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Ein Verfahren für die menschliche Brust OP discard Material verarbeiten beschrieben. Verarbeiteten Gewebe, in Form von Organoiden kann unbegrenzt gelagert oder eingefroren platziert in Kultur für langfristige Wachstum werden. Dieses Verfahren ermöglicht die experimentelle Überprüfung der normalen humanen epithelialen Zellbiologie, und die Wirkungen von exogen Störungen.
Experimentelle Untersuchung der normalen humanen Mamma Epithelzelle (HMEC) Verhalten und wie normale Zellen zu erwerben abnormale Eigenschaften können durch in-vitro-Kultur-Systemen erleichtert werden, die genauer in vivo Modell Biologie. Verwendung von menschlichem gewonnenes Material zur Untersuchung zellulärer Differenzierung ist Alterung, Seneszenz, und Immortalisierung besonders vorteilhaft angesichts der vielen signifikanten Unterschiede in diesen molekularen Eigenschaften zwischen menschlichen und üblicherweise verwendet Nagerzellen 1-2. Mammazellen stellen eine bequeme Modellsystem, da große Mengen von normalen und abnormalen Geweben verfügbar sind aufgrund der Häufigkeit der Reduktion mammoplasty und Mastektomie Operationen.
Die Brustdrüse besteht aus einer komplexen Mischung von vielen verschiedenen Zelltypen, z. B. Epithel, adipöses, mesenchymalen, Endothelzellen. Die Epithelzellen sind verantwortlich für die differenzierte Mamma Funktion der Laktationund auch der Ursprung der überwiegenden Mehrheit der menschlichen Brustkrebs. Wir haben Methoden entwickelt, um Brustdrüse chirurgischen discard Gewebe in reinen epithelialen Komponenten sowie mesenchymale Zellen 3 verarbeiten. Das verarbeitete Material kann eingefroren unbegrenzt, oder initiiert in Primärkultur. Chirurgische discard Material ins Labor transportiert und manuell seziert, um für epitheliale enthaltendem Gewebe anzureichern. Nachfolgende Verdauung des sezierten Gewebes mit Kollagenase und Hyaluronidase Streifen Stromatumoren Material aus den Epithelien an der Basalmembran. Die erhaltenen kleinen Stücke der epithelialen Baum (Organoiden) kann aus dem aufgeschlossenen Stroma durch sequentielle Filtration an Membranen von festen Porengröße abgetrennt werden. Je nach Porengröße kann erhaltenen Fraktionen aus größeren duktalen / alveoläre Stücke, kleinere alveolaren Cluster oder Stromazellen werden. Wir haben überdurchschnittliches Wachstum beobachten, wenn Kulturen Organoide sind nicht als dis initiiertsociated Einzelzellen. Platzierung von Organoide in Kultur mit Low-Stress induzierenden Medien unterstützt das langfristige Wachstum von normalen HMEC mit Markern der Multiple Lineage Typen (myoepithelialen, luminale, Vorläuferzellen) 4-5. Eine ausreichende Anzahl von Zellen von einem individuellen Gewebe erhalten werden umfangreiche experimentelle Untersuchungen über standardisierte Zellansätzen sowie Abfragesignals unter Verwendung von Hochdurchsatz Modalitäten ermöglichen.
Cultured HMEC haben in einer Vielzahl von Studien, die die normalen Vorgänge, die Wachstum, Differenzierung, Altern und Seneszenz, und wie diese normalen Prozesse während unsterblich und malignen Transformation 4-15,16 verändert eingesetzt. Die Wirkungen von Wachstum in Gegenwart von extrazellulärem Matrixmaterial anderen Zelltypen und / oder 3D-Kultur kann mit Wachstums auf Kunststoff 5,15 verglichen werden. Cultured HMEC, beginnend mit normalen Zellen, bieten eine experimentell handhabbar System Faktoren, die zu untersuchenkann zu treiben oder zu verhindern menschlichen Alterung und Krebsentstehung.
Ein. Tissue Processing und Verdauung
2. Filtration und Einfrieren von verdaute Material
3. Seeding Gefrorene Organoide und Subculture of Primary Kulturen
Repräsentative Zahlen für Gewebe angemessen zu Organoide verdaut und in Kultur sind in Abbildung 1 dargestellt. Unvollständig verdaute Gewebe zeigen Material noch an der Außenseite des diesen Strukturen befestigt, und wird wahrscheinlich eine gewisse fibroblastische Zellwachstum in Primärkultur, erfordern DT zu entfernen. Overdigested Gewebe wird weniger glatte Außengrenzen und kann länger dauern, bis in Primärkultur befestigen. Epithelialen Auswachsen sollte innerhalb von 48-72 h (1B, C) zu beginnen. Kleine Stücke von Gefäßsystem (1D) eine Quelle von Mesenchymzelle Auswachsen sein. Epithelial Auswüchse zeigen morphologisch heterogene Populationen mit proliferative Populationen, die Mischungen von Zellen enthalten, mit Marker mit myoepithelialen, Vorläuferzellen und luminalen Linien (1E, 3C-E) verbunden. Das Wachstum im niedrigen Spannungen Medien wie M87A mit Cholera-Toxin und Oxytocin ergänzt wird unterstützt langfristig überdurchschnittlicheWachstum von normalen pre-Stasis HMEC zur vorherigen Medien Formulierungen (Abbildung 2). M87A-Typ Medien wird auch das Wachstum von luminalen und Vorläuferzellen durch Durchgänge 4-8 (3C-E, 4), danach zeigen die meisten Zellen nur Myoepithelzellen Abstammungslinie Marker. HMEC auf Kunststoff kultiviert werden, behalten ihre Fähigkeit zur korrekten 3D Selbstorganisation in mikrostrukturierten 3D Mikrowells bilden, mit luminalen Zellen Innenraum zu Myoepithelzellen (4A, B), und um organisierte Strukturen bilden, wenn in Matrigel (4C, D) ausplattiert.
Abbildung 1. HMEC Organoide und Primärkultur. (A) Organoide zeigt duktalen-Wabenstruktur nach der Verdauung und Filtration. (B, C) Organoide zeigt duktalen und Wabenstruktur 2 Tage nach der Platzierung in der primären Kultur; beachten Sie den Beginn Zelle outgrowth (weiße Pfeile). (D) kleine Blutgefäß und mit Start-Fibroblasten Auswachsen von gleichen Kulturen wie B, C. befestigt (E) Epithelzellen Auswuchs aus primären organoiden Kultur nach 4 Tagen. Abstammungslinien sind durch Färbung mit Antikörpern gegen K14 (rot) und K19 (grün) identifiziert; Zellkerne wurden mit DAPI (blau) gefärbt. Luminal (K14-/K19 +, grün), myoepithelialen (K14 + / K19-, rot), und Vorläuferzellen (K14 + / K19 +, gelb) sind Zellen sichtbar. Ungefärbten Zellen in organoiden Kern aufgrund unvollständiger Antikörpers Eindringen beobachtet.
Abbildung 2. Wachstum von HMEC Kulturen in verschiedenen Medien Formulierungen. Organoide von einem Individuum, Probe 184, gewonnen wurden in Primärkultur mit verschiedenen Medien Formulierungen eingeleitet. Beste langfristiges Wachstum wird unter Verwendung unserer jüngsten Formulierung, M87A + Oxytocin (X) 4. Dieses Medium unterstützt auchWachstum von mehreren HMEC Linien (siehe Abb. 1E). Eine frühere Medienformulierung, MM 3 vorgesehen weniger robustes Wachstum, während ein Serum-freie Medien, MCDB170 (Handelsprodukt MEGM) 17 führt eine schnelle Induktion des Cyclin-Kinase-Inhibitor p16 INK4a und Selektion für aberrante Zellen 7,11,13.
Abbildung 3. Vergleich der Erblinie Vielfalt in uncultured Organoide und kultivierten HMEC bei 4 th Passage. (A, B) FACS-Analyse von einem ungebildeten, enzymatisch gespalten organoide für (A) Expression von EpCAM und CD49f/alpha 6-Integrin, und (B) CD227/Muc1 und CD10/CALLA. (C, D) FACS-Analyse von 4 th Durchgang pre-Stasis HMEC zur Expression von (C) und EpCAM CD49f/alpha 6 Integrin, und (D) und CD227/Muc1 CD10/CALLA. Erkennbare populations als LEP (Ausdruck luminalen Marker EPCAM oder CD227), MdEP (Ausdruck myoepithelialen Marker CD49f oder CD10) oder PROG (angereichert in der CD49f + / EPCAM + Bevölkerung) beschriftet. Beachten Sie, dass während der Anpassung an Kultur Regulierung von EpCAM und CD49f Änderungen uncultured Organoide verglichen. (E) Unsorted HMEC und FACS-angereicherten LEP und MEP bei 4 th Durchgang für Immunfluoreszenzanalyse von Keratin K14 (MEP Marker) und K19 (LEP Marker) zur Linie Identifizierung überprüfen gefärbt. Zellkerne mit DAPI blau erscheinen.
Abbildung 4. Cultured HMEC der Lage sind, organisierte Strukturen mit in vivo-ähnlichen Linie Beziehungen, wenn in geeigneten Mikroumgebungen gelegt. (A) Pre-Stasis 4 th Durchgang HMEC wurden FACS-angereicherten into luminalen LEP und Myoepithelzellen MEP Abstammungslinien unter Verwendung von Markern für CD227 und CD10, mit diesen Linien durch Expression von K14 und K19 verifiziert (nicht dargestellt). (B) Wenn sie zusammen in mikrostrukturierten Vertiefungen gemischt wurden die kultivierten Zellen in der Lage Selbstorganisation zu Doppelschichten mit MEP auf der Außenseite und LEP internen [aus Chanson et al angepasst. 5]. Fluoreszenzmarkierten LEP (grün) und MEP (rot) wurden mit einem konfokalen Mikroskop bei 0 h, 24 h und 48 h nach Zugabe der Kavitäten (oben) abgebildet. Steuerung HMEC wurden willkürlich mit roten oder grünen fluoreszierenden Markierungen (unten) bezeichnet. (C) Hellfeld Bild von FACS-angereicherte Progenitorzellen (cKit +) ausplattiert in 3D (Matrigel) Kultur gewachsen und für 18 Tage. Resultierenden Strukturen aufweisen können alveolären Morphogenese. (D) Die Strukturen wurden von Matrigel extrahiert und gefärbt, um K14 und K19 zu erkennen; Zellkerne wurden mit DAPI gegengefärbt. Immunfluoreszenz Analyse zeigt, organisierte Strukturen mit der richtigen luminalen und basalen polaheit.
Der menschliche Brustgewebe Verarbeitung hier vorgestellte Verfahren ermöglicht Gewinnung reiner Brustepithelzellen aus dem heterogenen Gemisch von Zelltypen in der menschlichen Brust. Filtration durch Poren von fester Größe ermöglicht eine Trennung von verschiedenen Fraktionen der Brustdrüse (zB duktale und duktalen-alveolären vs alveolären) aus dem aufgeschlossenen Stromazellen Matrix. Isogenen Mamma Fibroblasten erhalten, um die Epithelzellen angepasst werden. Gefrorene verdaute Material hat gute Lebensfähigkeit seit über 30 Jahren beibehalten. Diese Methode wurde erfolgreich auf alle, aber sehr faserig Mamma Gewebe gearbeitet und ist einfach durchzuführen. Andere Varianten des Brustgewebes Verarbeitung existieren, bieten keinen epithelialen Fraktionen, die als lebensfähig, sauber, oder getrennt sind. Platzierung verarbeitet Organoide in Kultur mit geringer Beanspruchung induzierenden Medien wie M87A ermöglicht langfristiges Wachstum des HMEC mit mehreren Linie Marker. HMEC die auf Kunststoff kultiviert wurden noch die Fähigkeit beibehalten Gattungente 3D-Strukturen mit normalen in vivo-ähnlichen Linie Beziehungen. Diese HMEC Kulturen eignen sich für umfangreiche experimentelle Untersuchung, einschließlich hoher Durchsatz, der normalen HMEC Verhalten und Faktoren, die zu treiben oder zu hemmen Seneszenz und Transformation kann.
Keine Interessenskonflikte erklärt.
MAL, JCG und MRS werden von der NIA (R00AG033176 und R01AG040081) und Laboratory Directed Forschung und Entwicklung, US Department of Energy contract # DE-AC02-05CH11231 unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Glass Petrischale 15 cm | VWR | 89000-308 | |
Schere 6,5 " | VWR | 82027-594 | |
Pinzetten 8 " | VWR | 82027-436 | |
Skalpelle Einweg | Miltex | 4-411 | |
Collagenase | SIGMA | C0130 | |
Hyaluronidase | SIGMA | H3506 | |
Insulin | SIGMA | I5500 | |
DMSO | SIGMA | D8418 | |
Pennicillin / Streptomycin | Life Technologies | 15140-122 | |
Fungizone | Life Technologies | 15290-018 | |
Polymyxin B-Sulfat | Life Technologies | 21850-029 | |
Fötales Rinderserum | Life Technologies | 26140-087 | |
0,05% Trypsin 100 ml | Life Technologies | 25300-054 | |
DMEM/F12 | Life Technologies | 11039-021 | |
HulaMixer | Life Technologies | 159-20D | |
Zellsieb 100 um | BD Falcon | 352360 | |
Zellsieb 40 um | BD Falcon | 352340 | |
Tubes 15 ml | Greiner bio-one | 188-261 | |
Tubes 50 ml | Greiner bio-one | 227-261 | |
TC Gerichte 10 cm | Greiner bio-one | 664-160 | |
TC Gerichten 6 cm | Greiner bio-one | 628-160 | |
Kryoröhrchen | Nalgene | 5000-1020 | |
Heamocytometer | Hauser Scientific | 1490 | |
Zentrifugieren | Eppendorf Modell | 5702 |
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