i den spännande rapporten av Taylor et al., Har vårt labb utvecklat en engrafting protokoll med den vanligen använda H1 (NIH-utsedda WA01, genetiskt manligt) humana embryonala stamceller linje. 1 Denna linje har testats rigoröst för kvalitetskontroll och är karyotypiskt normal 13 Vid odling lämpligt, kan hES celler upprätthållas, utökas, och kryokonserverades i en odifferentierad och pluripotenta tillstånd att använda en feeder-fri kultur metoden (feeder-fria system kommersiellt tillgängliga via Technologies Stem Cell, Vancouver BC).. 14 Vår protokoll sysselsätter enkelcellsuspensioner av hESCs kombination med enstaka cellsuspensioner av E18 råtta UGSM och injiceras under njurkapseln av vuxna immunförsvagade hanmöss. Som viktiga kontroller, implanteras USGM ensamt ger ingen märkbar tillväxt, medan hESCs implanteras utan stora UGSM bildar teratomas (Figur 2B). 15 I vår erfarenhet, implantatation av UGSM utan att förorena råtta epitelceller aldrig resulterar i vävnad tillväxt, medan rekombination av UGSM plus hESCs resulterar i kraftig tillväxt över 80% av tiden (efter 8 veckor storlek varierar från 1 mm till 5 mm, med över 80% av vävnaden innehållande körtelepitel). I rekombinanter innehållande både hESCs och UGSM, är tidig glandular formation observeras efter 4 veckor, och efter 8 veckor fullt utvecklade, är prostataspecifikt antigen (PSA)-positiv human prostata epitel bildas (figur 3). Dessa körtlar innehåller androgenreceptorn (AR)-positiva luminal-sekretoriska celler, som inte föreligger en vecka efter värd kastrering. Viktigt är dessa körtlar är positiva för humanspecifik och prostata-specifikt protein PSA. Ytterligare färgning dokument att sådana mänskliga körtlar verkar vara icke-malign eftersom de inte uttrycker Alfa-methylacyl-CoA racemas (AMACR), som är en prostatacancer-specifik markör. 16

ether.within-sida = "alltid"> Figur 1
Figur 1. Isolering av det urogenitala Sinus från en E18.5 Rat Embryo. A. E18.5 råtta embryo. Den vita heldragna linjen anger positionen att tudela embryot. B. E18.5 manlig råtta embryo. De svarta streckade linjerna anger urinblåsan, urogenitala sinus, ändtarm och utveckla testiklar. C. E18.5 kvinnlig råtta embryo. De svarta streckade linjerna anger urinblåsan, urogenitala sinus och livmoder. D. blåsa och urogenital sinus bort från E18.5 råtta embryot. Den stund heldragen linje anger positionen för att ta bort blåsan. Den svarta streckade linjen och vit pil indikerar den epiteliala röret. Den vita pilen huvudet indikerar urogenitala sinus mesenkymet.

7/50327fig2.jpg "alt =" Bild 2 "fo: innehåll-width =" 4in "fo: src =" / files/ftp_upload/50327/50327fig2highres.jpg "/>
Figur 2. Ultraljudsundersökningar och grov morfologi av in vivo vävnad xenografts härrör från UGSM och hESCs. A. ultraljudsundersökningar av växande xenografts tillåter levande djur analyser under experimentet. Image fångades 8 veckor efter operationen med en Vevo 2100 litet djur ultraljud (VisualSonics, Toronto, ON). . Inringade området representerar den växande vävnaden xenotransplantatet på njuren yta B. Vid experimentellt endpoint, hES celler i kombination med rått UGSM (rUGSM) bildar en synlig vävnad massa på njuren yta (till vänster), hES celler implanteras ensamt bilda stora teratomas som förväntade (mellersta panel), och UGSM implanteras ensamt inte bildar någon urskiljbar struktur (högra panelen).

. Jpg "alt =" Bild 3 "fo: innehåll-width =" 6in "fo: src =" / files/ftp_upload/50327/50327fig3highres.jpg "/>
Figur 3. Bildning av Human Prostate epitel från mänskliga embryonala stamceller Linje WA01 (H1). ES-celler rekombinerades med gnagare UGSM och implanteras under njurkapseln av intakta manliga nakna möss. Efter en tillväxt period av 8 veckor, är human prostata körtelepitel bildas som dokumenterats av AR, p63, och människors fritt PSA-färgning. En vecka efter mottagande kastrering, är AR-positiva, PSA-positiva luminal skikt inte är närvarande, dokumentera karaktäristiska androgen-beroende. Prostata vävnader är icke-maligna såsom visas genom en brist på AMACR färgning. Dessutom var Chra-positiva neuroendokrina celler detekterbar. Icke-malign human prostatavävnad användes som en kontroll för AR, PSA, och p63, en prostatatumör användes som en positiv kontroll för cancer-specifik AMACR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tissue rekombination med UGSM är en otroligt användbar teknik för att undersöka utvecklingen av prostata och de molekylära händelser som leder till prostatacancer inletts. Den induktiva potential UGSM har använts i många tillämpningar inom prostata forskning, och dessa inkluderar förbättrad tumör ta av prostata cellinjer och tumörer, studera stromal-epiteliala interaktioner, och bildar mellan arter prostata rekombinanter 7,17-20 Korrekt beredning av UGSM. emellertid är avgörande för experimentell framgång som kontaminerande gnagare epitel resulterar i glandular bildning och kan förväxla resultat. Således är separationen av UGSM från UGSE (Steg 2.4) i särklass mest kritiska och även mest knepiga steg i protokollet. För att kontrollera om en sådan förorening, är användningen av metoder för att urskilja mellan arter uppmuntras, liksom ytterligare en experimentell arm med UGSM ensam att dokumentera någon glandular formation från cellular föroreningar. 12

Den senaste tidens utveckling av feeder-fria hES odling reagens och metoder tillåter rena populationer hES celler som skall odlas, utökad och kryokonserverade. 14 Dessutom möjliggör utökad användning av lentiviral genleverans stallet genomiska inkorporering och uttryck av gener av intresse. 21,22 Dessa kombinerade framsteg möjliggöra genmanipulation av rena hES kulturer och, när de kombineras med den induktiva potential prostatisk embryonal UGSM kommer det att möjliggöra in vivo generationen av humana prostatiska körtlar uttrycker specifika gener av intresse. Dessutom skulle denna teknik vara mottaglig för inducerad-pluripotenta stamcellslinjer (iPSCs) härrör från vuxna värdar och från genetiskt modifierade celler. 23,24 Använda definierade proteiner, visar vi att en sådan hESC-derived human prostata epitel verkar väldigt lik vuxen human prostata epitel, men på global molekylär nivå finns det garanterat att blivissa skillnader i genuttryck som bör beaktas. För att beakta detta, bör utredare använda en utökad urvalsstorlek och överväga laser-capture microdissection (LCM)-baserade metoder och jämförande genanalyserna uttryck plattformar för att validera de molekylära profiler för sina vävnader jämfört med vuxna humana vävnader. Ändå har bildandet av human prostata körtelepitel använder ett seriellt-odlade och feeder-fri linje stamceller kan underlätta många molekylära studier avseende prostata funktion och cancer initiering.

Vår teknik utnyttjar enstaka cellsuspensioner av både UGSM och hESCs, som möjliggör användning av Lentiviral infektion och flöde sortering ansatser och som mer exakt kontroll av cellulära kvantiteter. Detta kan dock minska induktiva potential UGSM. Ett alternativt tillvägagångssätt har varit att använda icke-dissocierade UGSM (efter steg 2.5), innan kollagenasdigerering)och antingen direkt inkubation med ES-celler, eller celler inbäddning inom en kollagenlösning. 4 För att implantera dessa vävnader under njurkapseln, skulle en alternativ teknik vara att göra ett snitt i den renala kapseln, skapa en liten ficka under njurkapseln på toppen av njuren, och fysiskt placera cellmassan inom denna ficka. 4,20

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har ingen intressekonflikt med arbetet som presenteras.

Acknowledgments

Vi vill nämna det stöd från University of Chicago avsnitt av Urology ledd av Dr Arieh Shalhav, och direktören för Urologic Research Dr Carrie Rinker-Schaeffer. Vi vill också tacka för det stöd från University of Chicago Comprehensive Cancer Center (UCCCC) som leds av Dr Michelle Le Beau. Vi med också tacka teknisk experthjälp av Human Tissue Resource Center core facility ledd av Dr Mark Lingen, och med bistånd av Leslie Martin och Mary Jo Fekete. Vi tackar också Immunohistochemistry Core Facility drivs av Terri Li. Detta arbete har finansierats av University of Chicago Kirurgiska kliniken, sektionen för urologi, en American Cancer Society Institutional Research Grant (ACS-IRG, # IRG-58-004), en Cancer Center Support Grant (P30 CA14599); Den Brinson Foundation, den Alvin Baum Family Fund, The University of Chicago Cancer Research Foundation Kvinnors styrelse, S. Kregel stöds av en HHMI: Med-in-Grad Fellowshöft (56006772) och en Cancer Biology Training Grant (T32-CA09594). Slutligen vill vi tacka Robert Clark, Dr VenkateshKrishnan, och Nathan Stadick för sin kritiska utvärdering av manuskriptet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS) GIBCO 14170
DMEM/F12 GIBCO 11330
R1881 Sigma 965-93-5 Mix to 1 ug/ml in Ethanol (1,000x stock)
NEAA GIBCO 11140
Pen-Strep Solution GIBCO 15070 100x stock
Matrigel BD Biosciences 354230
KETASET (ketamine hydrochloride) Fort Dodge Animal Health NDC 0856-2013-01 100 mg/ml; dilute 1:10 in sterile saline
AnaSed (xylazine) VET-A-MIX, Inc. NADA 139-236 20 mg/ml; dilute 1:10 in sterile saline
Trypsin BD Biosciences 215240
Collagenase Sigma C2014
Ketoprofen Fort Dodge NDC 0856-4396-01 100 mg/ml; dilute 1:1,000 in sterile saline
Altalube eye ointment Altaire Pharmaceuticals, Inc. NLC 56641-19850
Leica MZ16 F Stereomicroscope Leica Any good dissecting scope can be used.
Vannas spring scissors Fine Science Tools 15001-08
Syringe Hamilton 84855
Hamilton Needle, Small RN, 28 gauge, 0.5inches, Point Style #3 (Blunt) Hamilton 7803-02 Custom Needle
Ethanol Prep Pads Fisher Scientific 06-669-62
Sterile Gauze Pads Fisher Scientific 22-415-469
Ethicon Vicryl Suture (4-0 FS-2) MedVet International J392H Needle-in, dissolvable suture
Autoclip 9 mm Wound Clips Becton Dickenson 427631
PVP Iodine Prep Pads Fisher Scientific 06-669-98
Dissector scissor with blunt end Fine Science Tools 14072-10
Dumont fine tip forceps Fine Science Tools 11252-50
Needle holder with Scissor Fine Science Tools 12002-14

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Taylor, R. A., et al. Formation of human prostate tissue from embryonic stem cells. Nat. Methods. 3, 179-181 (2006).
  2. Cunha, G. R., Chung, L. W. Stromal-epithelial interactions--I. Induction of prostatic phenotype in urothelium of testicular feminized (Tfm/y) mice. J. Steroid Biochem. 14, 1317-1324 (1981).
  3. Cunha, G. R., Chung, L. W., Shannon, J. M., Taguchi, O., Fujii, H. Hormone-induced morphogenesis and growth: role of mesenchymal-epithelial interactions. Recent Prog. Horm. Res. 39, 559-598 (1983).
  4. Staack, A., Donjacour, A. A., Brody, J., Cunha, G. R., Carroll, P. Mouse urogenital development: a practical approach. Differentiation. 71, 402-413 (2003).
  5. Cunha, G. R., et al. Normal and abnormal development of the male urogenital tract. Role of androgens, mesenchymal-epithelial interactions, and growth factors. J. Androl. 13, 465-475 (1992).
  6. Cunha, G. R., et al. Growth factors as mediators of androgen action during the development of the male urogenital tract. World J. Urol. 13, 264-276 (1995).
  7. Aboseif, S., El-Sakka, A., Young, P., Cunha, G. Mesenchymal reprogramming of adult human epithelial differentiation. Differentiation. 65, 113-118 (1999).
  8. Marker, P. C., Donjacour, A. A., Dahiya, R., Cunha, G. R. Hormonal, cellular, and molecular control of prostatic development. Dev. Biol. 253, 165-174 (2003).
  9. Cunha, G. R., Sekkingstad, M., Meloy, B. A. Heterospecific induction of prostatic development in tissue recombinants prepared with mouse, rat, rabbit and human tissues. Differentiation. 24, 174-180 (1983).
  10. Van der Griend, D. J., et al. The Role of CD133 in Normal Human Prostate Stem Cells and Malignant Cancer Initiating Cells. Cancer Res. 68, 9703-9711 (2008).
  11. Van der Griend, D. J., Konishi, Y., De Marzo, A. M., Isaacs, J. T., Meeker, A. K. Dual-label centromere and telomere FISH identifies human, rat, and mouse cell contribution to Multispecies recombinant urogenital sinus xenografts. Prostate. , (2009).
  12. Vander Griend, D. J., Konishi, Y., De Marzo, A. M., Isaacs, J. T., Meeker, A. K. Dual-label centromere and telomere FISH identifies human, rat, and mouse cell contribution to Multispecies recombinant urogenital sinus xenografts. Prostate. 69, 1557-1564 (2009).
  13. Thomson, J. A., et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science. 282, 1145-1147 (1998).
  14. Ludwig, T. E., et al. Feeder-independent culture of human embryonic stem cells. Nat. Methods. 3, 637-646 (2006).
  15. Prokhorova, T. A., et al. Teratoma formation by human embryonic stem cells is site dependent and enhanced by the presence of Matrigel. Stem Cells Dev. 18, 47-54 (2009).
  16. Hameed, O., Sublett, J., Humphrey, P. A. Immunohistochemical stains for p63 and alpha-methylacyl-CoA racemase, versus a cocktail comprising both, in the diagnosis of prostatic carcinoma: a comparison of the immunohistochemical staining of 430 foci in radical prostatectomy and needle biopsy tissues. Am. J. Surg. Pathol. 29, 579-587 (2005).
  17. Wang, Y. A human prostatic epithelial model of hormonal carcinogenesis. Cancer Res. 61, 6064-6072 (2001).
  18. Yao, V., Parwani, A., Maier, C., Heston, W. D., Bacich, D. J. Moderate expression of prostate-specific membrane antigen, a tissue differentiation antigen and folate hydrolase, facilitates prostate carcinogenesis. Cancer Res. 68, 9070-9077 (2008).
  19. Cunha, G. R., Cooke, P. S., Kurita, T. Role of stromal-epithelial interactions in hormonal responses. Arch. Histol. Cytol. 67, 417-434 (2004).
  20. Xin, L., Ide, H., Kim, Y., Dubey, P., Witte, O. N. In vivo regeneration of murine prostate from dissociated cell populations of postnatal epithelia and urogenital sinus mesenchyme. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, Suppl 1. 11896-11903 (2003).
  21. Yu, X. Lentiviral vectors with two independent internal promoters transfer high-level expression of multiple transgenes to human hematopoietic stem-progenitor cells. Mol. Ther. 7, 827-838 (2003).
  22. Anderson, J. S., Bandi, S., Kaufman, D. S., Akkina, R. Derivation of normal macrophages from human embryonic stem (hES) cells for applications in HIV gene therapy. Retrovirology. 3, 24 (2006).
  23. Takahashi, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 126, 663-676 (2006).
  24. Maherali, N., et al. A high-efficiency system for the generation and study of human induced pluripotent stem cells. Cell Stem Cell. 3, 340-345 (2008).

Tags

Stem Cell Biology medicin medicinsk teknik bioteknik Cancer biologi molekylärbiologi cellbiologi anatomi fysiologi kirurgi embryonala stamceller ekonomiska och sociala råd Modeller Sjukdom Djur celldifferentiering urogenitala systemet prostata Urogenital Sinus mesenkym Stem Cells djurmodell
Bildning av Human Prostate Epitel Använda Tissue rekombination av gnagare Urogenital Sinus mesenkym och mänskliga stamceller
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cai, Y., Kregel, S., Vander Griend,More

Cai, Y., Kregel, S., Vander Griend, D. J. Formation of Human Prostate Epithelium Using Tissue Recombination of Rodent Urogenital Sinus Mesenchyme and Human Stem Cells. J. Vis. Exp. (76), e50327, doi:10.3791/50327 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter