Il saggio Formazione morbida Agar Colony
Summary
The soft agar colony formation assay is a method used to confirm cellular anchorage-independent growth in vitro. The goal of this protocol is to illustrate a stringent method for the detection of the tumorigenic potential of transformed cells and the tumor suppressive effects of proteins on transformed cells.
Abstract
Anchorage-independent growth is the ability of transformed cells to grow independently of a solid surface, and is a hallmark of carcinogenesis. The soft agar colony formation assay is a well-established method for characterizing this capability in vitro and is considered to be one of the most stringent tests for malignant transformation in cells. This assay also allows for semi-quantitative evaluation of this capability in response to various treatment conditions. Here, we will demonstrate the soft agar colony formation assay using a murine lung carcinoma cell line, CMT167, to demonstrate the tumor suppressive effects of two members of the Wnt signaling pathway, Wnt7A and Frizzled-9 (Fzd-9). Concurrent overexpression of Wnt7a and Fzd-9 caused an inhibition of colony formation in CMT167 cells. This shows that expression of Wnt7a ligand and its Frizzled-9 receptor is sufficient to suppress tumor growth in a murine lung carcinoma model.
Introduction
L'agar morbido dosaggio formazione di colonie è una tecnica largamente usata per valutare trasformazione cellulare in vitro. Storicamente, un kit, la clonogenica, descritto da Puck et al. Nel 1956 è stato utilizzato per valutare la capacità delle cellule di formare colonie 1. In questa tecnica, le cellule sono state disperse su una piastra di coltura e coltivate in presenza di cellule feeder o terreno condizionato per fornire fattori di crescita necessari. Il limite di questa tecnica è che è fornito solo informazioni riguardanti la formazione di colonie. Le cellule normali viene impedito di crescita ancoraggio-indipendente, a causa di un particolare tipo di morte apoptotica, chiamato anoikis 2. Tuttavia, cellule trasformate sono in grado di crescere e dividersi senza legarsi ad un substrato. Per capitalizzare questo concetto, i ricercatori hanno sviluppato il soft agar test formazione di colonie. La morbida agar test formazione di colonie da allora è stato modificato, in anni più recenti, per affrontare spesigenze ecific. Una variante prevede l'incorporazione di colorante fluorometrica per consentire high-throughput conteggio delle colonie. Un'altra variante prevede l'utilizzo di una soluzione di agar specializzata per consentire il recupero di cellule vitali dopo la formazione di colonie quando sono necessari campioni di proteine o di DNA.
Nel tradizionale morbido agar saggio formazione di colonie, le cellule sono coltivate in uno strato di agar morbido mescolato con mezzo di coltura cellulare che poggia su un altro strato di agar molle, anche mescolato con mezzo di coltura cellulare, ma che contengono una maggiore concentrazione di agar. Ciò impedisce alle cellule di aderire alla piastra di coltura, ma consente cellule trasformate per formare colonie visibili. La logica dietro questa tecnica è che le cellule normali dipendono da cellula a contatto della matrice extracellulare in grado di crescere e dividere. Al contrario, le cellule trasformate hanno la capacità di crescere e dividere a prescindere dal loro ambiente circostante. Pertanto, cellule capaci di formare colonie in modo di ancoraggio indipendente erano considered trasformare e cancerogene. L'obiettivo generale di questo metodo consiste nel misurare questa capacità nelle cellule in modo semi-quantitativo e rigoroso.
La via di segnalazione Wnt è fondamentale in embriogenesi e spesso de-regolato nella tumorigenesi 3-6. Ci sono diversi percorsi associati con segnalazione Wnt. Il percorso canonico prevede di segnalazione Wnt e regolazione della trascrizione genica a valle attraverso i suoi effetti sul coactivator trascrizionale beta-catenina. Wnts segnale anche attraverso diversi percorsi non canonici, per esempio, il percorso planare polarità cellulare, che regola gli elementi coinvolti nella struttura del citoscheletro 7, e la via di Wnt-calcio, che regola il rilascio del calcio dal reticolo endoplasmatico 8. Ligandi Wnt esercitano la loro attività attraverso il legame dei recettori Frizzled. Anche se diversi Wnts hanno dimostrato di essere sovraregolata nel cancro del polmone, Wnt7a ha dimostrato di essere down-regolato in non-smalcancro ai polmoni l cellulare attraverso metilazione del promotore 9. Wnt7a lega Fzd9 e agisce come un soppressore del tumore attraverso un percorso non canonico. Restauro di Wnt-7a e FZD-9 inibisce la crescita di non a piccole cellule di cancro polmonare delle cellule 10. Gli effetti di Wnt7a / Fzd9 sono mediati attraverso l'attivazione di ERK-5, che a sua volta, attiva perossisomi γ del recettore proliferator-activated (PPAR-gamma) 11,12. Qui, abbiamo dimostrato che la sovraespressione di Wnt7a e Fzd9 traduce nella soppressione della crescita ancoraggio-indipendente di una linea cellulare di carcinoma del polmone murino. CMT167 cellule murine sono state derivate da un carcinoma polmonare nei topi C57BL / topi lcrf 13 e sono stati stabilmente trasfettate con Wnt7A e Fzd9. Sovraespressione di Wnt7A e Fzd9 sono stati confermati da-PCR quantitativa (Q-PCR) e la funzionalità di Wnt7A e Fzd9 sovraespressione è stata confermata attraverso l'attivazione a valle del PPAR.
Protocol
Representative Results
Discussion
A conferma vitro della funzione soppressiva tumorale di proteine di segnalazione è difficile. Uno dei test più rigorosi a disposizione per indagare questa proprietà è il soft agar saggio di formazione di colonie. Qui, abbiamo illustrato il morbido test formazione di colonie agar utilizzando una linea cellulare di carcinoma del polmone murino stabile sovraespressione Wnt7a e Fzd9 rispetto alla sua linea cellulare CMT167 dei genitori.
Ci sono diversi punti important…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by a Merit Award from the U.S. Department of Veterans Affairs, and an NIH grant R01CA1385282522717 to RW.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Cancer Cell Line of Interest | Sigma-Aldrich | 10032302 | CMT-167 Cells |
| Powdered RPMI 1640 Medium | Gibco | 31800-089 | Used to prepare 2X cell culture medium. |
| Liquid RPMI 1650 Medium | Cellgro | 10-040-CV | Referred to as 1X cell culture medium. |
| Fetal Bovine Serum | HyClone | SH30910.03 | Used to supplement cell culture medium. |
| Penicillin/Streptomycin | CellGro | 30-002-Cl | Used in cell culture medium. |
| Difco Noble Agar | BD Biosciences | 214230 | Used to prepare 1.0% and 0.6% Agar. |
| Sodium Bicarbonate | Fisher | BP-328-1 | Used in 2X cell culture medium. |
| Trypsin | Cellgro | 25-050-Cl | |
| Sterile Bottle-Top Filters | Fisher | 09-761-126 | Used to sterile filter 2X medium. |
| Lipofectamine Reagent | Invitrogen | 18324-020 | Used in PPAR-RE luciferase assay. |
| 6-well Plates Tissue-culture Treated | |||
| 37 degree C/5% CO2 Incubator | |||
| Chemi-Doc Imager | Bio-Rad | Used to take pictures of colonies. | |
| Quantity One Software | Bio-Rad | Used to count cell colonies. | |
| 15mL Conical Tubes | |||
| 50mL Conical Tubes | |||
| 250mL Erlenmeyer Flasks | |||
| Microwave | |||
| 5mL Serological Pipettes | |||
| Pipette Aid | |||
| Micropipette | |||
| Hemacytometer w/ cover slip | |||
| Pipette Tips | |||
| Inverted Light Microscope | |||
| Centrifuge | |||
| Heat-Resistant Gloves | |||
| Saran Wrap | |||
| Ice Bucket |
References
- Puck, T. T., Marcus, P. I., Cieciura, S. J. Clonal growth of mammalian cells in vitro; growth characteristics of colonies from single HeLa cells with and without a feeder layer. J Exp Med. 103, 273-283 (1956).
- Taddei, M. L., Giannoni, E., Fiaschi, T., Chiarugi, P. Anoikis: an emerging hallmark in health and diseases. The Journal of pathology. 226, 380-393 (2012).
- Wend, P., Holland, J. D., Ziebold, U., Birchmeier, W. Wnt signaling in stem and cancer stem cells. Semin Cell Dev Biol. 21, 855-863 (2010).
- Reya, T., et al. A role for Wnt signalling in self-renewal of haematopoietic stem cells. Nature. 423, 409-414 (2003).
- Klaus, A., Birchmeier, W. Wnt signalling and its impact on development and cancer. Nat Rev Cancer. 8, 387-398 (2008).
- Clevers, H. Wnt/beta-catenin signaling in development and disease. Cell. 127, 469-480 (2006).
- Takahashi-Yanaga, F., Kahn, M. Targeting Wnt signaling: can we safely eradicate cancer stem cells. Clin Cancer Res. 16, 3153-3162 (2010).
- De, A. Wnt/Ca2+ signaling pathway: a brief overview. Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai). 43, 745-756 (2011).
- Tennis, M. A., Vanscoyk, M. M., Wilson, L. A., Kelley, N., Winn, R. A. Methylation of Wnt7a is modulated by DNMT1 and cigarette smoke condensate in non-small cell lung cancer). PLoS One. 7, (2012).
- Winn, R. A., et al. Restoration of Wnt-7a expression reverses non-small cell lung cancer cellular transformation through frizzled-9-mediated growth inhibition and promotion of cell differentiation. J Biol Chem. 280, 19625-19634 (2005).
- Winn, R. A., et al. Antitumorigenic effect of Wnt 7a and Fzd 9 in non-small cell lung cancer cells is mediated through ERK-5-dependent activation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma. J Biol Chem. 281, 26943-26950 (2006).
- Tennis, M. A., et al. Sprouty-4 inhibits transformed cell growth, migration and invasion, and epithelial-mesenchymal transition, and is regulated by Wnt7A through PPARgamma in non-small cell lung cancer. Mol Cancer Res. 8, 833-843 (2010).
- Steele, J. G., Rowlatt, C., Sandall, J. K., Franks, L. M. Cell surface properties of high- and low-metastatic cell lines selected from a spontaneous mouse lung carcinoma. Int J Cancer. 32, 769-779 (1983).
