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1. Herstellung der Glasdeckgläser für PAAs <ol><li> Reinigen 12 mm Deckgläser mit fusselarm Tücher. </li><li> Flamme die 12 mm Deckgläser und der 14 mm Deckglas in der Mikrowell jedes 35 mm Glasbodenschale, indem sie durch einen Bunsenbrenner mit einer Pinzette. </li><li> Behandeln Sie die Vertiefungen mit 200 ul 0,1 N NaOH für 5 Minuten bei Raumtemperatur. </li><li> Absaugen und Luft trocknen Sie die Vertiefungen 30 Minuten. </li><li> Behandeln Sie die Vertiefungen, die mit 50 bis 100 &amp; mgr; l 3-Aminopropyltrimethoxysilan für 10 Minuten bei Raumtemperatur im Abzug. Diese Chemikalie reagiert mit Kunststoff; daher verwenden Glaspipetten und nicht die Vertiefungen füllen vollständig den Kontakt mit der Schale aus Kunststoff zu vermeiden. </li><li> Waschen Sie die Vertiefungen, die mit hochreinem Wasser für etwa 10 Minuten, bis der 3-Aminopropyltrimethoxysilan deutlich. </li><li> Spülen Sie die Vertiefungen, die mit hochreinem Wasser zweimal mit einer Spritzflasche. </li><li> Waschen Sie die Vertiefungen mit 2 ml Reinstwasser eint Raumtemperatur auf einem Schüttler bei einer mittleren Geschwindigkeit (~ 1 Hz) für 10 Minuten gesetzt. </li><li> Absaugen und Luft trocknen Sie die Vertiefungen 30 Minuten. </li><li> Behandeln die Vertiefungen mit 2 ml 0,5% ige Glutaraldehyd-Lösung bei Raumtemperatur auf einem Schüttler bei einer mittleren Geschwindigkeit (~ 1 Hz) für 30 Minuten gesetzt. </li><li> Waschen Sie die Vertiefungen mit 2 ml hochreinem Wasser bei Raumtemperatur auf einem Schüttler bei mittlerer Geschwindigkeit (~ 1 Hz) für 10 Minuten eingestellt. Wiederholen zwei weitere Male für insgesamt 30 min. </li><li> Trocken Vertiefungen in einem steilen Winkel (60º oder mehr) für 30 min. Hinweis: Geschirr kann für 2 Monate in einem Exsikkator aufbewahrt werden. </li></ol> 2. Herstellung von PAA für Invadopodia Assays <ol><li> Für eine 1-ml-Lösung des weichen PAA (8% Acrylamid und 0,05% BIS), vereinige 200 ul 40% Acrylamid, 25 ul 2% BIS, und 574 &amp; mgr; l ultrareinem Wasser (Tabelle 1). </li><li> Für eine 1-ml-Lösung von der Fest PAA (8% Acrylamid und 0,35% BIS), vereinige 200 ul 40% iges Acrylamid, 175 &amp; #181; l von 2% BIS, und 409 &amp; mgr; l ultrareinem Wasser (Tabelle 1). </li><li> Für eine 1-ml-Lösung des starren PAA (12% Acrylamid und 0,60% BIS), vereinige 300 ul 40% iges Acrylamid, 300 ul 2% BIS, und 169 &amp; mgr; l ultrareinem Wasser (Tabelle 1). </li><li> Entgasen Sie die Lösungen für 15 Minuten. Geben Sie 200, 215, und 230 ul 1 mg / ml Humanplasmafibronektin in ultrareinem Wasser zu den weichen, harten und starren PAA-Lösungen auf. Bei allen Lösungen, fügen 1 ul 10 mg / ml Acrylsäure-N-Hydroxysuccinimid (NHS) -Ester, 5 ul einer 100 mg / ml Ammoniumpersulfat und 2 ul N, N, N &#39;, N&#39;-Tetramethylethylendiamin (TEMED ; Tabelle 1). Mischen Sie mit sanften Pipettieren und vermeiden, Blasen in Lösungen. </li></ol><table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td> PAA (1 ml) </td><td> 40% AA (Ul) </td><td> 2% (Ul) </td><td> Ultrapure Wasser (Ul) </td><td> 1 mg / ml FN (Ul) </td><td style="padding-left: 4px; padding-right: 4px;"> 10 mg / ml NHS Ester (Ul) </td><td style="padding-left: 4px; padding-right: 4px;"> 100 mg / ml APS (Ul) </td><td> TEMED (Ul) </td><td> Elastisch Modul (Pa) </td></tr><tr><td> Weich </td><td> 200 </td><td> 25 </td><td> 574 </td><td> 200 </td><td> 1 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 1023 </td></tr><tr><td> Schwer </td><td> 200 </td><td> 175 </td><td> 409 </td><td> 215 </td><td> 1 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 7307 </td></tr><tr><td> Starr </td><td> 300 </td><td> 300 </td><td> 169 </td><td> 230 </td><td> 1 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 22.692 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1: Bestandteil volumes und resultierende Elastizitätsmoduli für weiche, harte und starre PAAs im invadopodia Assays verwendet. AA = Acrylamid, FN = Fibronectin, APS = Ammoniumpersulfat. <ol start="5"><li> Pipettieren Sie 8,48 ul des PAA-Lösung auf dem Zentrum von jeder Vertiefung. Hinweis: Dieses Volumen theoretisch ergibt eine PAA von 75 um in der Dicke. </li><li> Senken Sie den geflammten Seite der 12 mm Deckglas auf die Tröpfchen im Mikrotiterplatten mit einer Pinzette. </li><li> Zulassen des sandwich PAA Lösung für 15-30 min zu polymerisieren. Stellen Sie sicher, Polymerisation, indem Sie das übrig gebliebene Lösung. </li><li> 2 ml 1x PBS zu jeder Schale und entfernen Sie die 12 mm Deckgläser mit einer Pinzette. Anmerkung: 10x PBS wird im Labor hergestellt und 0,011 M KH 2 PO 4, 1,54 M NaCl und 0,056 M Na 2 HPO 4 zusammensetzt. </li><li> Waschen Sie die Vertiefungen mit 2 ml 1x PBS bei Raumtemperatur für 5 min. Diesen Vorgang zweimal wiederholen für insgesamt 15 min. </li></ol> 3. PReparatur von PAA für Traction Force-Assays <ol><li> Für eine 1-ml-Lösung des weichen PAA (8% Acrylamid und 0,05% BIS), vereinige 200 ul 40% Acrylamid, 25 ul 2% BIS, und 566 &amp; mgr; l ultrareinem Wasser (Tabelle 2). </li><li> Für eine 1-ml-Lösung von der Fest PAA (8% Acrylamid und 0,35% BIS), vereinige 200 ul 40% iges Acrylamid, 175 ul 2% BIS, und 401 &amp; mgr; l ultrareinem Wasser (Tabelle 2). </li><li> Für eine 1-ml-Lösung des starren PAA (12% Acrylamid und 0,60% BIS), vereinige 300 ul 40% iges Acrylamid, 300 ul 2% BIS, und 161 &amp; mgr; l ultrareinem Wasser (Tabelle 2). </li><li> Entgasen Sie die Lösungen für 15 Minuten. Nach Zugabe von 200, 215, und 230 ul 1 mg / ml menschliches Plasma-Fibronektin zu den weichen, harten und starren PES-Lösungen sind. Mit Ultraschall 8 ul von 200 nm rot fluoreszierende Mikrosphären (Anregung / Emission von 580/605 nm) für 30 Sekunden. Für jede Lösung werden 8 ul von 200 nm rot fluoreszierende Mikrosphären,1 ul 10 mg / ml Acrylsäure-NHS-Ester, 5 ul einer 100 mg / ml Ammoniumpersulfat und 2 ul TEMED (Tabelle 2). Mischen Sie mit sanften Pipettieren und vermeiden, Blasen in Lösungen. </li></ol><table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td style="width:40px"> PAA (1 ml) </td><td> 40% AA (Ul) </td><td> 2% BIS (Ul) </td><td style="padding-left: 4px; padding-right: 4px;"> Ultrapure Wasser (Ul) </td><td> 1 mg / ml FN (Ul) </td><td> Mikrosphären (Ul) </td><td style="padding-left: 4px; padding-right: 4px;"> 10 mg / ml NHS Ester (Ul) </td><td style="padding-left: 4px; padding-right: 4px;"> 100 mg / ml APS (Ul) </td><td> TEMED (Ul) </td><td> Elastisch Modul (Pa) </td></tr><tr><td> Weich </td><td> 200 </td><td> 25 </td><td> 566 </td><td> 200 </td><td> 8 </td><td> 1 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 1023 </td></tr><tr><td> Schwer </td><td> 200 </td><td> 175 </td><td> 401 </td><td> 215 </td><td> 8 </td><td> 1 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 7307 </td></tr><tr><td> Starr </td><td> 300 </td><td> 300 </td><td> 161 </td><td> 230 </td><td> 8 </td><td> 1 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 22.692 </td></tr></tbody></table> Tabelle 2:. Ingredient und resultierend Elastizitätsmoduli für weiche, harte und starre PAAs der Zugkraft Assays verwendet AA = Acrylamid, FN = Fibronectin, APS = Ammoniumpersulfat. <ol start="5"><li> Pipettieren Sie 8,48 ul des PAA-Lösung auf dem Zentrum von jeder Vertiefung. Hinweis: Dieses Volumen theoretisch ergibt eine PAA von 75 um in der Dicke. </li><li> Senken Sie den geflammten Seite th GentlyE 12 mm Deckglas auf die Tröpfchen im Mikrowell mit einer Pinzette. </li><li> Zulassen des sandwich PAA Lösung für 15-30 min zu polymerisieren. Stellen Sie sicher, Polymerisation, indem übriggebliebene Lösung. </li><li> 2 ml 1x PBS zu jeder Schale und entfernen Sie die 12 mm Deckgläser mit einer Pinzette. </li><li> Waschen Sie die Vertiefungen mit 2 ml 1x PBS bei Raumtemperatur für 5 min. Diesen Vorgang zweimal wiederholen für insgesamt 15 min. </li></ol> 4. Herstellung von ECM für Invadopodia Assays <ol><li> Erhitze das Gelatine-Lösung (1% Gelatine und 1% Saccharose) auf 37 ° C. </li><li> Behandeln Sie die PAA mit 150 ul der Gelatine-Lösung für 1 min vorsichtig absaugen vom Boden der Mikrovertiefungen beim Halten der Glasboden Gerichte zu einem Winkel von 45 °. </li><li> Man trocknet die verbleibende dünne Gelatineschicht auf die PAA in die Vertiefungen in einem steilen Winkel (60 ° oder mehr), um das Trocknen für 60 min zu optimieren. </li><li> Behandeln Sie die Vertiefungen mit 2 ml einer gekühlten 0,5% Glutaraldehyd-Lösung auf ice für 15 Minuten, gefolgt von Raumtemperatur für 30 min. </li><li> 5 min Waschen Sie die Vertiefungen mit 2 ml einer 1 × PBS. Diesen Vorgang zweimal wiederholen für insgesamt 15 min. </li><li> Behandeln Sie die Vertiefungen mit 2 ml einer Natriumborhydrid-Lösung für 1 min. Klopfen Sie leicht Gerichte auf der Bank, um Blasen, die an der Oberfläche der Gelatine bilden zu entfernen. </li><li> Aspirieren und waschen Sie die Vertiefungen mit 2 ml einer 1 × PBS für 5 min. Diesen Vorgang zweimal wiederholen für insgesamt 15 min. </li><li> Verdünne eines FITC-markierten Humanplasmafibronektin Lösung auf 50 ug / ml mit einer 1 × PBS und Zentrifugation bei 175.000 × g bei 4 ° C für 15 min. Entweder kaufen kommerziell erhältlichen markierten Fibronektin oder beschriften Sie sie wie folgt: <ol><li> Man löst 5 mg Fibronektin werden in 10 ml Boratpuffer (170 mM Natriummetaborattetrahydrat und 40 mM NaCl) und in einen Dialyseschlauch. </li><li> Etikett der Fibronektin durch das Schlauchsystem in 200 ml Boratpuffer, enthaltend 6 mg gelöstes FITC bei Raumtemperatur auf einem Magnetrührerbei der niedrigsten Einstellung 1,5 Stunden in der Dunkelheit eingestellt. </li><li> Dialyse mit 500 ml einer 1 × PBS auf einem Magnetrührer bei der niedrigsten Einstellung für 3 Tage in einem dunklen kalten Raum (4 ° C) mit zwei Lautstärke ändert sich täglich. </li><li> Berechnen FITC-markiertem Fibronektin-Konzentration basierend auf der optischen Dichte des verdünnten Aliquots (1: 200) bei 280 nm und 493 nm als [OD 280 - (0,36 x OD 493)] / 1,4-fache der Verdünnungsfaktor von 200 mal 2 (welche Konten für die Glycerin Konzentrieren des Fibronektin im nächsten Schritt), wodurch mg / ml-Einheiten. </li><li> Dialyse über Nacht in einer 50% Glycerin-Lösung auf einem Magnetrührer bei der niedrigsten Einstellung über Nacht in einer dunklen kalten Raum bei 4 ° C eingestellt.) </li></ol></li><li> Behandeln Sie die Vertiefungen mit 150 ul des FITC-markiertem Fibronektin-Lösung bei Raumtemperatur für 60 min im Dunkeln. </li><li> Sorgfältig absaugen FITC-markiertem Fibronektin-Lösung aus dem Boden der Mikrovertiefungen beim Halten der Glasboden Gerichteein Winkel von 45 ° und dann füllen die Glasbodenschalen mit 70% Ethanol-Lösung bei Raumtemperatur für 10 Minuten in einer dunklen Zelle Kultur Haube für die Sterilisierung. Außerdem füllen Glasbodenschale Deckel oder wischen Sie mit fusselarm Tücher in 70% Ethanol eingeweicht. </li><li> Waschen Glasbodenschalen, indem sie mit 1x PBS für 5 min. Wiederholen noch zweimal mit 2 ml 1x PBS für insgesamt 15 min. </li></ol> 5. Vorbereitung und Imaging von Invadopodia Assays <ol><li> Hinzufügen 25.000 Krebszellen in 2 ml invadopodia Medium (1: 1 DMEM und RPMI 1640 mit 5% proteinarme Serum, 10% fetales Rinderserum und 20 ng / ml frisch zugegeben epidermaler Wachstumsfaktor), um die Glasboden Geschirr und beimpft und über Nacht. </li><li> Absaugen und behandeln die Vertiefungen, die mit 2 ml einer 3,7% Paraformaldehydlösung bei Raumtemperatur im Dunkeln für 20 Minuten, um die Zellen zu fixieren. </li><li> Nach zwei schnellen Waschungen mit 2 ml 1x PBS, behandeln die Vertiefungen, die mit 2 ml einer 0,1% Triton X-100-Lösung bei Raumtemperatur im Dunkeln für 5 min, um die Zellen zu permeabilisieren. </li><li> Nach einem Schnellwäsche mit 2 ml 1x PBS, behandeln die Vertiefungen, die mit 3% Rinderserumalbumin blockiert Lösung bei Raumtemperatur im Dunkeln für 60 Minuten, um die Zellen zu blockieren. </li><li> In Blockierungslösung bei Raumtemperatur im Dunkeln für 60 min: die Vertiefungen mit 150 ul Maus-Anti-Cortactin Antikörper (750 1) zu inkubieren. </li><li> Mit 2 ml 1x PBS 5 min waschen Vertiefungen. Diesen Vorgang zweimal wiederholen für insgesamt 15 min. </li><li> Inkubieren der Vertiefungen mit 150 ul Ziegen-Anti-Maus-633-Antikörper (1: 500) und 546 Phalloidin (1: 750) in der Blockierungslösung bei Raumtemperatur im Dunkeln für 60 min. </li><li> Mit 2 ml 1x PBS 5 min waschen Vertiefungen. Diesen Vorgang zweimal wiederholen für insgesamt 15 min. </li><li> Fügen Sie sechs Tropfen Eindeckmedium zu jeder Vertiefung zu füllen und decken mit 22 x 22 Deckgläser. </li><li> Bild Cortactin und Aktin zu invadopodia identifizieren mit Anregungs- und Emissionsfilter von 632/647 nm und556/570 nm, mit einem hohen NA, 40X Ölimmersionslinse auf einem Weitwinkel-inversen Mikroskop. Ebenso Bild Fibronektin zu ECM Abbau identifizieren mit einer Anregungs- und Emissionsfilter von 492/518 nm. </li></ol> 6. Vorbereitung und Imaging von Traction Force-Assays <ol><li> In 15.000 Krebszellen in 2 ml invadopodia Medium zu den Glasboden Speisen und Inkubation über Nacht. </li><li> Absaugen Medium in den Glasboden Speisen und ersetzen mit 2 ml L-15-Medium, mit den gleichen Ergänzungsmittel (5% Low-Protein-Serum, das 10% fötales Rinderserum und 20 ng / ml frisch hinzugefügt epidermaler Wachstumsfaktor), vorge -warmed bis 37 ° C. </li><li> Die Glasbodenschalen in einer Umgebungskammer inkubieren auf einem umgekehrten Mikroskop auf 37ºC voräquilibriert mit hoher Luftfeuchtigkeit für 1 Stunde. </li><li> Nehmen Sie vier Sätze von Bildern mit einem hohen NA, 40X-Objektiv auf einem Weitwinkel-inverses Mikroskop mit einem automatisierten Bühne, um zelluläre Positionen zu markieren: <ol><li> Bildzellen aufp der PAA mit Phasenkontrast (&quot;Phase&quot; Bild). </li><li> Bild fluoreszierenden Mikrokügelchen mit Anregungs- und Emissionsfiltern von 560/645 nm durch Fokussieren leicht unter den Zellen, bis die erste Schicht aus Mikrosphären an der Oberseite der PAAs scharf eingestellt ist (&quot;gestresst&quot; image). </li><li> Außerdem konzentrieren sich auf den Boden der PAAs (unter Verwendung der Mikrokugeln als Marker), und nehmen ein Bild (&quot;bottom&quot; image). Anmerkung: Der Zweck dieses Bild wird auf den z-Position, um den tatsächlichen PAA Dicke an jeder Position für Zugkraft Berechnungen wie im Repräsentative Ergebnisse beschrieben erhalten aufzuzeichnen. </li><li> Nachdem diese Bilder an mehreren Positionen erworben worden, vorsichtig mischen in 220 ul 10% Triton-X-Lösung zur Entfernung der Zellen. Bildmikrokugeln an der Oberseite des PAA an jeder Position, wie zuvor beschrieben (&quot;null&quot; image). </li></ol></li></ol>

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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stresses+at+the+cell-to-substrate+interface+during+locomotion+of+fibroblasts.">Stresses at the cell-to-substrate interface during locomotion of fibroblasts.</a> Biophysical journal. 76, 2307-2316 (1999).</li><li>Engler, A. J., Rehfeldt, F., Sen, S., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microtissue+elasticity:+measurements+by+atomic+force+microscopy+and+its+influence+on+cell+differentiation.">Microtissue elasticity: measurements by atomic force microscopy and its influence on cell differentiation.</a> Methods Cell Biol. 83, 521-545 (2007).</li><li>Kandow, C. E., Georges, P. C., Janmey, P. A., Beningo, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyacrylamide+hydrogels+for+cell+mechanics:+steps+toward+optimization+and+alternative+uses.">Polyacrylamide hydrogels for cell mechanics: steps toward optimization and alternative uses.</a> Methods in cell biology. 83, 29-46 (2007).</li><li>Leach, J. B., Brown, X. Q., Jacot, J. G., Dimilla, P. A., Wong, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurite+outgrowth+and+branching+of+PC12+cells+on+very+soft+substrates+sharply+decreases+below+a+threshold+of+substrate+rigidity.">Neurite outgrowth and branching of PC12 cells on very soft substrates sharply decreases below a threshold of substrate rigidity.</a> J Neural Eng. 4, 26-34 (2007).</li><li>Zhou, J., Kim, H. Y., Wang, J. H., Davidson, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroscopic+stiffening+of+embryonic+tissues+via+microtubules,+RhoGEF+and+the+assembly+of+contractile+bundles+of+actomyosin.">Macroscopic stiffening of embryonic tissues via microtubules, RhoGEF and the assembly of contractile bundles of actomyosin.</a> Development. 137, 2785-2794 (2010).</li><li>Buxboim, A., Rajagopal, K., Brown, A. E., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+deeply+cells+feel:+methods+for+thin+gels.">How deeply cells feel: methods for thin gels.</a> J Phys Condens Matter. 22, 194116 (2010).</li></ol>

Diese Arbeit wurde von der National Cancer Institute der National Institutes of Health unter Preis Anzahl K25CA143412 (Parekh) unterstützt. Wir möchten Sie erkennen an, dass zusätzliche Unterstützung wurde von der Abteilung für HNO-Heilkunde zur Verfügung gestellt. Der Inhalt ist allein in der Verantwortung der Autoren und nicht unbedingt die offizielle Meinung der National Institutes of Health.

Wir stellen ein Verfahren zum Herstellen PAAs, die als Grundlage für invadopodia und Zugkraft-Assays verwendet werden kann, invasiv und kontraktilen zelluläre Verhalten korrelieren. Während PAAs seit langem verwendet, um an Steifigkeit Wirkungen auf Zellen und berechnet die Zugkräfte 18,24,27 ist dieses Protokoll das erste parallele Assays, die auf PAAs mit den gleichen Steifigkeiten zu entwickeln, die das Vordringen kontraktilen Zellverhalten in Reaktion auf Matrix korrelieren mechanische Eigenschaften. ...

Die Steifigkeit des Tumor-assoziierten ECM wurde als wichtiger Faktor bei der Fahrt malignem Verhalten durch Erhöhung Actomyosin Kontraktilität 1-3 identifiziert. Obwohl dieser Effekt hauptsächlich bei Brustkrebszellen gezeigt hat Matrixsteifigkeit wurde gefunden invasiven Eigenschaften von Zellen, die aus einer Vielzahl von Krebs 4-8 darauf hindeutet, dass Tumor Steifigkeit kann in anderen Arten von Krebs eine Rolle spielen abgeleitet verändern. Vernetzte Geweben während invasiver Migration dringen, Krebszellen zu verwenden Aktin reiche Klebstoff Vorsprünge als invadopodia die Proteinasen zu lokalisieren, um die ECM 9 fokal verschlechtern bekannt. Invadopodia werden als ein Markenzeichen der invasiven Zellen und in Tumorzellinvasion und Metastasierung 10,11 in Verbindung gebracht. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass die Matrix Steifigkeit invadopodia Zahlen zu regulieren und die damit verbundenen Abbau ECM 4,12 durch Myosin II-Aktivität und mechanosensitive Proteine ​​12. Angesichts derKorrelation zwischen Tumordichte und Krebs Aggressivität 13,14 legen diese Ergebnisse einen Mechanismus, durch den Krebszellen um starre Tumorgeweben zu antworten Invasion und Metastasierung durch Actomyosin Kontraktilität fahren. In vitro ECM Steifigkeit und in vivo Gewebedichte wurde gezeigt, dass invasive Verhalten von Krebszellen 1,15-17 regulieren. Während Actomyosin Kontraktilität scheint wichtig zu sein in diesem Prozess, aktuelle Studien Konflikt, ob metastasiertem Fähigkeit korreliert erhöht oder verringert Kontraktionskräfte 6,18-20. Darüber hinaus bleibt es unbekannt, ob diese Kräfte direkt vermitteln invadopodia Aktivität 21. Wir haben vor kurzem festgestellt, dass Krebszellen Kontraktionskräfte waren abhängig von Matrix Steifigkeit und waren prädiktiv für ECM Abbau durch invadopodia 5. Diese Ergebnisse legen nahe, dass zelluläre Kräfte können eine wichtige Rolle bei der Tumorprogression durch Vermittlung invadopodia ac spielenvität als Reaktion auf die mechanischen Eigenschaften der Tumor-Mikroumgebung. Um invasive und kontraktilen Eigenschaften von Krebszellen 5 korrelieren, modifizierten wir ein Protokoll für die Erstellung von PAA mit unterschiedlichen Steifigkeiten, die früher verwendet wurde, um die Steifigkeit abhängige invadopodia Aktivität 4,12,22 zu untersuchen. Durch chemisch vernetzenden Humanplasmafibronektin gesamten PAAs können diese modifizierten Hydrogele als Grundlage sowohl für invadopodia und Zugkraft-Assays verwendet werden, um sicherzustellen, dass Zellen erfahren die gleichen Steifigkeiten in beiden Experimenten 5. In den invadopodia Tests bietet das Fibronektin eine natürliche Bindungsdomäne für Gelatine, die überlagerte ECM an die PAA verlinken auf Matrixabbau zu erkennen. In der Zugkraft Tests bietet das Fibronektin einen Liganden für direkte zelluläre Adhäsion an Mikrosphären Verschiebungen verwendet werden, um zelluläre Zugkräfte berechnen zu erkennen. Dieses Verfahren führt zu, was wir weich, hart genannt,und starre PAA, die auf Glasboden Gerichte gebunden sind und Elastizitätsmodul, E, der 1023, 7307 und 22.692 Pa 5, die den Bereich der mechanischen Eigenschaften für den normalen und Krebsgewebe 23 berichtet erstrecken.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3-Aminopropyltrimethoxysilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>281778</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylamide (40%)</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic acid NHS ester</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A8060</td>
			<td>prepare fresh in fume hood 10 mg/ml in DMSO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 546 phalloidin</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>A22283</td>
			<td>can also use rhodamine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium persulfate</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0700</td>
			<td>prepare fresh 10% solution in 1X PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aqua Poly/Mount</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>18606</td>
			<td>use six drops to fill microwells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BIS (2%)</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0142</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>RPI</td>
			<td>A30075</td>
			<td>make 3% for blocking solution in 1X PBS and store in 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coverslips (12 mm)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-545-80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dialysis tubing</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D9777</td>
			<td>pre-equilibrate in borate buffer for 15-30 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>10-013-CV</td>
			<td>use to make invadopodia medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8418</td>
			<td>use to make acrylic acid NHS ester solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epidermal growth factor</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>PHG0311</td>
			<td>use to make invadopodia medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>PHARMCO-AAPER</td>
			<td>E200</td>
			<td>dilute with ultrapure water to 70%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>SH30070.03</td>
			<td>use to make invadopodia medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FITC</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F7250</td>
			<td>protect from light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatin</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>00639</td>
			<td>typically make 10 ml of 1%sucrose/1% gelatin solution in PBS and store at 4 &#176;C (preheat PBS to dissolve gelatin easily)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottom dishes (35 mm coverslips)</td>
			<td>MatTek</td>
			<td>P35G-0-14-C</td>
			<td>coverslips are uncoated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde (25%)</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>01909</td>
			<td>dilute with 1X PBS to 0.5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>goat anti-mouse Alexa Fluor 633 antibody&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>A21050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human plasma fibronectin</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>33016-015</td>
			<td>add 5 ml of ultrapure water to make 1 mg/ml; aliquot in volumes based on use to avoid excessive freezing and thawing cycles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>PX-1565-1</td>
			<td>use to make 10X PBS stock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mouse anti-cortactin 4F11 antibody&#160;</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>05-180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2HPO4</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>SX-0720-1</td>
			<td>use to make 10X PBS stock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>RPI</td>
			<td>S23020</td>
			<td>use to make 10X PBS stock and borate buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH (1 N)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2770</td>
			<td>dilute with ultrapure water to 0.1 N</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nu-Serum (low-protein serum)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>355500</td>
			<td>use to make invadopodia medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Acros</td>
			<td>416785000</td>
			<td>typically make 10% stock in 1X PBS, prepare in fume hood, and add a few ml of strong NaOH to dissolve paraformaldehyde easily then bring back to pH 7.4 with strong HCl)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (sterile)</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>21-040-CV</td>
			<td>use for cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>10-040-CV</td>
			<td>use to make invadopodia medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>452882</td>
			<td>prepare fresh in fume hood 1 mg/ml in 1X PBS&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium metaborate tetrahydrate&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S0251</td>
			<td>use to make borate buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>RPI</td>
			<td>S24060</td>
			<td>typically make 10 ml of 1%sucrose/1% gelatin solution in PBS and store at 4 &#176;C (preheat PBS to dissolve gelatin easily)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEMED</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A16046</td>
			<td>make 10% stock in 1X PBS and use as is for cell removal in traction force assay or dilute with 1X PBS for staining</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

polyacrylamide gels for invadopodia and traction force assays on cancer cells

Starre Tumorgewebe sind stark bei der Regulierung der Krebszelle Migration und Invasion verwickelt. Invasive Migration durch vernetzte Gewebe durch actin reichen Vorsprünge genannt invadopodia die proteolytisch die extrazelluläre Matrix (ECM) abzubauen erleichtert. Invadopodia Aktivität hat sich gezeigt, abhängig von ECM Steifigkeit und Krebszellenkontraktionskräfte darauf hindeutet, dass die Steifigkeit Signale können diese subzellulärer Strukturen durch Actomyosin Kontraktilität zu regeln sein. Invasive und kontraktilen Eigenschaften von Krebszellen in vitro mit invadopodia und Zugkraft-Assays auf Basis von Polyacrylamid-Gelen (PAAs) unterschiedlicher Steifigkeiten korreliert werden. Invasive und kontraktilen Eigenschaften von Krebszellen in vitro mit invadopodia und Zugkraft-Assays auf Basis von Polyacrylamid-Gelen (PAAs) unterschiedlicher Steifigkeiten korreliert werden. Während einige Unterschiede zwischen den beiden Tests bestehen, die hier vorgestellte Protokoll liefert ein Verfahren für die Erstellung PAAs thbei in beiden Tests verwendet werden und sind leicht an die spezifischen biologischen und technischen Anforderungen des Benutzers.

Im invadopodia Assay werden invadopodia typischerweise durch Colokalisierung von Markern wie Actin und Cortactin bei punktförmigen Strukturen innerhalb des Zellenkörpers (1) identifiziert. Sowohl aktiv abzubauen und nicht-abbau invadopodia kann gezählt werden und werden dadurch bestimmt, ob diese Strukturen mit schwarzen Bereichen fehlt Fluoreszenzsignal im FITC-markiertem Fibronektin (Figur 1) kolokalisiert differenziert. Invadopodia manuell gezählt und ECM-Abbau pro Zelle wird dur...

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Polyacrylamide Gels for Invadopodia and Traction Force Assays on Cancer Cells

Mechanische Steifigkeit in der Tumor-Mikroumgebung spielt eine entscheidende Rolle bei der malignen Verhalten durch Erhöhung invadopodia Aktivität und Actomyosin Kontraktilität. Verwendung Polyacrylamidgelen (PAAs), kann invadopodia und Zugkraft-Assays verwendet werden, die invasive und kontraktilen Eigenschaften von Krebszellen in Reaktion zu untersuchen, um die Steifigkeit Matrix.

Polyacrylamidgelen für Invadopodia und Traction Force-Assays auf Krebszellen

Rigid tumor tissues have been strongly implicated in regulating cancer cell migration and invasion. Invasive migration through cross-linked tissues is ...

polyacrylamide-gels-for-invadopodia-traction-force-assays-on-cancer

Research

JoVE Journal

Medicine

12.0K Aufrufe.  Vanderbilt University Medical Center.  Mechanische Steifigkeit in der Tumor-Mikroumgebung spielt eine entscheidende Rolle bei der malignen Verhalten durch Erhöhung invadopodia Aktivität und Actomyosin Kontraktilität. Verwendung Polyacrylamidgelen (PAAs), kann invadopodia und Zugkraft-Assays verwendet werden, die invasive und kontraktilen Eigenschaften von Krebszellen in Reaktion zu untersuchen, um die Steifigkeit Matrix. 

Serie: Polyacrylamide Gels for Invadopodia and Traction Force Assays on Cancer Cells

Processing of Primary Brain Tumor Tissue for Stem Cell Assays and Flow Sorting

Brain tumors are typically comprised of morphologically diverse cells that express a variety of neural lineage markers. Only a relatively small fraction of cells in the tumor with stem cell properties, termed brain tumor initiating cells (BTICs), possess an ability to differentiate along multiple lineages, self-renew, and initiate tumors in vivo. We applied culture conditions originally used for normal neural stem cells (NSCs) to a variety of human brain tumors and found that this culture method specifically selects for stem-like populations. Serum-free medium (NSC) allows for the maintenance of an undifferentiated stem cell state, and the addition of bFGF and EGF allows for the proliferation of multi-potent, self-renewing, and expandable tumorspheres.
To further characterize each tumor's BTIC population, we evaluate cell surface markers by flow cytometry. We may also sort populations of interest for more specific characterization. Self-renewal assays are performed on single BTICs sorted into 96 well plates; the formation of tumorspheres following incubation at 37 &deg;C indicates the presence of a stem or progenitor cell. Multiple cell numbers of a particular population can also be sorted in different wells for limiting dilution analysis, to analyze self-renewal capacity. We can also study differential gene expression within a particular cell population by using single cell RT-PCR.
The following protocols describe our procedures for the dissociation and culturing of primary human samples to enrich for BTIC populations, as well as the dissociation of tumorspheres. Also included are protocols for staining for flow cytometry analysis or sorting, self-renewal assays, and single cell RT-PCR.

The identification of brain tumor initiating cells (BTICs), the rare cells within a heterogeneous tumor possessing stem cell properties, provides new insights into human brain tumor pathogenesis. We have refined specific culture conditions to enrich for BTICs, and we routinely use flow cytometry to further enrich these populations. Self-renewal assays and transcript analysis by single cell RT-PCR can subsequently be performed on these isolated cells.

Verarbeitung von primären Hirntumoren Tissue für Stem Cell Assays und Flow Sortierung

Brain tumors are typically comprised of morphologically diverse cells that express a variety of neural lineage markers. Only a relatively small fraction ...

Forschung

Medizin

Isolation, Characterization and Comparative Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Permanent Teeth by Using Two Different Methods

Developing wisdom teeth are easy-accessible source of stem cells during the adulthood which could be obtained by routine orthodontic treatments. Human pulp-derived stem cells (hDPSCs) possess high proliferation potential with multi-lineage differentiation capacity compare to the ordinary source of adult stem cells1-8; therefore, hDPSCs could be the good candidates for autologous transplantation in tissue engineering and regenerative medicine. Along with these benefits, possessing the mesenchymal stem cells (MSC) features, such as immunolodulatory effect, make hDPSCs more valuable, even in the case of allograft transplantation6,9,10. Therefore, the primary step for using this source of stem cells is to select the best protocol for isolating hDPSCs from pulp tissue. In order to achieve this goal, it is crucial to investigate the effect of various isolation conditions on different cellular behaviors, such as their common surface markers &amp; also their differentiation capacity.
Thus, here we separate human pulp tissue from impacted third molar teeth, and then used both existing protocols based on literature, for isolating hDPSCs,11-13 i.e. enzymatic dissociation of pulp tissue (DPSC-ED) or outgrowth from tissue explants (DPSC-OG). In this regards, we tried to facilitate the isolation methods by using dental diamond disk. Then, these cells characterized in terms of stromal-associated Markers (CD73, CD90, CD105 &amp; CD44), hematopoietic/endothelial Markers (CD34, CD45 &amp; CD11b), perivascular marker, like CD146 and also STRO-1. Afterwards, these two protocols were compared based on the differentiation potency into odontoblasts by both quantitative polymerase chain reaction (QPCR) &amp; Alizarin Red Staining. QPCR were used for the assessment of the expression of the mineralization-related genes (alkaline phosphatase; ALP, matrix extracellular phosphoglycoprotein; MEPE &amp; dentin sialophosphoprotein; DSPP).14

The method described isolation and characterization of human Dental Pulp Stem Cells (hDPSCs) by using either enzymatic dissociation of pulp (DPSC-ED) or direct outgrowth of stem cells from pulp tissue explants (DPSC-OG). Then followed by in vitro comparative differentiation of both types of hDPSCs into odontoblasts.

Isolation, Charakterisierung und vergleichende Differenzierung humaner Dental Pulp Stammzellen aus bleibenden Zähne mit zwei verschiedenen Methoden abgeleitet

Developing wisdom teeth are easy-accessible source of stem cells during the adulthood which could be obtained by routine orthodontic treatments. Human ...

Patient Derived Cell Culture and Isolation of CD133+ Putative Cancer Stem Cells from Melanoma

Despite improved treatments options for melanoma available today, patients with advanced malignant melanoma still have a poor prognosis for progression-free and overall survival. Therefore, translational research needs to provide further molecular evidence to improve targeted therapies for malignant melanomas. In the past, oncogenic mechanisms related to melanoma were extensively studied in established cell lines. On the way to more personalized treatment regimens based on individual genetic profiles, we propose to use patient-derived cell lines instead of generic cell lines. Together with high quality clinical data, especially on patient follow-up, these cells will be instrumental to better understand the molecular mechanisms behind melanoma progression.
Here, we report the establishment of primary melanoma cultures from dissected fresh tumor tissue. This procedure includes mincing and dissociation of the tissue into single cells, removal of contaminations with erythrocytes and fibroblasts as well as primary culture and reliable verification of the cells' melanoma origin.
Recent reports revealed that melanomas, like the majority of tumors, harbor a small subpopulation of cancer stem cells (CSCs), which seem to exclusively fuel tumor initiation and progression towards the metastatic state. One of the key markers for CSC identification and isolation in melanoma is CD133. To isolate CD133+ CSCs from primary melanoma cultures, we have modified and optimized the Magnetic-Activated Cell Sorting (MACS) procedure from Miltenyi resulting in high sorting purity and viability of CD133+ CSCs and CD133- bulk, which can be cultivated and functionally analyzed thereafter.

Patient Derived Cell Culture and Isolation of CD133+ Putative Cancer Stem Cells from Melanoma

This article describes the preparation of freshly obtained melanoma tissue into primary cell cultures, and how to remove contaminations of erythrocytes and fibroblasts from the tumor cells. Finally, we describe how CD133+ putative melanoma stem cells are sorted from the CD133- bulk using Magnetic Activated Cell Sorting (MACS).

Patienten abgeleitet Zellkultur und Isolierung von CD133<sup&gt; +</sup&gt; Mutmaßliche Cancer Stem Cells von Melanoma

Despite improved treatments options for melanoma available today, patients with advanced malignant melanoma still have a poor prognosis for ...

Formation of Human Prostate Epithelium Using Tissue Recombination of Rodent Urogenital Sinus Mesenchyme and Human Stem Cells

Progress in prostate cancer research is severely limited by the availability of human-derived and hormone-na&iuml;ve model systems, which limit our ability to understand genetic and molecular events underlying prostate disease initiation. Toward developing better model systems for studying human prostate carcinogenesis, we and others have taken advantage of the unique pro-prostatic inductive potential of embryonic rodent prostate stroma, termed urogenital sinus mesenchyme (UGSM). When recombined with certain pluripotent cell populations such as embryonic stem cells, UGSM induces the formation of normal human prostate epithelia in a testosterone-dependent manner. Such a human model system can be used to investigate and experimentally test the ability of candidate prostate cancer susceptibility genes at an accelerated pace compared to typical rodent transgenic studies. Since Human embryonic stem cells (hESCs) can be genetically modified in culture using inducible gene expression or siRNA knock-down vectors prior to tissue recombination, such a model facilitates testing the functional consequences of genes, or combinations of genes, which are thought to promote or prevent carcinogenesis.
The technique of isolating pure populations of UGSM cells, however, is challenging and learning often requires someone with previous expertise to personally teach. Moreover, inoculation of cell mixtures under the renal capsule of an immunocompromised host can be technically challenging. Here we outline and illustrate proper isolation of UGSM from rodent embryos and renal capsule implantation of tissue mixtures to form human prostate epithelium. Such an approach, at its current stage, requires in vivo xenografting of embryonic stem cells; future applications could potentially include in vitro gland formation or the use of induced pluripotent stem cell populations (iPSCs).

To unravel the earliest molecular mechanisms underlying prostate cancer initiation, novel and innovative human model systems and approaches are desperately needed. The potential of pre-prostatic urogenital sinus mesenchyme (UGSM) to induce pluripotent stem cell populations to form human prostate epithelium is a powerful experimental tool in prostate research.

Formation of Human Prostate Epithel Mit Tissue Rekombination von Nagetier Urogenitalsinus Mesenchym und menschlichen Stammzellen

Progress in prostate cancer research is severely  limited by the availability of human-derived and hormone-na&iuml;ve model systems,  which limit our ...

Adaptation of Semiautomated Circulating Tumor Cell (CTC) Assays for Clinical and Preclinical Research Applications

The majority of cancer-related deaths occur subsequent to the development of metastatic disease. This highly lethal disease stage is associated with the presence of circulating tumor cells (CTCs). These rare cells have been demonstrated to be of clinical significance in metastatic breast, prostate, and colorectal cancers. The current gold standard in clinical CTC detection and enumeration is the FDA-cleared CellSearch system (CSS). This manuscript outlines the standard protocol utilized by this platform as well as two&#160;additional adapted protocols that describe the detailed process of user-defined marker optimization for protein characterization of patient CTCs and a comparable protocol for CTC capture in very low volumes of blood, using standard CSS reagents, for studying in vivo preclinical mouse models of metastasis. In addition, differences in CTC quality between healthy donor blood spiked with cells from tissue culture versus patient blood samples are highlighted. Finally, several commonly discrepant items that can lead to CTC misclassification errors are outlined. Taken together, these protocols will provide a useful resource for users of this platform interested in preclinical and clinical research pertaining to metastasis and CTCs.

Adaptation of Semiautomated Circulating Tumor Cell CTC Assays for Clinical and Preclinical Research Applications

Circulating tumor cells (CTCs) are prognostic in several metastatic cancers. This manuscript describes the gold standard CellSearch system (CSS) CTC enumeration platform and highlights common misclassification errors. In addition, two&#160;adapted protocols are described for user-defined marker characterization of CTCs and CTC enumeration in preclinical mouse models of metastasis using this technology.

Halbautomatische Anpassung der Umlauftumorzellen (CTC)-Assays für die klinische und vorklinische Forschungsanwendungen

The majority of cancer-related deaths occur subsequent to the development of metastatic disease. This highly lethal disease stage is associated with the ...

Profiling of Estrogen-regulated MicroRNAs in Breast Cancer Cells

Estrogen plays vital roles in mammary gland development and breast cancer progression. It mediates its function by binding to and activating the estrogen receptors (ERs), ER&#945;, and ER&#946;. ER&#945; is frequently upregulated in breast cancer and drives the proliferation of breast cancer cells. The ERs function as transcription factors and regulate gene expression. Whereas ER&#945;&#39;s regulation of protein-coding genes is well established, its regulation of noncoding microRNA (miRNA) is less explored. miRNAs play a major role in the post-transcriptional regulation of genes, inhibiting their translation or degrading their mRNA. miRNAs can function as oncogenes or tumor suppressors&#160;and are also promising biomarkers. Among the miRNA assays available, microarray and quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) have been extensively used to detect and quantify miRNA levels. To identify miRNAs regulated by estrogen signaling in breast cancer, their expression in ER&#945;-positive breast cancer cell lines were compared before and after estrogen-activation using both the &#181;Paraflo-microfluidic microarrays and Dual Labeled Probes-low density arrays. Results were validated using specific qPCR assays, applying both Cyanine dye-based and Dual Labeled Probes-based chemistry. Furthermore, a time-point assay was used to identify regulations over time. Advantages of the miRNA assay approach used in this study is that it enables a fast screening of mature miRNA regulations in numerous samples, even with limited sample amounts. The layout, including the specific conditions for cell culture and estrogen treatment, biological and technical replicates, and large-scale screening followed by in-depth confirmations using separate techniques, ensures a robust detection of miRNA regulations,&#160;and eliminates false positives and other artifacts. However, mutated or unknown miRNAs, or regulations at the primary and precursor transcript level, will not be detected. The method presented here represents a thorough investigation of estrogen-mediated miRNA regulation.

Molecular signaling through both estrogen and microRNAs are critical in breast cancer development and growth. Estrogen activates the estrogen receptors, which are transcription factors. Many transcription factors can regulate the expression of microRNAs, and estrogen-regulated microRNAs can be profiled using different large-scale techniques.

Profiling von Östrogen-regulierte MicroRNAs in Brustkrebszellen

Estrogen plays vital roles in mammary gland development and breast cancer progression. It mediates its function by binding to and activating the estrogen ...

Method for Obtaining Primary Ovarian Cancer Cells From Solid Specimens

Reliable tools for investigating ovarian cancer initiation and progression are urgently needed. While the use of ovarian cancer cell lines remains a valuable tool for understanding ovarian cancer, their use has many limitations. These include the lack of heterogeneity and the plethora of genetic alterations associated with extended in vitro passaging.&#160;Here we describe a method that allows for rapid establishment of primary ovarian cancer cells form solid clinical specimens collected at the time of surgery. The method consists of subjecting clinical specimens to enzymatic digestion for 30 min. The isolated cell suspension is allowed to grow and can be used for downstream application including drug screening. The advantage of primary ovarian cancer cell lines over established ovarian cancer cell lines is that they are representative of the original specific clinical specimens they are derived from and can be derived from different sites whether primary or metastatic ovarian cancer.

This study describes a detailed method for isolation and characterization of primary ovarian cancer cells from solid clinical specimens. Ovarian cancer clinical specimens are subjected to enzymatic digestion to obtain viable, fibroblast-free epithelial ovarian cancer (EOC) cells highly suitable for downstream applications.

Verfahren zur Gewinnung von Primäreierstockkrebszellen von Solid Proben

Reliable tools for investigating ovarian cancer initiation and progression are urgently needed. While the use of ovarian cancer cell lines remains a ...

Enrichment for Chemoresistant Ovarian Cancer Stem Cells from Human Cell Lines

Cancer stem cells (CSCs) are defined as a subset of slow cycling and undifferentiated cells that divide asymmetrically to generate highly proliferative, invasive, and chemoresistant tumor cells. Therefore, CSCs are an attractive population of cells to target therapeutically. CSCs are predicted to contribute to a number of types of malignancies including those in the blood, brain, lung, gastrointestinal tract, prostate, and ovary. Isolating and enriching a tumor cell population for CSCs will enable researchers to study the properties, genetics, and therapeutic response of CSCs. We generated a protocol that reproducibly enriches for ovarian cancer CSCs from ovarian cancer cell lines (SKOV3 and OVCA429). Cell lines are treated with 20 &#181;M cisplatin for 3 days. Surviving cells are isolated and cultured in a serum-free stem cell media containing cytokines and growth factors. We demonstrate an enrichment of these purified CSCs by analyzing the isolated cells for known stem cell markers Oct4, Nanog, and Prom1 (CD133) and cell surface expression of CD177 and CD133. The CSCs exhibit increased chemoresistance. This method for isolation of CSCs is a useful tool for studying the role of CSCs in chemoresistance and tumor relapse.

Cancer stem cells (CSCs) are&#160;implicated in tumor relapse due to chemoresistance. We have optimized a protocol for selection and expansion of CSCs from ovarian cancer cell lines. By treating cells with the chemotherapeutic cisplatin and culturing&#160;in a stem cell promoting media we enrich for non-adherent CSC cultures.

Bereicherung für chemoresistenten Eierstockkrebs Stammzellen aus menschlichen Zelllinien

Cancer stem cells (CSCs) are defined as a subset of slow cycling and undifferentiated cells that divide asymmetrically to generate highly proliferative, ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor initiation, metastasis and resistance to radio- and chemotherapy. Here we describe a specific methodology for culturing primary human pancreatic CSCs as tumor spheres in anchorage-independent conditions. Cells are grown in serum-free, non-adherent conditions in order to enrich for CSCs while their more differentiated progenies do not survive and proliferate during the initial phase following seeding of single cells. This assay can be used to estimate the percentage of CSCs present in a population of tumor cells. Both size (which can range from 35 to 250 micrometers) and number of tumor spheres formed represents CSC activity harbored in either bulk populations of cultured cancer cells or freshly harvested and digested tumors 1,2. Using this assay, we recently found that metformin selectively ablates pancreatic CSCs; a finding that was subsequently further corroborated by demonstrating diminished expression of pluripotency-associated genes/surface markers and reduced in vivo tumorigenicity of metformin-treated cells. As the final step for preclinical development we treated mice bearing established tumors with metformin and found significantly prolonged survival. Clinical studies testing the use of metformin in patients with PDAC are currently underway (e.g., NCT01210911, NCT01167738, and NCT01488552). Mechanistically, we found that metformin induces a fatal energy crisis in CSCs by enhancing reactive oxygen species (ROS) production and reducing mitochondrial transmembrane potential. In contrast, non-CSCs were not eliminated by metformin treatment, but rather underwent reversible cell cycle arrest. Therefore, our study serves as a successful example for the potential of in vitro sphere formation as a screening tool to identify compounds that potentially target CSCs, but this technique will require further in vitro and in vivo validation to eliminate false discoveries.

Pancreatic cancer stem cells (CSCs) can be expanded in vitro using the anchorage-independent sphere culture technique, which represents a powerful tool to study CSC biology and can serve as the first step to develop novel CSC-targeting therapies. Here the methodology for expanding, analyzing and targeting of pancreatic CSCs is provided.

Studieren Bauchspeicheldrüsenkrebs Stammzelleigenschaften für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

An Organotypic High Throughput System for Characterization of Drug Sensitivity of Primary Multiple Myeloma Cells

In this work we describe a novel approach that combines ex vivo drug sensitivity assays and digital image analysis to estimate chemosensitivity and heterogeneity of patient-derived multiple myeloma (MM) cells. This approach consists in seeding primary MM cells freshly extracted from bone marrow aspirates into microfluidic chambers implemented in multi-well plates, each consisting of a reconstruction of the bone marrow microenvironment, including extracellular matrix (collagen or basement membrane matrix) and stroma (patient-derived mesenchymal stem cells) or human-derived endothelial cells (HUVECs). The chambers are drugged with different agents and concentrations, and are imaged sequentially for 96 hr through bright field microscopy, in a motorized microscope equipped with a digital camera. Digital image analysis software detects live and dead cells from presence or absence of membrane motion, and generates curves of change in viability as a function of drug concentration and exposure time. We use a computational model to determine the parameters of chemosensitivity of the tumor population to each drug, as well as the number of sub-populations present as a measure of tumor heterogeneity. These patient-tailored models can then be used to simulate therapeutic regimens and estimate clinical response.

We describe a high-throughput drug sensitivity assay for primary multiple myeloma cells. It consists of a reconstruction of the bone marrow microenvironment (including extracellular matrix and stroma) in multi-well plates, and a non-invasive method for longitudinal quantification of cell viability.

Ein organ High Throughput-System zur Charakterisierung von Arzneimittelempfindlichkeit von Primary Multiple Myelomzellen

In this work we describe a novel approach that combines ex vivo drug sensitivity assays and digital image analysis to estimate chemosensitivity and ...