Waiting
Login processing...

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

Cancer Research

نموذج المصفوفة خارج الخلية العظام ثلاثية الأبعاد ل Osteosarcoma

Published: April 12, 2019 doi: 10.3791/59271

Summary

نموذج المصفوفة خارج الخلية (BEM) العظام osteosarcoma (OS) راسخة وهو موضح هنا. يمكن استخدامه سقالة مناسبة لمحاكاة الورم الرئيسي النمو في المختبر ، وتقدم نموذجا مثاليا لدراسة تباين النسجية وفحص نظام التشغيل.

Abstract

أوستيوساركوما (نظام التشغيل) هو الأكثر شيوعاً وورم العظام الأولية شديدة عدوانية. فهو يتسم بالاختلافات التشريحية ونسيجية جنبا إلى جنب مع صعوبات التشخيص أو تشخيصية. ويتألف نظام التشغيل الخلايا السرطانية غير متجانسة جينوتيبيكالي وفينوتيبيكالي. وأثبتت العناصر المكروية العظام لحساب لتطور الورم عدم التجانس والمرض. عظم المصفوفة خارج الخلية (BEM) يحتفظ بمصفوفات ميكروستروكتورال والبيوكيميائية عناصر المصفوفة خارج الخلية الأصلية. يوفر هذا المتخصصة الخاصة بالانسجة سقالة مواتية وطويلة الأجل للخلية OS البذر وانتشار. توفر هذه المقالة بروتوكول لإعداد نموذج BEM وتطبيقه التجريبية. يمكن أن تنمو الخلايا OS وتفرق في متسقة مع تعقيد نسيجية من العينات السريرية OS متعددة تعمل. يسمح النموذج أيضا التصور مورفولوجيس المتنوعة وارتباطها مع التعديلات الوراثية والآليات التنظيمية الأساسية. كمثلي للبشرية نظام التشغيل، يمكن وضع هذا النموذج BEM-نظام التشغيل وتطبيق لعلم الأمراض والبحوث السريرية لنظام التشغيل.

Introduction

Osteosarcoma (OS) يحدث عادة في مناطق، ميتافيسيس العظام الطويلة، زراعة بنشاط خلال فترة المراهقة. أكثر من 80% المواقع المتضررة من نظام التشغيل لديها تفضيل ميتافيسيس الدانية الساق وعظم العضد الدانية، فضلا عن عظم الفخذ البعيدة والقريبة على حد سواء، المقابلة لموقع لوحة النمو1. يتألف نظام التشغيل متعددة الأنواع الفرعية الخلية مع خصائص الوسيطة وتنوع كبير في ميزات النسجية والصف. أدلة تدعم الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) وخلايا الاوستيوبلاستس ملتزمة السلائف وبيريسيتيس كخلايا المنشأ2،3،،من45. هذه الخلايا يمكن أن تتراكم التعديلات الوراثية أو جينية وأن تؤدي إلى نظام التشغيل تحت تأثير بعض الإشارات ميكرونفيرونمينتال العظام. الآليات الذاتية والخارجية على السواء تؤدي إلى عدم الاستقرار المجيني والتباين في نظام التشغيل، مع عدة تعمل الخصائص المورفولوجية والسريرية6،7. للعلاجات الفردية أو فحص العقاقير الجديدة، يلزم نماذج الرواية توليدها إلى ضد عدم التجانس أو غيرها من الاضطرابات السريرية.

نظام التشغيل ورم صلبة خبيث داخل العظمى. تعقيد والنشاط المحيطة العناصر المكروية يضفي الاختلافات المظهرية والوظيفية على خلايا نظام التشغيل في مواقع مختلفة من الورم. عظم المصفوفة خارج الخلية (BEM) يوفر سقالة الهيكلية والبيوكيميائية للترسبات المعدنية وإعادة عرض العظام. الجزء العضوي من المصفوفة خارج الخلية (ECM) يتكون بشكل رئيسي من نوع أنا الكولاجين يفرز من خلايا النسب أوستيوبلاستيك، بينما حصتها غضاريف تتكون من فوسفات الكالسيوم في شكل هيدروكسيباتيت8. الدور الدينامي لشبكات إدارة المحتوى في المؤسسة لتنظيم التصاق الخلايا، التمايز، عبر الحديث والأنسجة تعمل صيانة9.

وقد استخدمت بنجاح في خلية ثقافة الهلاميات المائية BEM وإدارة المحتوى في المؤسسة ديمينيراليزيد ويمكن تعزيز خلية انتشار10،11. يمكن تنظيم المركبة مثل العظام ECM حجم التجمع، ومصير القرارات وتطور النسب MSCs12،،من1314. وعلاوة على ذلك، الأدلة النتائج أهميته السريرية لتقديم نشاط osteogenic بتحفيز العمليات الخلوية خلال العظم تشكيل وتجديد15،،من1617.

في هذه المادة، ينشئ مجموعتنا نموذج تم التعديل والبديل مواتية لثقافة طويلة الأجل ثلاثي الأبعاد. تقديم الخلايا OS حقن BEM المستمدة من الأنسجة النمط الظاهري الوسيطة بين سهولة مقارنة بالبلاستيك الثقافات ثنائي الأبعاد. BEM المستمدة من الأنسجة المتجانسة الخاصة بالموقع وتظهر ميزته درامية كما يجري مكانة أصلي لنظام التشغيل الخلايا في المختبر ويتمتع بإمكانات كبيرة في مجال البحوث النظرية والسريرية OS. هذا المنهاج بم تتسم بسيطة ولكنها فعالة للبحث في المختبر ، ويجوز تمديدها في النمذجة سرطانات متعددة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

رعاية الحيوان واستخدام تجري وفقا "المعاهد الوطنية للصحة دليل" لرعاية واستخدام للحيوانات المختبرية (المعاهد الوطنية للصحة المنشور NO.80-23، المنقح في عام 1996) بعد الحصول على موافقة لجنة الأخلاقيات الحيوان في صن يأت-صن "جامعة".

1-إعداد العظام

  1. الحصول على 4 إلى 6 عاماً الأسبوع بالب/ج الفئران (دون اشتراط الجنس). Euthanize ماوس أسيبتيكالي بخلع عنق الرحم وقطعت الشظية الطازجة والساق وعظم الفخذ من اللكتات مع مقص الجراحية المعقمة. تقشر الأنسجة الظهارية، ثم قم بإزالة جزء كبير من الأنسجة اللينة ممكن استخدام مقص وملاقط.
  2. شطف في عظام الساق مع 10 ملم معقمة الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) مرتين لإزالة الدم في طبق 6 سم. تزج العظام في الإيثانول 75% لمدة 3 دقائق، ثم شطف مع برنامج تلفزيوني مرتين. يمكن تخزين عظام نظيفة في أنبوب الطرد مركزي عقيمة 50 مل مع PBS العقيمة في-80 درجة مئوية لمدة أشهر حتى المطلوبة.
    ملاحظة: برنامج تلفزيوني المستخدمة في كافة الخطوات التالية على 10 مم ص43−.

2-العظام القعود وديسيلولاريزيشن

  1. ذوبان العظام المجمدة في درجة حرارة الغرفة، ومن ثم تجميد مرة أخرى في-80 درجة مئوية حاء 1 رهنا بالعظام أكثر من 2 – 3 دورات تجميد أذاب لانهيار الأنسجة وتحلل الخلية.
  2. احتضان العظام في أنبوب الطرد مركزي عقيمة 50 مل مع 0.5 N HCl بين عشية وضحاها في درجة حرارة الغرفة على شاكر منصة أو المداري هزاز مع لطيف هزاز/تهتز لضمان تغطية كاملة وحتى العظام.
    ملاحظة: تأكد من العظام مغمورة تماما أثناء الحركة في الحامض وليس تسوية أثناء العملية. ينبغي أن يكون حجم HCl الحل أكثر من عشر مرات للعظام.
  3. وبعد ديكالسيفيكيشن، صب حل HCl تماما وشطف تحت الماء ح 1. ثم غسل العظام مرتين لمدة 15 دقيقة كل الغسيل بماء مقطر على شاكر منصة أو المداري هزاز.
    ملاحظة: تأكد من إزالة الحل أو المياه بين يغسل وبعد الغسيل النهائي مع الماء المقطر.
  4. استخراج الدهون في العظام ديمينيراليزيد مع خليط 1:1 من الميثانول وكلوروفورم في أنبوب الطرد مركزي 50 مل ملفوفة برقائق القصدير ح 1 في درجة حرارة الغرفة10.
  5. ثم، المقطر نقل العظام إلى أنبوب آخر من الميثانول ملفوفة برقائق القصدير للحد الأدنى 30 إزالة الميثانول شكل كامل وشطف بالماء مرتين لمدة 15 دقيقة مع الهز برفق. صب الماء يغسل النهائي والمضي قدما في الخطوات التالية تحت ظروف معقمة.
    ملاحظة: أثناء الخطوة الاستخراج، ويجب تجنب الضوء لمنع التحلل كلوروفورم. يمكن تخزين المخلوط في حاويات مقاومة للضوء أو أنبوب الطرد مركزي ملفوفة برقائق القصدير. القيام بجميع أنواع العلاج وتغسل الخطوات تحت التناوب متواضعة أو هزاز الحركة.
  6. شطف العظام في طبق 6 سم مع PBS العقيمة لمدة 3 دقائق ومن ثم نقل العظام في أنبوب 50 مل أجهزة الطرد مركزي جديدة. إضافة 40 مل العقيمة 0.05% التربسين-يدتا (TE) في الأنبوب واحتضان عظام ح 23 في حاضنة2 CO في18من 37 درجة مئوية.
  7. تجاهل حل الشركة المصرية للاتصالات وشطف مرتين مع PBS العقيمة وتستكمل مع 90 ميكروغرام/مل الأمبيسلّين و 90 ميكروغرام/مل كاناميسين. بعد الصب النهائي يغسل برنامج تلفزيوني تماما، وتجديد مع 40 مل PBS العقيمة. غسل جيدا لمدة 24 ساعة في درجة حرارة الغرفة مع هزاز لطيف أو تهتز لامتصاص المضادات الحيوية.
    ملاحظة: كل برنامج تلفزيوني المعقمة المستخدمة في هذا المجال والخطوات التالية تحتوي على 90 ميكروغرام/مل الأمبيسلّين و 90 ميكروغرام/مل كاناميسين. يتم تنفيذها بين عشية وضحاها الغسيل تحت التناوب أو هزاز الحركة لفترات طويلة الغمر شامل مع المضادات الحيوية لتحقيق التعقيم الفعالة من مسام ممنوع.
  8. إزالة برنامج تلفزيوني ونقل العظام في أنبوب الطرد مركزي 50 مل جديدة مليئة PBS العقيمة. ديمينيراليزيد الذي أعد وعظام ديسيلولاريزيد تسمى العظام المصفوفة خارج الخلية (BEM)، ويمكن تخزينها في 4 درجات مئوية لمدة شهرين حتى المطلوبة.

3-الخلية البذر والثقافة

  1. تأخذ بها BEM من الثلاجة 4 درجات مئوية وأنها تزج في الإيثانول 75% ل 30 ثانية، ثم شطف مع برنامج تلفزيوني مرتين. نقل BEM على طبق من ذهب في ثقافة خلية نظيفة 6-جيدا. إضافة 2 مل المتوسطة ثقافة كاملة (دولبيكو لتعديل المتوسطة/F12 النسر (DF12) التي تحتوي على 5% مصل بقرى الجنين، 90 ميكروغرام/مل الأمبيسلّين و 90 ميكروغرام/مل كاناميسين). احتضان BEM بين عشية وضحاها في حاضنة2 CO في 37 درجة مئوية.
  2. الحصول على البشرية خطوط الخلايا في نظام التشغيل (مننج/هوس وملغ-63). تعليق ما يقرب من 1.0 × 105 OS الخلايا مع برنامج تلفزيوني 100 ميكروليتر المحتوية على الفينول الأحمر كمؤشر.
    ملاحظة: لتحسين تعقب ومراقبة الخلايا المتعددة الطبقات ضمن نموذج BEM ثلاثي الأبعاد، مننج/هوس وملغ-63 مصابون بناقل لينتيفيرال الإعراب عن مشري الفلورسنت والبروتينات الفلورية الخضراء (التجارة والنقل).
  3. بعد هو تماما غارقة في BEM في الأجل المتوسط، حقن الخلايا OS في BEM من epiphysis القريبة أو البعيدة عندما تصل الإبرة إلى تجويف النخاع BEM. تبني نموذج نظام التشغيل--BEM للحد ني ح 2 في هوميديفيد 5% CO2 الغلاف الجوي في 37 درجة مئوية لضمان حقن الخلايا بشدة الانضمام إلى BEM.
    ملاحظة: الحارة قبل جميع وسائل الإعلام المستخدمة لزراعة الخلايا. حاضنة المستخدمة لزراعة الخلايا وقد هوميديفيد 5% CO2 الغلاف الجوي عند 37 درجة مئوية.
  4. أضف 1 مل كامل الثقافة المتوسطة إلى لوحة لمعطف تماما على سطح الثقافة BEM بين عشية وضحاها في حاضنة2 CO في 37 درجة مئوية.
  5. بلطف نقل نظام التشغيل--BEM النموذجية في بئر جديدة للوحة 6-جيدا مع ملقط معقم والمتوسطة ثقافة جديدة ريفيد 1 مل. الثقافة النموذجي لمدة 14 يوما في حاضنة2 CO في 37 درجة مئوية وتحديث المتوسط الثقافة وفقا لحالة انتشار الخلايا نظام التشغيل.
  6. الحفاظ على مراقبة حالة اللون وخلية متوسطة تحت المجهر المقلوب fluorescence أثناء عملية الثقافة. عند توسيع خلايا نظام التشغيل للوحة، بلطف نقل النموذجي BEM نظام التشغيل إلى آخر جديد تماما مع ملقط معقم.
    ملاحظة: المتوسط الثقافة أحمر في درجة الحموضة 7.4، الذي هو قيمة pH المثلى لمعظم الثدييات خلية ثقافة. إذا كان المتوسط يتحول إلى أصفر برتقالي أو حتى، فورا تحديث وسيلة للحفاظ على بيئة صحية لخلايا نظام التشغيل.
  7. نقل طراز OS-BEM في بئر جديدة بملاقط وشطف بلطف مع برنامج تلفزيوني لإزالة المتوسطة الثقافة. ثم نقل إلى أنبوب الطرد مركزي 15 مل وإصلاحها مع الفورمالين 10% مخزنة لتحديد النسيجي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

بعد القعود وديسيلولاريزيشن، يبدو أن BEM شفافة مع مرونة وتماسك العظام الماوس الأصلي بالمقارنة مع أقوى. بقايا العضلات قليلاً والفضاء من تجويف النخاع يمكن وضوح ملاحظة (الشكل 1أ، ب). لتحديد ديسيلولاريزيشن فعالة من بم، بم جزءا لا يتجزأ من البارافين بعد التثبيت، وشرائح ثم إلى 3 – 5 ميكرومترات أقسام لتلوين الهيماتوكسيلين ويوزين (H & E). إزالة شاملة لنواة الخلية يظهر بواسطة تصوير مشرق الميدانية. ترتيب شبكة بنية والكولاجين المسامية الطبيعية جيدا ويحتفظ BEM ديسيلولاريزيد (الشكل 1ج، د). بالإضافة إلى ذلك، تلطيخ المناعي (المدينة) من المكونات العضوية الغالبة لمصفوفة العظام، مثل الكولاجين أنا والكولاجين الرابع إثبات أي ضرر على مكونات إدارة المحتوى في المؤسسة في ديسيلولاريزيد BEM مقارنة بعظم الأصلي (الشكل 1). ولذلك، يوفر BEM سقالة مناسبة وواعدة كبيرة توافق مع الحياة للخلية OS البذر وانتشار.

الخلايا مننج/هوس يحمل مورفولوجيا شاذة جداً مع الرغوة ناعما السيتوبلازم، بينما الخلايا 63 ملغ قد تنتجها الخلايا الليفية يشبه شوكي الأشكال في ثقافة أحادي الطبقة (الشكل 2أ وب). يعرض المقطع النسيجي من مريض OS بليومورفيسم الخلوية كبيرة مع خلايا دائرية أو مضلعة، وأنيسونوكليوسيس، وميتوسيس متعددة (الشكل 2-ج). للتحقق من صلاحية ونوعية النموذجي BEM، حقن في تجويف النخاع BEM كلا خطوط الخلايا ورصدها عن طريق تصوير الأسفار خلال 14 يوما ثقافة (الشكل 3أ، ب). مقاطع نسيجية مع تلطيخ ح & ه تكشف أن خلايا OS نعلق على بقايا العضلات وتتحول إلى أكوام سميكة أو الالتزام على طول المصفوفة العظام وتتكاثر. هي تسللت إلى السمحاق ووضينه بتوسيع نطاق خلايا نظام التشغيل. لافت للنظر، أنماط نمو الخلية من طراز OS-بم تختلف عن الثقافة لوحة ثنائية الأبعاد. كما هو موضح في الشكل 3جيم، إظهار الخلايا OS على BEM ديسيلولاريزيد مورفولوجيا متغايرة جداً مشابهة لملامح سيتوباثولوجيك قسم نظام التشغيل. بعض الخلايا OS في عظم اسفنجي وتجويف النخاع كروية وانتشرت جزئيا خارج، بينما الخلايا يستريح على طول السمحاق ووضينه جداً انتشرت في خلايا ممدود مصحوبة بليومورفيسم النووية. تحدد نشاط الخلية باستخدام immunostaining Ki67، يبين أيضا مزايا كبيرة في الثقافات طويلة الأجل. أيضا، خلايا نظام التشغيل في الثقافة BEM شديدة التعبير عن العظام مصفوفة بروتين سكري – يفرز البروتين الحمضية والغنية في سيستين (SPARC/أوستيونيكتين) – وهو محدد لمصفوفة عظماني (الشكل 3د).

Figure 1
الشكل 1 : الخصائص الهيكلية للماوس ديسيلولاريزيد BEM. (أ وب) نظرة عامة على الماوس الأصلي (A) وديسيلولاريزيد (ب) العظام. (ج، د) وكان تقييم ديسيلولاريزيشن ح & ه تلطيخ الماوس من الساق الأصلية (ج) وديسيلولاريزيد العظام (د). ويمكن ملاحظة نويات ملطخة توضع في الساق الماوس الأصلي، ولكن ليس في BEM. () المدينة تلطيخ للكولاجين أنا والكولاجين الرابع للكشف عن المكونات الرئيسية لإدارة المحتوى في المؤسسة التي يتم الاحتفاظ بها في الساق الماوس بعد ديسيلولاريزيشن. السهم الأصفر يشير إلى الكولاجين الوفيرة أنا داخل عظم اسفنجي ويشير السهم الأزرق إلى الكولاجين الوفيرة الرابع داخل العظام المدمجة. تغيير حجم أشرطة = 50 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2 : خصائص نظام التشغيل سيتومورفولوجيكال- (أ وب) نظام التشغيل البشرية الخلية خطوط مننج/هوس (A) وملغ-63 (ب) التوسع في الثقافة قارورة البلاستيك. شريط المقياس = 100 ميكرومتر. (ج) قسم الأنسجة بتلوين ح & ه للمريض نظام التشغيل. شريط المقياس = 50 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : وصف لنظام التشغيل الخلايا في العظام ديسيلولاريزيد نموذج المصفوفة خارج الخلية. (أ وب) مشري الممثل التعبير (أحمر) صورة مننج/هوس (A) والتجارة والنقل التعبير (الأخضر) الصورة من مغ-63 (ب) بالفحص المجهري الأسفار بعد البذر واستزراع في BEM. شريط المقياس = 100 ميكرومتر. (ج) ح & ه تحليل عرض نموذجي مورفولوجيا الخلايا مننج/هوس و 63 ملغ حقن بعد استزراع في BEM. (د) المدينة التحليل على مستوى التعبير Ki67 و SPARC الخلايا مننج/هوس بعد استزراع في BEM النموذجية لمدة 14 يوما. الصور التمثيلية مجموعتين من مقاطع المسلسل الملون مع Ki67 و SPARC. شريط المقياس = 50 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

عموما، يمكن تصنيف نظام التشغيل كما أوستيوبلاستيك، الأنواع الفرعية تشوندروبلاستيك، و fibroblastic حسب عنصرها النسجية المسيطرة. التكهن به يعتمد ليس فقط على المعلمات النسجية بل أيضا على موقعها التشريحية. وقد يحدث داخل العظام (في إينتراميدولاري أو حجرة إينتراكورتيكال)، على أسطح العظام، وفي مواقع اكستراوسيوس19. يمكن توضيح ظهور والتباين في نظام التشغيل كما اقتران الأحداث النمطان ودفعه ميكرونفيرونمينتال كاف، تليها زيادة التنمية والهجرة إلى الأجهزة البعيدة20،21،22 ،23. يمكن فك شفرتها الغموض خلال تطور نظام التشغيل مع نموذج مناسب لبيان الآثار السريرية تستهدف بيئة نظام التشغيل ومكانه.

يمكن أن الخص زراعة الأطباق البلاستيكية أو في قوارير في المختبر لا يكاد المكروية بيولوجية معقدة ودينامية. خطوات كبيرة لمختلف نماذج ما قبل السريرية (مثل الماوس، الزرد والكلب) محاكاة osteosarcoma تم أعلن وتطبيقها إلى المرضية التحقيق والمخدرات التنمية4،،من2425، 26 , 27 , 28-لم الباحثين الاهتمام بالحيوانات التجريبية سبب الانزعاج والمعاناة أثناء التجارب. في المختبر نماذج ثلاثية الأبعاد مثل نموذجنا BEM ديسيلولاريزيد يتميز بسبب الملاءمة، وعملية سريعة وتكاليف الحفظ؛ أنها توفر الصيانة طويلة الأجل وسهلة من أنسجة أو خلايا قابلة للحياة، وهو أيضا أقرب إلى الحالة البيولوجية الأصلية من البلاستيك الثقافة. قد استخدمت في ابحاثنا مما يدل على عدم تجانس المظهرية والآلية التنظيمية لنظام التشغيل ديديفيرينتييشن مع نجاح29.

هذا البروتوكول توضيح جدوى لتوليد بم المستمدة من الأنسجة من الماوس، ويمكن استخدامها للأنسجة من الإنسان والفئران والكلاب. من أهم خطوات النجاح في إنشاء وتطبيق BEM: (ط) إكمال إزالة الحطام الخلية؛ (ثانيا) الحفاظ على شرط الثقافة العقيمة، وصحية؛ (ثالثا) دليل براعة ولطيف بيبيتينج أثناء الحقن ونقل الثقافة من طراز OS-BEM.

تستخدم البروتوكولات الأخرى المبلغ عنها عموما الضغط أو مزيج من العلاجات الكيميائية والانزيميه، مثل X-100 تريتون، دوديسيل كبريتات الصوديوم (الحزب الديمقراطي الصربي) والحل الدناز/رناسي لتحقيق ديسيلولاريزيشن قوية30،31 . لقد ثبت الأنسجة الغضاريف التي يخضع ديسيلولاريزيشن مع المنظفات لإزالة مكونات إدارة المحتوى في المؤسسة، بما في ذلك الجليكوزامينوجليكان32. أن الخص بم سليمة أكثر إلى أقصى حد، يتم تنفيذ أسلوب ديسيلولاريزيشن معتدلة لكنها قوية هنا لتجنب تفكك وأضرار للمكونات الرئيسية والبنية الأصلية للبيئة العظام.

ومع ذلك، أنها لا إلى إهمال أن هذا نموذج نظام التشغيل--بم تقع في صفيحة دون المتوسطة المتدفقة، وبالتالي يؤدي إلى توزيع غير متكافئ للأوكسجين والمواد المغذية. شبكة الأوعية الدموية والمخططات الخلية الأخرى التي تساعد في تنظيم الاتصالات والتفاعل من إشارات ميكرونفيرونمينتال والعظام التوازن بحاجة إلى أن تؤخذ في الاعتبار24، ،من 3334، 35. ونأمل أن هذا النموذج سوف يكون جنبا إلى جنب مع التقنيات الهندسية الأخرى الفائقة لإلقاء الضوء على الطب دقة البحث ودليل نظام التشغيل.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب يعلن أن لديهم لا تضارب المصالح المالية.

Acknowledgments

الكتاب قيمة دعم تشن ليويينج للمساعدة الإدارية و "طويلة جاو" لها لمساعدته التقنية ممتازة أثناء تشييد السقالات المصفوفة خارج الخلية العظام. يتم اعتماد هذه الدراسة من المنح المقدمة من "مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية" (31871413).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
15 mL centrifuge tube Greiner 188271
50 mL centrifuge tube Greiner 227270
6 cm cell culture dish Greiner 628160
6-well plate Greiner 657160
Ampicillin Sigma-Aldrich A9393
C57-BL/6J mouse Sun Yat-sen University Laboratory Animal Center
CO2 incubator SHEL LAB SCO5A
Dibasic sodium phosphate Guangzhou Chemical Reagent Factory BE14-GR-500G
DMEM/F12 Sigma-Aldrich D0547
Fetal bovine serum Hyclone SH30084.03
Hemocytometer BLAU 717805
Kanamycin Sigma-Aldrich PHR1487
MG-63 Chinese Academy of Science, Shanghai Cell Bank Human osteosarcoma cell line
MNNG/HOS Chinese Academy of Science, Shanghai Cell Bank Human osteosarcoma cell line
Phenol red Sigma-Aldrich P4633 A solution of phenol red is used as a pH indicator: its color exhibits a gradual transition from yellow to red over the pH range 6.6 to 8.0.
Potassium chloride Sangon Biotech A100395
Potassium Phosphate Monobasic Sangon Biotech A501211
Sodium chloride Sangon Biotech A501218

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Longhi, A., Errani, C., De Paolis, M., Mercuri, M., Bacci, G. Primary bone osteosarcoma in the pediatric age: State of the art. Cancer Treatment Reviews. 32, 423-436 (2006).
  2. Mohseny, A. B., et al. Osteosarcoma originates from mesenchymal stem cells in consequence of aneuploidization and genomic loss of Cdkn2. Journal of Pathology. 219, 294-305 (2009).
  3. Mutsaers, A. J., Walkley, C. R. Cells of origin in osteosarcoma: mesenchymal stem cells or osteoblast committed cells. Bone. 62, 56-63 (2014).
  4. Sato, S., et al. Mesenchymal tumors can derive from Ng2/Cspg4-Expressing pericytes with β-Catenin modulating the neoplastic phenotype. Cell Reports. 16, 917-927 (2016).
  5. Patane, S., et al. MET overexpression turns human primary osteoblasts into osteosarcomas. Cancer Research. 66, 4750-4757 (2006).
  6. Poos, K., et al. Genomic heterogeneity of osteosarcoma - shift from single candidates to functional modules. PLoS One. 10, 123082 (2015).
  7. Martin, J. W., Squire, J. A., Zielenska, M. The genetics of osteosarcoma. Sarcoma. 2012, 1-11 (2012).
  8. Alfranca, A., et al. Bone microenvironment signals in osteosarcoma development. Cellular and Molecular Life Sciences. 72, 3097-3113 (2015).
  9. Alford, A. I., Kozloff, K. M., Hankenson, K. D. Extracellular matrix networks in bone remodeling. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 65, 20-31 (2015).
  10. Sawkins, M. J., et al. Hydrogels derived from demineralized and decellularized bone extracellular matrix. Acta Biomaterialia. 9, 7865-7873 (2013).
  11. Alom, N., Peto, H., Kirkham, G. R., Shakesheff, K. M., Bone White, L. J. Bone extracellular matrix hydrogel enhances osteogenic differentiation of C2C12 myoblasts and mouse primary calvarial cells. Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. 106, 900-908 (2018).
  12. Datta, N., Holtorf, H. L., Sikavitsas, V. I., Jansen, J. A., Mikos, A. G. Effect of bone extracellular matrix synthesized in vitro on the osteoblastic differentiation of marrow stromal cells. Biomaterials. 26, 971-977 (2005).
  13. Rubio, R., et al. Bone environment is essential for osteosarcoma development from transformed mesenchymal stem cells. Stem Cells. 32, 1136-1148 (2014).
  14. Sadr, N., et al. Enhancing the biological performance of synthetic polymeric materials by decoration with engineered, decellularized extracellular matrix. Biomaterials. 33, 5085-5093 (2012).
  15. Gautschi, O. P., Frey, S. P., Zellweger, R. Bone morphogenetic proteins in clinical applications. Anz Journal of Surgery. 77, 626-631 (2007).
  16. Rochet, N., et al. Modification of gene expression induced in human osteogenic and osteosarcoma cells by culture on a biphasic calcium phosphate bone substitute. Bone. 32, 602-610 (2003).
  17. Spang, M. T., Christman, K. L. Extracellular matrix hydrogel therapies: in vivo applications and development. Acta Biomaterialia. 68, 1-14 (2018).
  18. Schenke-Layland, K., et al. Impact of decellularization of xenogeneic tissue on extracellular matrix integrity for tissue engineering of heart valves. Journal of Structural Biology. 143, 201-208 (2003).
  19. Klein, M. J., Siegal, G. P. Osteosarcoma: anatomic and histologic variants. American Journal of Clinical Pathology. 125, 555-581 (2006).
  20. Lipinski, K. A., et al. Cancer evolution and the limits of predictability in precision cancer medicine. Trends in Cancer. 2, 49-63 (2016).
  21. McGranahan, N., Swanton, C. Clonal heterogeneity and tumor evolution: past, present, and the future. Cell. 168, 613-628 (2017).
  22. Brown, H. K., Schiavone, K., Gouin, F., Heymann, M., Heymann, D. Biology of bone sarcomas and new therapeutic developments. Calcified Tissue International. 102, 174-195 (2018).
  23. Abarrategi, A., et al. Osteosarcoma: cells-of-origin, cancer stem cells, and targeted therapies. Stem Cells International. 2016, 1-13 (2016).
  24. Tsukamoto, S., et al. Mesenchymal stem cells promote tumor engraftment and metastatic colonization in rat osteosarcoma model. International Journal of Oncology. 40, 163-169 (2012).
  25. Rodriguez, C. J., et al. Aerosol gemcitabine: preclinical safety and in vivo antitumor activity in osteosarcoma-bearing dogs. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. 23, 197-206 (2010).
  26. Rodriguez, C. J. Using canine osteosarcoma as a model to assess efficacy of novel therapies: Can old dogs teach us new tricks. Advances in Experimental Medicine and Biology. 804, 237-256 (2014).
  27. Mohseny, A. B., et al. An osteosarcoma zebrafish model implicates Mmp-19 and Ets-1 as well as reduced host immune response in angiogenesis and migration. Journal of Pathology. 227, 245-253 (2012).
  28. Saalfrank, A., et al. A porcine model of osteosarcoma. Oncogenesis. 5, 210 (2016).
  29. Zhang, Y., Pan, Y., Xie, C., Zhang, Y. MiR-34a exerts as a key regulator in the dedifferentiation of osteosarcoma via PAI-1–Sox2 axis. Cell Death & Disease. 9, (2018).
  30. Hashimoto, Y., et al. The effect of decellularized bone/bone marrow produced by high-hydrostatic pressurization on the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. Biomaterials. 32, 7060-7067 (2011).
  31. Benders, K. E. M., et al. Extracellular matrix scaffolds for cartilage and bone regeneration. Trends in Biotechnology. 31, 169-176 (2013).
  32. Grayson, W. L., et al. Effects of initial seeding density and fluid perfusion rate on formation of tissue-engineered bone. Tissue Engineering Part A. 14, 1809-1820 (2008).
  33. Mikulic, D., et al. Tumor angiogenesis and outcome in osteosarcoma. Pediatric Hematology and Oncology. 21, 611-619 (2004).
  34. Ren, K., et al. Vasculogenic mimicry: a new prognostic sign of human osteosarcoma. Human Pathology. 45, 2120-2129 (2014).
  35. Bonuccelli, G., et al. Role of mesenchymal stem cells in osteosarcoma and metabolic reprogramming of tumor cells. Oncotarget. 5, 7575-7588 (2014).

Tags

أبحاث السرطان، 146 المسألة، osteosarcoma، المصفوفة خارج الخلية، العظام، التغاير، ثقافة ثلاثية الأبعاد، وبناء نموذج
نموذج المصفوفة خارج الخلية العظام ثلاثية الأبعاد ل Osteosarcoma
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Zhang, Y., Yao, Y., Zhang, Y.More

Zhang, Y., Yao, Y., Zhang, Y. Three-Dimensional Bone Extracellular Matrix Model for Osteosarcoma. J. Vis. Exp. (146), e59271, doi:10.3791/59271 (2019).

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