Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

1. Klonogentest <ol><li> Bereiten Sie eine Einzelzellsuspensionen von Östrogen-abhängigen Brustkrebs-Zelllinien MCF-7 und T47D-Zellen unter Verwendung der unten angegebenen Schritte, <ol><li> Saugen Sie das Kulturmedium (DMEM / 10% hitzeinaktiviertem fötalem Kälberserum / Glutamin und Pen / Strep) von einer 10 cm Gewebekulturschale, die nicht mehr als 50% konfluent mit MCF-7 oder T-47D-Zellen ist. Spülen mit PBS. Inkubieren mit Trypsin 0,25% / 2,21 mM EDTA in DMEM mit hohem Glucose gelöst bei 37 ° C für 1-4 min. </li><li> Prüfzellen in 1-Minuten-Intervallen unter einem Phasenkontrastmikroskop, um eine einzelne Zellverteilung zu gewährleisten. Resuspendieren der Zellen mit einer 2 ml-Pipette durch Auf- und Abpipettieren mehrmals, um Zell-Zell-Kontakt unterbrechen, um eine fast unveränderlich, einzelne Zelle Status zu erreichen. </li><li> Weiterhin Zellen bei 37 ° C für 4 min inkubieren in Trypsin, wenn Sie Zellklumpen nach nur 2 min Inkubation zu beobachten. Verwenden Sie diese Zellen für die klonogenen Studien, wenn sie haft e bleibenach andere nach 4 min von Trypsinierung, weil Fehler in der Kolonie Nummer Ertrag eingebracht werden. HINWEIS: Wenn Zellen verklumpten, wird die Anzahl der gebildeten Kolonien des Produkts von weniger Zellen als die Anzahl inkubiert reflektieren. Wenn Zellen übermßig trypsiniert, kann ihr klonogenen Potential vermindert. </li><li> Vorbereitung einer Einzelzellsuspension von 1.500 Zellen / ml Kulturmedium für 24-Well-Platten oder weniger (+ 500 Zellen / ml, abhängig von dem Zelltyp oder einen Durchgang-Zahl), durch serielle Verdünnungen in einem Master Rohr das gesamte Volumen von Nöten alle Variablen in dem Experiment. ANMERKUNG: Das Ziel ist eine endgültige Zelldichte von 800 Zellen / cm 2 (im Bereich von ca. 500 bis 1.100 Zellen / cm 2). Das Ziel ist, auf etwa 100 + 50 Kolonien zu erhalten, die relativ einfach Zählung ermöglicht, verhindert Verdrängung und ermöglicht ausreichend Kolonien in statistisch signifikanten Differenzen im Kolonien werden erhöht oder verringert experimentellen perturbagen. </li></ol></li><li> Inkubieren Zellen bei Klonogene Density Mit skizzierten Schritte <ol><li> Zellen in vierfachen Vertiefungen auf 24-Well-Fibronektin-beschichtete Platten bei einem klonogenen Dichte von 1500 Zellen / Well von einer Master-Einzelzellsuspension Rohr von 1.500 Zellen / ml. Man reibt das Medium, das Zellen mit einer 5 ml Pipette durch Aufziehen 3 ml und Abgabe 1 ml Medium in jeder der 2 Brunnen. HINWEIS: Fibronectin-beschichteten Platten sollten gekauft vorbeschichtet werden von einem kommerziellen Anbieter. Lackplatten außerhalb eines Qualitäts gesteuert automatisierten Prozess führt zu einer unebenen Oberfläche ungeeignet für diesen Test. </li><li> Mischen Sie die Suspension durch Auf- und Abpipettieren mit einer 5 ml Pipette erarbeiten 3 ml Zellsuspension und füllen 2 Brunnen mit je 1 ml. Füllen Sie nur 2 Brunnen zu einem beliebigen Zeitpunkt von einer Pipette. Schicken Sie das Restvolumen in der Pipette zu der Zellsuspension in der Master-Rohr, Die Zellen wiederum durch Auf- und Abpipettieren und stellt weitere 3 ml, um eine andere 2 wel füllenls mit je 1 ml. HINWEIS: Das kontinuierliche Mischen des Masterrohr ist erforderlich, da Zellen kontinuierlich zu sedimentieren. Die Zusammenstellung einer ausreichenden Menge, um nur 2 Brunnen zu füllen ist notwendig, um ähnliche Zellzahlen in jede Vertiefung hinzufügen, weil Zellen sedimentieren in der Pipette als auch. </li><li> Arbeiten schnell, um die großen Mengen an Zellen zu verteilen, da ermöglicht den Zellen in Suspension bei Raumtemperatur und der CO 2 -Konzentration sitzen ihre klonogenen Potential (unveröffentlichte Beobachtungen) modulieren. </li><li> Optimieren Sie die räumliche Verteilung der Zellen während der Akt der Pipettieren sie in Brunnen für Kolonie-Assays. Dies geschieht durch langsam Pipettieren der Suspension, die die endgültige Zellkonzentration in der Mitte der Vertiefung. Die Platte, um die Bewegung weiterer Gegenstand nicht vor Zellen am Boden absetzen. Die Platte wirbeln Sie nicht, weil Kreismisch effektiv die Zellen, um den Umfang der auch die Schaffung hohe Zelldichten und unzählige konfluente Kolonien Zentrifuge bei 6 Tage. HINWEIS: wenn es nicht notwendig mischen, da dies überhaupt nach der Einführung die Lautstärke mit den Zellen in Suspension weniger wünschenswert als keine Vermischung. Wenn es notwendig ist, um Zellen zu mischen, dies durch Bewegen der Platte vor und zurück in senkrechten Richtungen, während es auf einer flachen Oberfläche aufliegt. </li><li> Zellen bei 37 ° C 5% CO 2 inkubieren ohne Medienwechsel für 6 Tage. Die geringe Zahl von Zellen in einem Bohrloch nach 6 Tagen nicht signifikant beeinflussen den Nährstoff oder Zytokin Zusammensetzung noch den pH-Wert des Originalmediums. </li><li> Entwerfen der zeitliche Verlauf des Assays wie folgt: Zellen, die auf Fibronectin beschichteten Substrate am Tag 1. Inkubieren Ersetzen bestehender Medium mit 1 ml frischem Medium oder frischer Medium enthaltend FGF-2 10 ng / ml am Tag 0 Stain-Zellen am Tag 6 nach unten in 1.4). Durchzuführen keine experimentellen Störungen an Tag 3, wie unten in 1.3). </li></ol></li><li> Einrichten Experimental Störungen der molekularen Signal oder Adhäsionsmoleküle <ol><li> An Tag 3 werden 10056; l einer Lösung, die 10-fach von dem geplanten Konzentration der störenden Mittels zu dem 1 ml Medium in den Vertiefungen. Nicht zu verwechseln. Weiterhin die Zellen bei 37 ° C, 5% CO 2 für weitere 3 Tage inkubiert. HINWEIS: Stören Mittel können eine Vielzahl von Inhibitoren und Blockierungsmittel Adhäsionsmoleküle, Rezeptoren oder andere Oberflächenproteine, Inhibitoren der intrazellulären Signalwegen, Moleküle, Faktoren, Co-Faktoren oder strukturellen Proteinen, die Rollen bei der Unterstützung des Ruhezustand spielen können, umfassen. </li><li> Flecken Kolonien am Tag 6, wie folgt. </li></ol></li><li> Stain Colonies <ol><li> Flecken Zellen nach 6 Tagen in Kultur mit einer frisch hergestellten 0,1% Kristallviolett in 2% Ethanol / 10 mM Natriumborat (pH 9,0) Lösung. Saugen Sie Medien und fügen Sie eine ml Kristallviolett-Lösung in jede Vertiefung für 20 Minuten. </li><li> Waschplatten, indem sie mit den Öffnungen nach unten und in einem spitzen Winkel in einem Eiskübel überfüllt mit kontinuierlich fließendem LeitungseintauchenWasser in der Spüle. Kippen Sie die Platte an einem horizontalen Winkel einmal unter Wasser, auch die Öffnung nach unten und dann nach hinten neigen, um einen spitzen Winkel beim Entfernen in einem sanften fließenden Bewegung. </li><li> Wiederholen der Eint 2 oder 3 mal, bis das Wasser auf dem Boden der Vertiefungen ist nicht mehr blau. Kräftiges Waschen kann Zellen oder Kolonien, die aufgrund der experimentellen Eingriff weniger haft sind, was eine um wesentlich zu dem Fehler in Zählung und der Daten. </li><li> Dry Platten über Nacht, indem sie den Kopf auf Handtücher auf der Tischplatte angrenzend an die entsprechenden markierten Abdeckungen. </li></ol></li><li> Graf Colonies <ol><li> Zählen die Anzahl der wachsenden und ruhenden Kolonien in jeder Vertiefung nach 6 Tagen Inkubation Färbung und Trocknen. Graf Kolonien optimal bei 40-facher Vergrößerung in einem umgekehrten Phasenkontrastmikroskop. Zählen Kolonien von&gt; 30 Zellen wachsen und Kolonien von 12 Zellen oder weniger, mit dem morphologischen Erscheinungsbild sehr groß im Vergleich zum Züchten von Zellen, große expaNDED Cytoplasma mit großen Cytoplasma in Verhältnissen, die in 1 gezeigten Kern 7,15. HINWEIS: Cluster von 13 bis 29 Zellen werden in der Regel nicht gezählt, da sie nicht sehr häufig in einfachen Ruhe Assays. Sie können angerechnet werden, wenn Störungen verschieben das Wachstumspotenzial der entweder wachsen oder ruhenden Zellen. Diese Ergebnisse müssen dann mit biologischer Bedeutung korreliert werden. </li></ol></li></ol> 2. Klonogene Inkubation für Immunfluoreszenz-Studien <ol><li> Einzustellen Zellzahlen ungefähr 7,500-8,000 Zellen / Vertiefung in Platten mit 6 Vertiefungen zu entsprechen Nummern / Oberfläche analog 24 Vertiefungen Experimente Zelle. </li><li> Platzieren Sie einen runden, sterile, Fibronektin-beschichtete Deckglas in jede Vertiefung Basis des 6-Well-Platten für die bildgebenden Untersuchungen vor der Zelle hinaus. Pipette Zellen in 3 ml Volumina in jede Vertiefung 2 Vertiefungen in einer Zeit in Konzentrationen ausgeführt, wie bei den obigen Experimenten klonogenen in 1.2 beschrieben). </li><li> Inkubieren Zellenfür 6 Tage, wie oben in 1.2.4 und 1.2.5. Hinzuzufügen Störfaktoren am Tag 3 bei 10-facher Konzentration in 300 ul-Volumina, wie sie in den Kolonie-Assay-Verfahren in 1.3 beschrieben). </li><li> Stain-Zellen am Tag 6 mit Antikörpern gegen Adhäsionsmoleküle wie Integrine α4, α5, α6, β1, β3 zB focal adhesion komplexe Moleküle FAK, paxillin und Vinculin Zelle, zum Beispiel, Proteine ​​der Motilität beteiligt, wie α-Tubulin B. Signalweg Elemente, wie Phospho-Akt, Phospho-ERK, Phospho-p38, Phospho-JNK, zum Beispiel, oder jedes andere Protein, das das Ziel der Untersuchung für seine Rolle in der Ruhe ist, unter Verwendung von Standard-Techniken zur direkten oder indirekten Immunfluoreszenzfärbung. <ol><li> Folien mit einer Pinzette entfernen Tag 6. Fix in Aceton / Methanol 1: 1 bei -20 ° C für 20 min und der Luft trocknen. Eine alternative Fixiermittel wie Paraformaldehyd, verwendet werden, falls erforderlich. Permeabilisieren Zellen mit 0,1% Triton X-100, 0,1% Natriumcitrat 2 min foder den Nachweis von intrazellulären Antigenen. Zellen mit PBS waschen. </li><li> Für indirekte immunofluorecence Färbung Blockobjektträger 1 Stunde bei Raumtemperatur mit 5% BSA oder mit 10% Serum vor der Immunisierung von der Spezies, in welcher der sekundäre Antikörper erzeugt wurde. </li><li> Inkubieren über Nacht bei 4 ° C mit primären Antikörpern gegen Adhäsionsmoleküle Brenn komplexe Moleküle Zelle Signalweg Elemente oder andere Protein, das das Ziel der Untersuchung für seine Rolle in der Ruhe auf spezifische Verdünnungen vom Hersteller empfohlenen Verdünnung in PBS 0,1% Triton X -100. </li><li> Mit PBS waschen 3 Mal. Deckgläser mit Fluorophor-konjugierten Antikörpern Inkubieren bei Raumtemperatur für 2 Stunden. Als ein Beispiel kann Alexa Fluor 488 Esel Anti-Maus-IgG-Antikörper verwendet, um Maus monoklonalen primären Antikörper nachzuweisen. Berg Deckgläser Zellseite nach unten auf Glasobjektträger unter Verwendung eines Antifade Mittel mit DAPI. Verschließen Sie die Umfänge mit Nagellack. </li><li> Für direkte Immunfluoreszenz, die Durchführung der BSAwie oben in 2.4.2) Blockieren, Inkubation mit Fluorophor-konjugierte primäre Antikörper über Nacht bei 4 ° C. Mit PBS waschen 3 Mal. Inkubieren Sie die Objektträger mit einer Antifade Mittel und Dapi und Dichtung mit Nagellack. </li><li> Schutzglasschalen mit Aluminiumfolie und bei 4 ° C für die Bildgebung und Fotografie jederzeit bis zu mehreren Wochen später. Ansehen und Foto-Zellen unter Verwendung beliebiger fluoreszenzmikroskopischen Bildgebungssysteme mit einer Kamera ausgestattet an 1,000x Vergrößerung. </li><li> Für fibrilläres Aktinfärbung Block gleitet in 1% Rinderserumalbumin (BSA) für 30 Minuten und Inkubieren in BODIPY FL-Phallacidin (grün) oder Rhodamin-Phalloidin (rot) bei Raumtemperatur für 20 min. Fügen Sie einen Antifade Mittel und Dichtung wie oben. </li></ol></li></ol> 3. Klonogene Inkubation für Molekulare Studien <ol><li> Western Blots <ol><li> Inkubieren ER + Brustkrebszellen MCF-7 oder T47D auf klonogenen Dichten von 20.000 Zellen / 60 mm Platte und 50.000 Zellen / 100 mm Platte auf fibronecZinn-beschichteten Platten bei 37 ° C in 5% CO 2. </li><li> Inkubieren Zellen bei etwas höheren Dichte von 75.000 Zellen / 100 mm Platte für molekulare Studien erfordern mg Mengen für Protein aus Lysaten. Verwenden Sie bis zu zehn Platten pro Versuchspunkt, um ausreichend Protein für molekulare Studien unter Verwendung von Western-Blots oder für RNA-Isolierung für Northern Blots zu sammeln. </li><li> Zellzahl anhand Gelbeladung ist eine notwendige Ergänzung für den Vergleich der Proteinexpression in beträchtlichem Ausmaß unterschiedlich große wachsenden und ruhenden Zellen. Sammle die Zellen durch Trypsinisierung und zählen ein Aliquot in einem Hämozytometer in 0,2% Trypan Blau zur Herstellung von Lysaten für Westernblots statt Abschaben der Zellen mit einer einzigen Kante Klinge. </li><li> Centrifuge Zellen bei 10.000 × g für 2 Minuten, entfernen Medien durch Aspiration, fügen Sie 200 ul Lysepuffer, beschallen die Zellen in Lysepuffer und bestimmen die Proteinkonzentration. </li><li> Berechnen der Menge an Protein pro Zelle durch Teilen der Proteinausbeute durch die Anzahl der Zellendaß die Menge erzeugt. Laden des Lysates in jede Vertiefung einer separaten Polyacrylamidgelen, die sowohl a) äquivalente Mengen des Proteins, und b) Proteinmengen, die äquivalente Zellzahlen darstellt. Mindestens 25 ug Protein sollte in jede Vertiefung geladen. Hinweis: das Vergleichen zwischen wachsenden oder ruhenden Zellen, die in der Größe und der Proteingehalt (Figur 1) sind signifikant verschieden zu ermöglichen. </li></ol></li><li> Durchflusszytometrie <ol><li> Sammeln Zellen von 100-mm-Platten durch Trypsinierung, wie in 3.1 und analysiert durch Standardfluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) Protokolle, die primäre oder sekundäre Immunfluoreszenzfärbung für entweder intrazelluläre oder extrazelluläre Antigene, wie in Abschnitt 2.4 beschrieben. HINWEIS: Abnehmen Zellen aus Gewebekulturplatten durch Trypsinisierung beeinflußt nicht die Konzentration von Membranproteinen, wie durch Antikörpermarkierung bestimmt. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Braun, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytokeratin-positive+cells+in+the+bone+marrow+and+survival+of+patients+with+stage+I,+II,+or+III+breast+cancer.">Cytokeratin-positive cells in the bone marrow and survival of patients with stage I, II, or III breast cancer.</a> N Engl J Med. 342 (8), 525-533 (2000).</li><li>Benoy, I. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relative+microvessel+area+of+the+primary+tumour,+and+not+lymph+node+status,+predicts+the+presence+of+bone+marrow+micrometastases+detected+by+reverse+transcriptase+polymerase+chain+reaction+in+patients+with+clinically+non-metastatic+breast+cancer.">Relative microvessel area of the primary tumour, and not lymph node status, predicts the presence of bone marrow micrometastases detected by reverse transcriptase polymerase chain reaction in patients with clinically non-metastatic breast cancer.</a> Breast Cancer Res. 7 (2), R210-R219 (1186).</li><li>Wapnir, I. L., Barnard, N., Wartenberg, D., Greco, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inverse+relationship+between+microvessel+counts+and+tumor+volume+in+breast+cancer.">The inverse relationship between microvessel counts and tumor volume in breast cancer.</a> Breast J. 7 (3), 184-188 (2001).</li><li>Wyckoff, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+critical+step+in+metastasis:+in+vivo+analysis+of+intravasation+at+the+primary+tumor.">A critical step in metastasis: in vivo analysis of intravasation at the primary tumor.</a> Cancer Res. 60 (9), 2504-2511 (2000).</li><li>Phadke, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+metastatic+breast+cancer+cell+trafficking+in+bone.">Kinetics of metastatic breast cancer cell trafficking in bone.</a> Clin Cancer Res. 12 (5), 1431-1440 (2006).</li><li>Braun, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lack+of+an+effect+of+adjuvant+chemotherapy+on+the+elimination+of+single+dormant+tumor+cells+in+bone+marrow+of+high+risk+breast+cancer+patients.">Lack of an effect of adjuvant chemotherapy on the elimination of single dormant tumor cells in bone marrow of high risk breast cancer patients.</a> J Clin Onc. 18 (1), 80-86 (2000).</li><li>Korah, R., Boots, M., Wieder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrin+&#945;5&#946;1+promotes+survival+of+growth-arrested+breast+cancer+cells:+an+in+vitro+paradigm+for+breast+cancer+dormancy+in+bone+marrow.">Integrin &#945;5&#946;1 promotes survival of growth-arrested breast cancer cells: an in vitro paradigm for breast cancer dormancy in bone marrow.</a> Cancer Res. 64 (13), 4514-4522 (2004).</li><li>Najmi, S., Korah, R., Chandra, R., Abdellatif, M., Wieder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flavopiridol+blocks+integrin-mediated+survival+in+dormant+breast+cancer+cells.">Flavopiridol blocks integrin-mediated survival in dormant breast cancer cells.</a> Clin Cancer Res. 11 (5), 2038-2046 (2005).</li><li>Braun, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pooled+analysis+of+bone+marrow+micrometastasis+in+breast+cancer.">A pooled analysis of bone marrow micrometastasis in breast cancer.</a> N England J Med. 353 (8), 793-802 (2005).</li><li>Dent, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triple-negative+breast+cancer:+clinical+features+and+patterns+of+recurrence.">Triple-negative breast cancer: clinical features and patterns of recurrence.</a> Clin Cancer Res. 13 (15 Part 1), 4429-4434 (2007).</li><li>Kim, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dormancy+signatures+and+metastasis+in+estrogen+receptor+positive+and+negative+breast+cancer.">Dormancy signatures and metastasis in estrogen receptor positive and negative breast cancer.</a> PLoS One. 7 (4), e35569 (2012).</li><li>Hanin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seeing+the+invisible:+how+mathematical+models+uncover+tumor+dormancy,+reconstruct+the+natural+history+of+cancer,+and+assess+the+effects+of+treatment.">Seeing the invisible: how mathematical models uncover tumor dormancy, reconstruct the natural history of cancer, and assess the effects of treatment.</a> Adv in Exp Med &amp; Biol. 734, 261-282 (2013).</li><li>Wilkie, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+mathematical+models+of+cancer-immune+interactions+in+the+context+of+tumor+dormancy.">A review of mathematical models of cancer-immune interactions in the context of tumor dormancy.</a> Adv in Exp Med &amp; Biol. 734, 201-234 (2013).</li><li>Barkan, D., Green, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vitro+system+to+study+tumor+dormancy+and+the+switch+to+metastatic+growth.">An in vitro system to study tumor dormancy and the switch to metastatic growth.</a> J Vis Exp. (54), e2914 (2011).</li><li>Barrios, J., Wieder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+FGF-2+and+intergrin+&#945;5&#946;1+signaling+mediate+GRAF-induced+RhoA+inactivation+in+a+model+of+breast+cancer+dormancy.">Dual FGF-2 and intergrin &#945;5&#946;1 signaling mediate GRAF-induced RhoA inactivation in a model of breast cancer dormancy.</a> Cancer Microenvironment. 2 (1), 33-47 (2009).</li><li>Ganapathy, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminal+breast+cancer+metastasis+is+dependent+on+estrogen+signaling.">Luminal breast cancer metastasis is dependent on estrogen signaling.</a> Clin &amp; Exp Metastasis. 29 (5), 493-509 (2012).</li><li>Barkan, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+metastatic+outgrowth+from+single+dormant+tumor+cells+by+targeting+the+cytoskeleton.">Inhibition of metastatic outgrowth from single dormant tumor cells by targeting the cytoskeleton.</a> Cancer Res. 68 (15), 6241-6250 (2008).</li><li>Ghajar, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+perivascular+niche+regulates+breast+tumour+dormancy.">The perivascular niche regulates breast tumour dormancy.</a> Nat Cell Biology. 15 (7), 807-817 (2013).</li><li>Marshall, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+inhibition+of+the+lysophosphatidic+acid+receptor+1+on+metastasis+and+metastatic+dormancy+in+breast+cancer.">Effect of inhibition of the lysophosphatidic acid receptor 1 on metastasis and metastatic dormancy in breast cancer.</a> J Nat Cancer Inst. 104 (17), 1306-1319 (2012).</li><li>Almog, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+and+regulatory+pathways+involved+in+persistence+of+dormant+micro-tumors.">Genes and regulatory pathways involved in persistence of dormant micro-tumors.</a> Adv in Exp Med &amp; Biol. 734, 3-17 (2013).</li><li>Wang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+FGF+causes+growth+arrest+in+MCF-7+human+breast+cancer+cells+while+inducing+both+mitogenic+and+inhibitory+G1+events.">Basic FGF causes growth arrest in MCF-7 human breast cancer cells while inducing both mitogenic and inhibitory G1 events.</a> Cancer Res. 57 (9), 1750-1757 (1997).</li><li>Fenig, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+transforming+growth+factor+beta+in+the+growth+inhibition+of+human+breast+cancer+cells+by+basic+fibroblast+growth+factor.">Role of transforming growth factor beta in the growth inhibition of human breast cancer cells by basic fibroblast growth factor.</a> Breast Cancer Res Treat. 70 (1), 27-37 (2001).</li><li>Fenig, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+fibroblast+growth+factor+confers+growth+inhibition+and+Mitogen-activated+Protein+Kinase+activation+in+human+breast+cancer+cells.">Basic fibroblast growth factor confers growth inhibition and Mitogen-activated Protein Kinase activation in human breast cancer cells.</a> Clinical Cancer Research. 3 (1), 135-142 (1997).</li><li>Coleman-Krnacik, S., Rosen, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+temporal+and+spatial+gene+expression+of+fibroblast+growth+factor+family+members+during+mouse+mammary+gland+development.">Differential temporal and spatial gene expression of fibroblast growth factor family members during mouse mammary gland development.</a> Molecular Endocrinology. 8 (2), 218-229 (1994).</li><li>Plath, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+and+localization+of+members+of+the+fibroblast+growth+factor+family+in+the+bovine+mammary+gland.">Expression and localization of members of the fibroblast growth factor family in the bovine mammary gland.</a> J Dairy Science. 81 (10), 2604-2613 (1998).</li><li>Lavandero, S., Chappuzeau, A., Sapag-Hagar, M., Oka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+and+in+vitro+evidence+of+basic+fibroblast+growth+factor+action+in+mouse+mammary+gland+development.">In vivo and in vitro evidence of basic fibroblast growth factor action in mouse mammary gland development.</a> FEBS letters. 439 (3), 351-356 (1998).</li><li>Sinowatz, F., Schams, D., Plath, A., Kolle, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+and+localization+of+growth+factors+during+mammary+gland+development.">Expression and localization of growth factors during mammary gland development.</a> Adv in Exp Med &amp; Biol. 480, 19-27 (2000).</li><li>Korah, R., Sysounthone, V., Scheff, E., Wieder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+FGF-2+promotes+differentiation+in+T47-D+breast+cancer+cells.">Intracellular FGF-2 promotes differentiation in T47-D breast cancer cells.</a> Biochem Biophys Res Comm. 277 (1), 255-260 (2000).</li><li>Korah, R., Das, K., Lindy, M. E., Hameed, M., Wieder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-ordinate+loss+of+FGF-2+and+laminin+5+expression+during+neoplastic+progression+of+mammary+duct+epithelium.">Co-ordinate loss of FGF-2 and laminin 5 expression during neoplastic progression of mammary duct epithelium.</a> Human Pathology. 38 (1), 154-160 (2007).</li><li>Wieder, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overexpression+of+basic+fibroblast+growth+factor+in+MCF-7+human+breast+cancer+cells:+lack+of+correlation+between+inhibition+of+cell+growth+and+MAP+kinase+activation.">Overexpression of basic fibroblast growth factor in MCF-7 human breast cancer cells: lack of correlation between inhibition of cell growth and MAP kinase activation.</a> J. Cellular Physiology. 177, 411-425 (1998).</li><li>Brunner, G., Gabrilove, J., Rifkin, D. B., Wilson, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phospholipase+C+release+of+basic+fibroblast+growth+factor+from+human+bone+marrow+cultures+as+a+biologically+active+complex+with+a+phosphatidylinositol-anchored+heparan+sulfate+proteoglycan.">Phospholipase C release of basic fibroblast growth factor from human bone marrow cultures as a biologically active complex with a phosphatidylinositol-anchored heparan sulfate proteoglycan.</a> J Cell Biol. 114 (6), 1275-1283 (1991).</li><li>Wilson, E. L., Rifkin, D. B., Kelly, F., Hannocks, M. J., Gabrilove, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+fibroblast+growth+factor+stimulates+myelopoiesis+in+long-term+human+bone+marrow+cultures.">Basic fibroblast growth factor stimulates myelopoiesis in long-term human bone marrow cultures.</a> Blood. 77 (5), 954-960 (1991).</li><li>Gupta, P., McCarthy, J. B., Verfaillie, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal+fibroblast+heparan+sulfate+is+required+for+cytokine-mediated+ex+vivo+maintenance+of+human+long-term+culture-initiating+cells.">Stromal fibroblast heparan sulfate is required for cytokine-mediated ex vivo maintenance of human long-term culture-initiating cells.</a> Blood. 87 (8), 3229-3236 (1996).</li><li>Chatterjee, M., van Golen, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Farnesyl+transferase+inhibitor+treatment+of+breast+cancer+cells+leads+to+altered+RhoA+and+RhoC+GTPase+activity+and+induces+a+dormant+phenotype.">Farnesyl transferase inhibitor treatment of breast cancer cells leads to altered RhoA and RhoC GTPase activity and induces a dormant phenotype.</a> Int J Cancer. 129 (1), 61-69 (2011).</li><li>Korah, R., Sysounthone, V., Golowa, Y., Wieder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+fibroblast+growth+factor+confers+a+more+differentiated+phenotype+in+MDA-MB-231+human+breast+cancer+cells.">Basic fibroblast growth factor confers a more differentiated phenotype in MDA-MB-231 human breast cancer cells.</a> Cancer Res. 60 (3), 733-740 (2000).</li><li>Dontu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+propagation+and+transcriptional+profiling+of+human+mammary+stem/progenitor+cells.">In vitro propagation and transcriptional profiling of human mammary stem/progenitor cells.</a> Genes &amp; Dev. 17 (10), 1253-1270 (2003).</li><li>Tivari, S., Lu, H., Dasgupta, T., Wieder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactivation+of+dormant+estrogen-dependent+breast+cancer+micrometastases+by+bone+marrow+stromal+injury+in+an+in+vitro+model+of+dormancy.">Reactivation of dormant estrogen-dependent breast cancer micrometastases by bone marrow stromal injury in an in vitro model of dormancy.</a> Proceedings of the 105th Annual Meeting of the American Association for Cancer Research. , (2014).</li></ol>

Unterstützt durch das Department of Defense Grants DAMD17-01-C-0343 und DAMD17-03-1-0524, die New Jersey State Kommission für Cancer Research 02-1140-CCR-E0 und der Ruth Estrin Goldberg Memorial für Krebsforschung (RW)

Unser Modell besteht aus mehreren Schlüsselelemente der Vegetationsruhe im Knochenmark besteht. Es besteht aus Östrogen empfindlichen Zellen, die die Art wahrscheinlich ruhend im Mark längere Zeiträume 10 zu bleiben, sie besteht aus Fibronectin, einem wichtigen Strukturelement der Mark, FGF-2, ein Wachstumsfaktor reichlich durch die Knochenmarkstroma synthetisierten und stark in der extrazellulären Matrix von Knochenmark 31,32 und Inkubation der Zellen bei klonogenen Dichte wo ihre Wechselwirk...

Brustkrebszellen zu metastasieren in das Knochenmark vor der Erkrankung nachweisbar 1, sobald kleine Tumore entwickeln Blutgefße 2,3. Die metastasierendem Verfahren ist schnell, aber ineffizient. Zellen, geben Sie die neuen Blutgefäße schnell, zu Millionen pro Tag 4, aber nur wenige überleben die Reise zu entfernten Organen 5. Dennoch gibt es einige Mikrometastasen zu überleben in den Knochen und kann als einzelne Zellen oder kleine Zellklumpen in Knochenmarkaspirate von neu diagnostizierten Patienten 1 gefunden werden. Diese Zellen wider adjuvante Chemotherapie, die für den Zweck der Beseitigung von ihnen 6 verabreicht wird. Dieser Widerstand wird dotiert, im Wesentlichen durch das Überleben Signalisierung durch Wechselwirkungen mit dem Knochenmark-Mikroumgebung 7,8 eingeleitet. Mikrometastasen in etwa ein Drittel der Frauen mit lokalem Brustkrebs gefunden werden und stellen ein unabhängiges Indikator für das Überleben, wenn sie von univariaten Analyse 9 analysiert. Einige micrometastases sind Wachstum eingeleitet, aber Wiederholungsmuster sind abhängig von Zelltyp. Patienten mit triple negativem Brustkrebs neigen dazu, zwischen 1 bis 4 Jahre wiederkehren, was auf schlechte Kontrolle über die schlafenden Zustand. Andere Zelltypen, einschließlich ER / PR + Zellen können für bis zu 20 Jahre ruhend bleiben, mit einem stetigen, kontinuierlichen Rezidivrate 10. Während Unterschiede in der Keimruhe Genexpressionssignaturen zwischen ER + und ER- Brustzelllinien und Tumoren spiegeln unterschiedliche Ruhepotentiale 11, Interaktionen mit Knochenmarkstroma wahrscheinlich einen bedeutenden Beitrag zur Keimruhe. Das Studium der Keimruhe in vivo ist außerordentlich schwierig, weil Mikrometastasen sind selten und werden zahlenmäßig von blutbildenden Zellen um mehr als 10 6 -fach. Daher müssen entsprechende Modelle erzeugt werden, die in-vitro-Daten, die Mechanismen vorschlagen, und erzeugen überprüfbare Hypothesen in vivo unterbieten sind. Eine Reihe von Ruhe Modelle, darunter matheatika Modelle 12,13, in-vitro-Modellen 7,8,14,15, in vivo-Xenotransplantat-Modelle 16, Kombinationen von in vitro und Xenotransplantatmodellen 17,18 und spontaner Tumormetastasen und Modelle 19, haben einen Einblick in Krebszellruhe 20 ergab . Jedes dieser Modelle haben ihre eigenen Grenzen und sind von sich selbst in erster Linie sinnvoll zur Erzeugung von Hypothesen zur molekularen Signal und Interaktionen, die Ruhephase, um in mehr biologisch relevanten Modellen getestet werden regieren. Mit dem Gesamtziel definiert, die molekularen Mechanismen der Keimruhe, die Wechselwirkungen mit der Mikroumgebung, die in Zyklusarrest, Redifferenzierung und Therapieresistenz und Mechanismen führt, die in Rückfällen bei ER + Zellen führen, ein in vitro-Modell, das ausgewählt relevanten Elemente der bietet entwickelten wir Stroma-Mikroumgebung 7. Dieses Modell, während in seiner Kompo relativ spärlichenten, ist robust genug, um die Ermittler zu ermöglichen, spezifische molekulare Mechanismen, die signifikante Funktionen der Keimruhe beeinträchtigen abzuleiten. Diese Experimente erzeugen Hypothesen, die direkt in vivo getestet werden können. Das Modell stützt sich auf einige Schlüsselelemente, die wir gezeigt, in Keimruhe relevant. Sie umfassen die Verwendung von Östrogen-abhängigen Brustkrebs-Zellen, der Kultur von Zellen in einem klonogenen Dichte wo ihre Wechselwirkung ist hauptsächlich mit der Erde und die löslichen Bestandteile des Mediums, einer Fibronektin-Substrat und das Vorhandensein von basischem Fibroblastenwachstumsfaktor (FGF-2) im Medium. Wir gekennzeichnet Mechanismen, die das System in vitro regeln, einschließlich der Induktion von Zellzyklusarrest von FGF-2 21, durch TGFß 22 vermittelt wird, das Überleben Signalgebung durch PI3 Kinase ERK 7,8 und 8 und morphogenic Differenzierung zu einer epithelialen Phänotyp, die auf abhing RhoA Inaktivierung Integrin45; 5β1 Hochregulierung und die Ligation von Stromazellen Fibronektin Überleben 7,15 (Abbildung 1). Die in-vitro-Zellzykluseffekte von FGF-2 auf die MCF-7 Zellen beginnen bei Konzentrationen mindestens einer Protokoll unter 10 ng / ml 21,23. Die Begründung wurde auf die zeitliche Steuerung von FGF-2-Expression über Brust-duktales Morphogenese, zyklische Expansion und Rezession in einer Reihe von Säugetiersystemen 24-27 basiert. Wir haben gezeigt, dass FGF-2 induziert die Differenzierung, einschließlich duktalen Morphogenese in 3D-Kultur 28, und dass FGF-2-Expression in der Regel verlor mit malignen Transformation von menschlichen Tumoren 29. Die Expression von FGR1 blieb intakt in befragten 29 und MCF-7 Zellen Mammakarzinomen weiterhin alle 4 FGF-Rezeptoren 30 zum Ausdruck bringen. Im Kontext der Dormanz wird FGF-2 durch exportiert und stark auf Knochenmarkstroma 31,32, wo es bei der Konservierung von Blutstammzellen 33 fungiert abgeschieden. Wir DMonstrated, dass FGF-2 induziert einen Ruhezustand in ER + Brustkrebszellen zu Fibronektin Substraten, auch im Knochenmark, wo es morphogenic Differenzierung 7 induziert reichlich kultiviert. Im Modell Brustkrebszellen sind Wachstum gehemmt wird, inaktivieren Rho A durch die RhoGap GRAF, Redifferenzierung zu einer epithelialen Phänotyp und Re-express Integrine α5β1 lost mit malignen Progression. Sie binden Fibronektin durch Integrin α5β1 und aktiviere das Überleben signalisiert, dass sie resistent gegen zytotoxischen Therapie 7,8,15 (Abbildung 1) zu machen. Hemmung der Rho-GTPasen Klasse wurde bereits gezeigt, dass eine Ruhe Phänotyp 34 induzieren. Hier werden wir die spezifischen Verfahren, die Ermittler erlauben wird, um das Modell zu etablieren und zu studieren spezifischen molekularen und zellulären Mechanismen, die Ruhephase der ER + Brustkrebszellen zu skizzieren. In den Experimenten hier dargestellt, um die Verwendung des Modells veranschauGezielte wir den PI3K-Weg (1B) mit einem Akt-Inhibitor und einem PI3K-Inhibitor und alle Mitglieder der Rho-Familie (1B) mit einem pan-Rho-Inhibitor und einem Rho-Kinase (ROCK) Inhibitor.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>MCF-7 cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>HTB-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T47D cells&#160;</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>HTB-123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD BioCoat Fibronectin 24 Well Clear Flat Bottom TC-Treated Multiwell Plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354411</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD BioCoat Fibronectin 60 mm Culture Dishes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD BioCoat Fibronectin 100 mm Culture Dishes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354451</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD BioCoat 22x22mm #1 Glass Coverslip with a uniform application of human fibronectin</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 Well tissue culture plate</td>
			<td>CellTreat</td>
			<td>229106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco Modified Eagle Medium High Glucose 10X Powder</td>
			<td>Corning Life Sciences</td>
			<td>50-013-PB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat Inactivated, Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Serum Source International</td>
			<td>FB02-500HI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.25% Trypsin/2.21 mM EDTA</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-053-CI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin Solution, 100X</td>
			<td>Corning</td>
			<td>30-002-CI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine, 100x, Liquid</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-005-CI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human FGF&#160;basic</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>234-FSE-025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Akt Inhibitor (1L6-Hydroxymethyl-chiro-inositol-2-(R)-2-O-methyl-3-O-octadecyl-sn-glycerocarbonate)</td>
			<td>CalBiochem</td>
			<td>124005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LY294002&#160;</td>
			<td>CalBiochem</td>
			<td>19-142</td>
			<td>Chenical PI3K inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C3 transferase&#160;</td>
			<td>Cytoskeleton</td>
			<td>CTO3</td>
			<td>Inhibits RhoA, RhoB, and RhoC, but not related GTPases such as Cdc42 or Rac1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y-27632 dihydrochloride&#160;</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>129830-28-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BODIPY FL-Phallacidin (green)&#160;</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>B607</td>
			<td>Fluorochrome for fibrillar actin staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BODIPY FL-Rhodamine phalloidin (red)&#160;</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>R415</td>
			<td>Fluorochrome for fibrillar actin staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Donkey anti-Mouse IgG Antibody, ReadyProbes Reagent&#160;</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>R37114</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold Antifade Mountant with DAPI&#160;</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>P-36931</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an in vitro dormancy model of estrogen-sensitive breast cancer in the bone marrow: a tool for molecular mechanism studies and hypothesis generation

The study of breast cancer dormancy in the bone marrow is an exceptionally difficult undertaking due to the complexity of the interactions of dormant cells with their microenvironment, their rarity and the overwhelming excess of hematopoietic cells. Towards this end, we developed an in vitro 2D clonogenic model of dormancy of estrogen-sensitive breast cancer cells in the bone marrow. The model consists of a few key elements necessary for dormancy. These include 1) the use of estrogen sensitive breast cancer cells, which are the type likely to remain dormant for extended periods, 2) incubation of cells at clonogenic density, where the structural interaction of each cell is primarily with the substratum, 3) fibronectin, a key structural element of the marrow and 4) FGF-2, a growth factor abundantly synthesized by bone marrow stromal cells and heavily deposited in the extracellular matrix. Cells incubated with FGF-2 form dormant clones after 6 days, which consist of 12 or less cells that have a distinct flat appearance, are significantly larger and more spread out than growing cells and have large cytoplasm to nucleus ratios. In contrast, cells incubated without FGF-2 form primarily growing colonies consisting of >30 relatively small cells. Perturbations of the system with antibodies, inhibitors, peptides or nucleic acids on day 3 after incubation can significantly affect various phenotypic and molecular aspects of the dormant cells at 6 days and can be used to assess the roles of membrane-localized or intracellular molecules, factors or signaling pathways on the dormant state or survival of dormant cells. While recognizing the in vitro nature of the assay, it can function as a highly useful tool to glean significant information about the molecular mechanisms necessary for establishment and survival of dormant cells. This data can be used to generate hypotheses to be tested in vivo models.

<html> Experimente wurden durchgeführt, um den Test zu wiederholen. Der Zeitverlauf des Experiments ist in 2A gezeigt. Die Zellen werden bei klonogenen Dichte am Tag -1 inkubiert wird FGF-2 in frischem Medium am Tag 0 gegeben und die Zellen werden bis zum Tag 6 kultiviert, wenn sie gefärbt sind, und die Kolonien gezählt. Jegliche Störungen in das System werden am Tag 3 in 100 ul-Volumina bei 10-facher Endkonzentration verabreicht gewünscht. 2B veranschaulicht das typische Erscheinun...

Watch this Scientific Journal Video about An In Vitro Dormancy Model of Estrogen-sensitive Breast Cancer in the Bone Marrow: A Tool for Molecular Mechanism Studies and Hypothesis Generation at JoVE.co

An In Vitro Dormancy Model of Estrogen-sensitive Breast Cancer in the Bone Marrow: A Tool for Molecular Mechanism Studies and Hypothesis Generation

We developed an in vitro model of dormancy in the bone marrow for estrogen-sensitive breast cancer cells. The goal of this protocol is to demonstrate use of the model for the study of the molecular and cellular biology of dormancy and for generation of hypotheses for subsequent testing in vivo.

Ein<em&gt; In-vitro-</em&gt; Winterruhe Model of Östrogen-sensitiven Brustkrebs im Knochenmark: Ein Werkzeug für Molecular Mechanism Studien und Hypothesengenerierung

The study of breast cancer dormancy in the bone marrow is an exceptionally difficult undertaking due to the complexity of the interactions of dormant ...

an-vitro-dormancy-model-estrogen-sensitive-breast-cancer-bone-marrow

Research

JoVE Journal

Medicine

An In Vitro Dormancy Model of Estrogen-sensitive Breast Cancer in the Bone Marrow: A Tool for Molecular Mechanism Studies and Hypothesis Generation

8.2K Aufrufe.  Rutgers New Jersey Medical School. We developed an in vitro model of dormancy in the bone marrow for estrogen-sensitive breast cancer cells. The goal of this protocol is to demonstrate use of the model for the study of the molecular and cellular biology of dormancy and for generation of hypotheses for subsequent testing in vivo. 

Serie: An In Vitro Dormancy Model of Estrogen-sensitive Breast Cancer in the Bone Marrow: A Tool for Molecular Mechanism Studies and Hypothesis Generation

An In Vitro System to Study Tumor Dormancy and the Switch to Metastatic Growth

Recurrence of breast cancer often follows a long latent period in which there are no signs of cancer, and metastases may not become clinically apparent until many years after removal of the primary tumor and adjuvant therapy. A likely explanation of this phenomenon is that tumor cells have seeded metastatic sites, are resistant to conventional therapies, and remain dormant for long periods of time 1-4.
The existence of dormant cancer cells at secondary sites has been described previously as quiescent solitary cells that neither proliferate nor undergo apoptosis 5-7. Moreover, these solitary cells has been shown to disseminate from the primary tumor at an early stage of disease progression 8-10 and reside growth-arrested in the patients' bone marrow, blood and lymph nodes 1,4,11. Therefore, understanding mechanisms that regulate dormancy or the switch to a proliferative state is critical for discovering novel targets and interventions to prevent disease recurrence. However, unraveling the mechanisms regulating the switch from tumor dormancy to metastatic growth has been hampered by the lack of available model systems.
in vivo and ex vivo model systems to study metastatic progression of tumor cells have been described previously 1,12-14. However these model systems have not provided in real time and in a high throughput manner mechanistic insights into what triggers the emergence of solitary dormant tumor cells to proliferate as metastatic disease. We have recently developed a 3D in vitro system to model the in vivo growth characteristics of cells that exhibit either dormant (D2.OR, MCF7, K7M2-AS.46) or proliferative (D2A1, MDA-MB-231, K7M2) metastatic behavior in vivo . We demonstrated that tumor cells that exhibit dormancy in vivo at a metastatic site remain quiescent when cultured in a 3-dimension (3D) basement membrane extract (BME), whereas cells highly metastatic in vivo readily proliferate in 3D culture after variable, but relatively short periods of quiescence. Importantly by utilizing the 3D in vitro model system we demonstrated for the first time that the ECM composition plays an important role in regulating whether dormant tumor cells will switch to a proliferative state and have confirmed this in in vivo studies15-17. Hence, the model system described in this report provides an in vitro method to model tumor dormancy and study the transition to proliferative growth induced by the microenvironment.

An In Vitro System to Study Tumor Dormancy and the Switch to Metastatic Growth

A modified 3-D in vitro system is presented in which growth characteristics of several tumor cell lines in reconstituted basement membrane correlate with the dormant or proliferative behavior of the tumor cells at a metastatic secondary site in vivo.

Ein In Vitro System zur Tumor Vegetationsruhe und die Umstellung auf Metastasen Study

Recurrence of breast cancer often follows a long latent period in which there are no signs of cancer, and metastases may not become clinically apparent ...

Forschung

Medizin

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient management strategies. Orthotopic mouse models of oral cancer have been developed to facilitate the study of factors that impact invasion and serve as model system for evaluating anti-tumor therapeutics. In these systems, visualization of disseminated tumor cells within oral cavity tissues has typically been conducted by either conventional histology or with in vivo bioluminescent methods. A primary drawback of these techniques is the inherent inability to accurately visualize and quantify early tumor cell invasion arising from the primary site in three dimensions. Here we describe a protocol that combines an established model for squamous cell carcinoma of the tongue (SCOT) with two-photon imaging to allow multi-vectorial visualization of lingual tumor spread. The OSC-19 head and neck tumor cell line was stably engineered to express the F-actin binding peptide LifeAct fused to the mCherry fluorescent protein (LifeAct-mCherry). Fox1nu/nu mice injected with these cells reliably form tumors that allow the tongue to be visualized by ex-vivo application of two-photon microscopy. This technique allows for the orthotopic visualization of the tumor mass and locally invading cells in excised tongues without disruption of the regional tumor microenvironment. In addition, this system allows for the quantification of tumor cell invasion by calculating distances that invaded cells move from the primary tumor site. Overall this procedure provides an enhanced model system for analyzing factors that contribute to SCOT invasion and therapeutic treatments tailored to prevent local invasion and distant metastatic spread. This method also has the potential to be ultimately combined with other imaging modalities in an in vivo setting.

A comprehensive overview of the techniques involved in generating a mouse model of oral cancer and quantitative monitoring of tumor invasion within the tongue through multi-photon microscopy of labeled cells is presented. This system can serve as a useful platform for the molecular assessment and drug efficacy of anti-invasive compounds.

Multi-Photonen-Imaging der Tumorzellinvasion in einem orthotopen Mausmodell des oralen Plattenepithelkarzinoms

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

Multimodale Bildgebung von Angiogenese in einem Nude Rattenmodell der Brustkrebs Knochenmetastasen mittels Magnetresonanztomographie, volumetrische Computertomographie und Ultraschall

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Genomic studies of human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered in tumors1,2,3. A challenge arising from these studies is that many genes are altered, and it can be difficult to distinguish genetic alterations that drove tumorigenesis from that those arose incidentally during transformation. To draw this distinction it is beneficial to have an assay that can quantitatively measure the effect of an altered gene on tumor initiation and other processes that enable tumors to persist and disseminate. Here we present a rapid means to screen large numbers of candidate melanoma modifiers in zebrafish using an autochthonous tumor model4 that encompasses steps required for melanoma initiation and maintenance. A key reagent in this assay is the miniCoopR vector, which couples a wild-type copy of the mitfa melanocyte specification factor to a Gateway recombination cassette into which candidate melanoma genes can be recombined5. The miniCoopR vector has a mitfa rescuing minigene which contains the promoter, open reading frame and 3'-untranslated region of the wild-type mitfa gene. It allows us to make constructs using full-length open reading frames of candidate melanoma modifiers. These individual clones can then be injected into single cell Tg(mitfa:BRAFV600E);p53(lf);mitfa(lf)zebrafish embryos. The miniCoopR vector gets integrated by Tol2-mediated transgenesis6 and rescues melanocytes. Because they are physically coupled to the mitfa rescuing minigene, candidate genes are expressed in rescued melanocytes, some of which will transform and develop into tumors. The effect of a candidate gene on melanoma initiation and melanoma cell properties can be measured using melanoma-free survival curves, invasion assays, antibody staining and transplantation assays.

A rapid way to screen for melanoma modifiers using a zebrafish autochthonous tumor model is presented. It takes advantage of the miniCoopR vector which allows for expression of candidate melanoma genes in melanocytes. A method to obtain melanoma-free survival curves, an invasion assay, a protocol for antibody staining of scale melanocytes and a melanoma transplantation assay are described.

Screening für Melanom Modifiers mit einem Zebrafisch Autochthone Tumormodell

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules that regulate HSCs. In these transplant model systems, the function of HSCs is determined by the ability of these cells to engraft and reconstitute lethally irradiated recipient mice. Commonly, the donor cell contribution/engraftment is measured by antibodies to donor- specific cell surface proteins using flow cytometry. However, this method heavily depends on the specificity and the ability of the cell surface marker to differentiate donor-derived cells from recipient-originated cells, which may not be available for all mouse strains. Considering the various backgrounds of genetically modified mouse strains in the market, this cell surface/ flow cytometry-based method has significant limitations especially in mouse strains that lack well-defined surface markers to separate donor cells from congenic recipient cells. Here, we reported a PCR-based technique to determine donor cell engraftment/contribution in transplant recipient mice. We transplanted male donor bone marrow HSCs to lethally irradiated congenic female mice. Peripheral blood samples were collected at different time points post transplantation. Bone marrow samples were obtained at the end of the experiments. Genomic DNA was isolated and the Y chromosome specific gene, Zfy1, was amplified using quantitative Real time PCR. The engraftment of male donor-derived cells in the female recipient mice was calculated against standard curve with known percentage of male vs. female DNAs. Bcl2 was used as a reference gene to normalize the total DNA amount. Our data suggested that this approach reliably determines donor cell engraftment and provides a useful, yet simple method in measuring hematopoietic cell reconstitution in murine bone marrow transplantation models. Our method can be routinely performed in most laboratories because no costly equipment such as flow cytometry is required.

Determining donor cell engraftment presents a challenge in mouse bone marrow transplant models that lack well-defined phenotypical markers. We described a methodology to quantify male donor cell engraftment in female transplant recipient mice. This method can be used in all mouse strains for the study of HSC functions.

Mittels quantitativer real-time PCR zum Donor Cell Engraftment in einem Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Modell fest

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As such, primary or &#39;neuronal-like&#39; cell culture systems are commonly utilized. While&#160;these systems are relatively easy to work with, and are useful model systems in which various functional outcomes (such as cell death) can be readily quantified, the examined outcomes and pathways in cultured immature neurons (such as excitotoxicity-mediated cell death pathways) are not necessarily the same as those observed in mature brain, or in intact tissue. Therefore, there is the need to develop models in which cellular mechanisms in mature neural tissue can be examined. We have developed an in vitro technique that can be used to investigate a variety of molecular pathways in intact nervous tissue. The technique described herein utilizes rat cortical tissue, but this technique can be adapted to use tissue from a variety of species (such as mouse, rabbit, guinea pig, and chicken) or brain regions (for example, hippocampus, striatum, etc.). Additionally, a variety of stimulations/treatments can be used (for example, excitotoxic, administration of inhibitors, etc.). In conclusion, the brain slice model described herein can be used to examine a variety of molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

We have developed a brain slice model which can be used to examine molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.&#160;This technique generates viable mature brain tissue and reduces animal numbers required for experimentation, whilst keeping the neuronal circuitry, cellular interactions, and postsynaptic compartments partly intact.

Exzitotoxische Stimulation der Hirn Microslices als<em&gt; In-vitro-</em&gt; Modell der Stroke

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

Femoral Bone Marrow Aspiration in Live Mice

Serial sampling of the cellular composition of bone marrow (BM) is a routine procedure critical to clinical hematology. This protocol describes a detailed step-by-step technical procedure for an analogous procedure in live mice which allows for serial characterization of cells present in the BM. This procedure facilitates studies aimed to detect the presence of exogenously administered cells within the BM of mice as would be done in xenograft studies for instance. Moreover, this procedure allows for the retrieval and characterization of cells enriched in the BM such as hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) without sacrifice of mice. Given that the cellular composition of peripheral blood is not necessarily reflective of proportions and types of stem and progenitor cells present in the marrow, procedures which provide access to this compartment without requiring termination of the mice are very helpful. The use of femoral bone marrow aspiration is illustrated here for cytological analysis of marrow cells, flow cytometric characterization of the hematopoietic stem/progenitor compartment, and culture of sorted HSPCs obtained by femoral BM aspiration compared with conventional marrow harvest.

This protocol describes a procedure for serial sampling of femoral bone marrow (BM) without requiring the sacrifice of mice. This procedure facilitates longitudinal studies of the BM composition of mice over time and provides serial access to cells within the BM for ex vivo and transplantation studies.

Oberschenkelknochenmark-Aspiration im Live-Mäuse

Serial sampling of the cellular composition of bone marrow (BM) is a routine procedure critical to clinical hematology. This protocol describes a detailed ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Halsschlagader Infusionen für pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Analyse von Taxanen in Mäusen

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

The study of hormone action in the human breast has been hampered by lack of adequate model systems. Upon in vitro culture, primary mammary epithelial cells tend to lose hormone receptor expression. Widely used hormone receptor positive breast cancer cell lines are of limited relevance to the in vivo situation. Here, we describe an ex vivo model to study hormone action in the human breast. Fresh human breast tissue specimens from surgical discard material such as reduction mammoplasties or mammectomies are mechanically and enzymatically digested to obtain tissue fragments containing ducts and lobules and multiple stromal cell types. These tissue microstructures kept in basal medium without growth factors preserve their intercellular contacts, the tissue architecture, and remain hormone responsive for several days. They are readily processed for RNA and protein extraction, histological analysis or stored in freezing medium. Fluorescence activated cell sorting (FACS) can be used to enrich for specific cell populations. This protocol provides a straightforward, standard approach for translational studies with highly complex, varied human specimens.

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

We have developed a novel ex vivo model to study hormone action in the human breast. It is based on tissue microstructures isolated from surgical breast tissue specimens which preserve tissue architecture, intercellular interactions, and paracrine signaling.

Ein<em&gt; Ex-vivo-</em&gt; Modell um die Hormonwirkung in der menschlichen Brust Studieren

The study of hormone action in the human breast has been hampered by lack of adequate model systems. Upon in vitro culture, primary mammary epithelial ...

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

High-grade serous ovarian cancer (HGSC), the cause of widespread peritoneal metastases, continues to have an extremely poor prognosis; fewer than 30% of women are alive 5 years after diagnosis. The omentum is a preferred site of HGSC metastasis formation. Despite the clinical importance of this microenvironment, the contribution of omental adipose tissue to ovarian cancer progression remains understudied. Omental adipose is unusual in that it contains structures known as milky spots, which are comprised of B, T, and NK cells, macrophages, and progenitor cells surrounding dense nests of vasculature. Milky spots play a key role in the physiologic functions of the omentum, which are required for peritoneal homeostasis. We have shown that milky spots also promote ovarian cancer metastatic colonization of peritoneal adipose, a key step in the development of peritoneal metastases. Here we describe the approaches we developed to evaluate and quantify milky spots in peritoneal adipose and study their functional contribution to ovarian cancer cell metastatic colonization of omental tissues both in vivo and ex vivo. These approaches are generalizable to additional mouse models and cell lines, thus enabling the study of ovarian cancer metastasis formation from initial localization of cells to milky spot structures to the development of widespread peritoneal metastases.

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

We outline a protocol that implements both in vivo and ex vivo approaches to study ovarian cancer colonization of peritoneal adipose tissues, particularly the omentum. Furthermore, we present a protocol to quantitate and analyze immune cell-structures in the omentum known as milky spots, which promote metastases of peritoneal adipose.

In vivo und ex vivo Ansätze für Eierstockkrebs Metastatische Colonization von Milky Punktstrukturen in Peritoneal Fettgewebe Studieren

High-grade serous ovarian cancer (HGSC), the cause of widespread peritoneal metastases, continues to have an extremely poor prognosis; fewer than 30% of ...

Ein

Zusammenfassung

Weitere Videos entdecken

Kapitel in diesem Video