Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Kanser hücrelerini ve fibroblastları birlikte enjekte etmek ve zamanla tümör büyümesini izlemek için bir protokol sağlanır. Bu protokol, fibroblastların tümör büyümesinin düzenleyicileri olarak rolünün moleküler temelini anlamak için kullanılabilir.
Kanserle ilişkili fibroblastlar (CAF'ler), tümörü teşvik eden bir mikro çevre oluşturarak tümör büyümesinde önemli bir rol oynayabilir. CAF'ların tümör mikroortamındaki rolünü inceleyen modeller, fibroblastların, farklı dokulardan fibroblastların ve fibroblastlardaki spesifik genetik faktörlerin fonksiyonel önemini anlamak için yararlı olabilir. Fare modelleri, in vivo bağlamda tümör büyümesine ve ilerlemesine katkıda bulunanları anlamak için gereklidir. Burada, kanser hücrelerinin fibroblastlarla karıştırıldığı ve tümör geliştirmek için farelere verildiği bir protokol sağlanır. Zaman içindeki tümör boyutları ve nihai tümör ağırlıkları belirlenir ve gruplar arasında karşılaştırılır. Açıklanan protokol, CAF'ların tümör büyümesi ve ilerlemesindeki fonksiyonel rolü hakkında daha fazla bilgi sağlayabilir.
Tümör mikroçevresinde, en belirgin hücre tiplerinden biri kanserle ilişkili fibroblasttır (CAF)1. Bu karsinomla ilişkili fibroblastlar tümör baskılayıcı bir rol oynayabilir 2,3. Örneğin, S100A eksprese eden fibroblastlar, kanserojenleri kapsülleyebilen ve karsinom oluşumuna karşı koruma sağlayabilen kollajenleri salgılar4. Ayrıca, pankreas kanserinde α-düz kas aktini (SMA) pozitif miyofibroblastların tükenmesi immünsüpresyona neden olur ve pankreas kanseri ilerlemesini hızlandırır2. CAF'lar ayrıca kanser hücreleri ile birlikte gelişebilir ve tümör ilerlemesini teşvik edebilir 5,6,7,8. Fibroblastlar, tümörü teşvik eden bir ortam yaratan hücre dışı matriks proteinlerini sentezleyebilir ve salgılayabilir8. Bu hücre dışı matriks proteinleri, tümör ilerlemesi ile ilişkili olan dokunun mekanik sertleşmesine neden olabilir 9,10. Biriken hücre dışı matriks, bağışıklık infiltrasyonunu inhibe eden fiziksel bir bariyer görevi görebilir11. CAF'lar tarafından matriks birikimi de tümör invazyonu ile ilişkilendirilmiştir, çünkü CAF'lar tarafından üretilen fibronektinin tümör invazyonunu teşvik ettiği gösterilmiştir12. CAF'lar anjiyogenezi teşvik eder ve dönüştürücü büyüme faktörü-β (TGF-β), vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF), interlökin-6 (IL-6) ve CXC-kemokin ligand 12 (CXCL12)13,14,15 salgılayarak immünosüpresif hücreleri tümör mikroçevresine alır. Tümör büyümesini teşvik etmedeki merkezi rolleri nedeniyle, kanserle ilişkili fibroblastlar anti-kanser tedavisi için ortaya çıkan bir hedeftir 6,16,17,18.
Aşağıdaki protokol, fibroblastların tümör büyümesinin iyi kurulmuş ve yaygın olarak kullanılan bir fare modelinde tümörlerin büyümesini nasıl etkilediğini test etmek için bir yöntem açıklamaktadır. Fibroblastların tümör mikroortamındaki önemini anlamak için, büyümelerini izlemek için kanser hücrelerini farelere sokmak için standart protokol, kanser hücresi girişi ile fibroblastları içerecek şekilde değiştirildi. Kanser hücreleri deri altından veya intradermal olarak sokulabilir. İntradermal giriş, cildin kendisinden kaynaklanan tümörlerle sonuçlanır. Kanser hücrelerinin ve fibroblastların farelere birlikte enjekte edildiği ksenogreftler, fibroblastların, fibroblastların alt popülasyonlarının ve protein faktörlerinin kanser büyümesini teşvik etme yeteneğindeki rolünü incelemek için önemli bir metodolojik araçtır 19,20,21. Kanser hücrelerinin ve fibroblastların farelere birlikte enjeksiyonu için ayrıntılı bir protokol sağlanmıştır. Bu yöntem, fibroblastların varlığını veya yokluğunu karşılaştırmak, farklı kaynaklardan fibroblastları karşılaştırmak içinkullanılabilir 20 veya fibroblastları spesifik proteinlerin ekspresyonu olan ve olmayan fibroblastları karşılaştırmakiçin 19. Kanser hücreleri ve fibroblastlar tanıtıldıktan sonra, zamanla tümör boyutu izlenebilir. Deneylerin sonunda, tümörler diseke edilebilir ve tartılabilir. Zaman içinde tümör büyümesi izlenerek, farklı faktörlerin önemi diseke edilebilir.
Fibroblastların tümör büyümesindeki rolünü incelemek için olası alternatif yaklaşımlar vardır. Örnek olarak, fibroblastlarda tercihen ifade edilen sürücülerle genlerin dokuya özgü nakavtını sağlayan Cre-loxed tabanlı modeller vardır. Bu tür yaklaşımlar ayrıca tümör progresyonu için fibroblastlarda spesifik genlerin ve yolakların rolünü araştırmak için fırsatlar sağlar. Cre-lox tabanlı yaklaşımlarla karşılaştırıldığında, sağlanan protokol, fibroblastların rolünü izlemek için önemli ölçüde daha hızlı bir yaklaşımı temsil edecektir, çünkü tümör büyümesi sadece birkaç hafta içinde izlenecektir. Sağlanan yaklaşım aynı zamanda önemli ölçüde daha ucuzdur, çünkü genetiği değiştirilmiş farelerin kolonilerinin üretilmesini ve barındırılmasını gerektirmez. Sağlanan protokol, fare kolonileri geliştirmeye ihtiyaç duymak yerine shRNA'lar kullanarak farklı genlerin yıkılmasının etkisini hızlı bir şekilde test etmek için kullanılabilir. Sağlanan yaklaşım aynı zamanda daha esnektir, çünkü farklı sayıda fibroblastın, farklı kanser hücrelerinin ve fibroblastların farklı oranlarının, farklı genlerin yıkılmasına ve hatta farklı doku bölgelerinden veya türlerden fibroblastların karşılaştırılmasına izin verecektir. Bir Cre-lox yaklaşımı, fibroblastların farelerde daha fizyolojik bir bağlamda bulunması avantajına sahip olacaktır.
Burada bildirilen protokol, fibroblastların tümör büyümesi üzerindeki etkilerini hızlı ve uygun maliyetli bir şekilde izlemek isteyen bilim adamları için değerli olacaktır. Bu protokol, tümör büyümesi üzerine tümör büyümesi üzerine farklı kaynaklardan fibroblastların veya fibroblastların farklı alt kümelerini araştıran bilim adamları için özellikle değerlidir. Tümör başlangıcının fizyolojik bir bağlamda gerçekleşmesi önemliyse, genetik olarak tasarlanmış fare modelleri düşünülmelidir.
Bu deneyleri gerçekleştirmek için birkaç olası yaklaşım vardır. Bağışıklık yetkin fareler, fibroblast-immün hücre etkileşimlerinin araştırılmasına izin verecek konakçı olarak kullanılabilir. Bağışıklık yetkin fare modelleri için, fare kanseri hücreleri ve fare embriyonik fibroblastları (MEF'ler) enjekte edilmelidir. MEF'lerin kullanımı ayrıca, araştırmacının, ilgilendiği bir genin varlığını veya yokluğunu test etmek için çok çeşitli nakavt fare suşlarından yararlanmasına izin verir. Alternatif olarak, bağışıklık yetersizliği olan fareler, insan kanser hücrelerinden türetilen farelerde tümörlerin büyümesini teşvik etmede insan fibroblastlarının rolünü test etmek için kullanılabilir. Kanser hücrelerinin tanıtımı deri altından veya ortotopik olarak yapılabilir. Melanom için, aşağıda tarif edildiği gibi, tümör-fibroblast karışımı, bir melanomun gelişeceği cilt içindeki yeri daha yakından simüle eden ortotopik enjeksiyon için intradermal olarak enjekte edilebilir.
Açıklanan tüm deneyler, Los Angeles'taki Kaliforniya Üniversitesi'ndeki Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylandı.
NOT: Fare suşu için konakçı farelerle eşleşen kanser hücrelerini ve fibroblastları seçin. Konakçı farenin cinsiyetiyle eşleşen kanser hücrelerini ve fibroblastları seçin. Fareleri üreme kolonilerinden alın veya saygın satıcılardan satın alın. Tümörleri ~ 8-10 haftalık farelere tanıtın. Kürklü fareler, saç folikülü döngüsünün telojen veya dinlenme aşamasında olacaktır. Kanser hücresine 0.5 ila 3 fibroblast oranı için plan yapın.
1. Deney için kullanılacak uygun fare sayısını belirleyin
2. Enjeksiyon için kanser hücreleri üretin
3. Enjeksiyon için fibroblastlar üretin
NOT: Primer fibroblastlar çok fazla iki katına çıktıktan / pasajdan sonra yaşlanacaktır. Primer fibroblastların sınırlı sayıda pasajdan veya iki katına çıkmadan sonra kullanılması önemlidir. Fibroblastların fare veya insan derisinden büyüdüğü geçiş veya iki katına çıkma sayısını takip edin. Primer insan dermal fibroblastları için 15'ten az pasajı olan fibroblastları kullanın. Fare embriyonik fibroblastları için 9'dan az pasajlı fibroblastlar kullanın. Fibroblastlar birleştiklerinde değişirler. Fibroblastları yaklaşık% 90 birleştiklerinde tripsizleştirin. Fibroblastlar, nasıl kültürlendiklerine bağlı olarak farklı özelliklere sahip olacaktır. Birçok bilim adamı, doku benzeri ortamları daha etkili bir şekilde yakalayan 3D kollajen matrisleri gibi doku kültürü plakalarından daha fizyolojik olarak ilgili substratlar üzerinde kültürlemeyi teşvik eder23,24,25.
4. Enjeksiyon için fareleri hazırlamak için fareleri tıraş edin
NOT: Farelerle çalışırken laboratuvar önlükleri, saç ağları, ayakkabı kılıfları ve eldivenler giyin.
5. Kanser hücrelerini ve fibroblastları enjeksiyon için hazırlayın
NOT: Kanser hücreleri ve fibroblastlar toplandıktan sonra mümkün olan en kısa sürede, tercihen 30 dakika içinde enjekte edilmelidir. Enjeksiyon sabahında, kanser hücrelerini ve fibroblastları doku kültürü plakalarından ayrı olarak toplayın. Her hücre türü için aşağıdaki adımları gerçekleştirin:
6. Kanser hücrelerini ve fibroblastları farelere enjekte edin
NOT: Kurumsal Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylanırsa, her fareye, her bir kanatta bir tane olmak üzere iki tümör enjekte edin. Hangi farenin sağ ve sol kanatlarda hangi enjeksiyonu alacağını rastgele belirleyin. Enjekte edilecek fare sayısına bağlı olarak, fareleri uyuşturun ve kanser hücrelerini ve fibroblastları farelere gruplar halinde enjekte edin.
7. Tümör büyümesi sırasında fareleri izleyin
8. Tümörleri toplayın ve tümör ağırlıklarını ölçün
9. Tümör hacimlerinin ve tümör ağırlıklarının istatistiksel analizi
A2058 insan melanom hücreleri ve primer insan dermal fibroblastları steril koşullar altında kültürlendi. Hücreler toplandı ve PBS ile üç kez yıkandı. İmmün yetmezlikli fareler (NU / J - Foxn1 çıplak suşu), yalnızca 0.25 milyon A2058 melanom hücresi ile bir kanatta deri altından enjekte edildi. Diğer kanatta, farelere 0.25 milyon A2058 melanom hücresi ve 0.75 milyon fibroblast karışımı enjekte edildi. Hücreler, bağışıklık yetmezliği olan 12 fareye enjekte e...
Şekil 1'deki deneyde, insan dermal fibroblastlarının insan A2058 melanom hücreleri ile birlikte tanıtılması, melanom hücrelerinin birlikte enjekte edilen fibroblastlar olmadan tanıtıldığından daha büyük tümörlerle sonuçlandı. Bu fark, tümör hacmine ve tümör ağırlığına bağlı olarak kolayca tespit edilebilir. Sonuçlar, kanserle ilişkili fibroblastların tümör büyümesini destekleyebileceğine dair birçok raporla tutarlıdır5,6,7,8
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Yazarlar, Coller laboratuvarının tüm üyelerine yararlı girdiler için teşekkür eder. H.A.C., Rita Allen Vakfı'nın Milton E. Cassel bursiyeriydi. NIH / NCI 1 R01 CA221296-01A1, NIH 1 R01 AR070245-01A1, Melanom Araştırma İttifakı Takım Bilimi Ödülü, Kanser Araştırma Enstitüsü Klinik Laboratuvar Entegrasyon Programı Ödülü, Iris Cantor Kadın Sağlığı Merkezi / UCLA CTSI NIH Grant UL1TR000124, California Üniversitesi Kanser Araştırma Koordinasyon Komitesi, David Geffen Tıp Fakültesi Metabolizma Tema Ödülü, Klinik Translasyonel Bilim Enstitüsü ve Jonsson Kapsamlı Kanser Merkezi'ni kabul ediyoruz. Geniş Kök Hücre Araştırma Merkezi'nden (Rose Hills ve Ha Gaba) İnovasyon Ödülleri, Prostat Kanserinde UCLA SPORE'den bir Ödül (P50CA092131 Ödül Numarası altında Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Kanser Enstitüsü), Geniş Kök Hücre Merkezi'nden bir İnovasyon Ödülü, UCLA'daki Eli ve Edythe Geniş Rejeneratif Tıp ve Kök Hücre Araştırma Merkezi'nden bir İnovasyon Ödülü, Tümör Hücresi Biyolojisi Eğitim Programı (USHHS Ruth L. Kirschstein Kurumsal Ulusal Araştırma Hizmeti Ödülü # T32 CA009056), UCLA AR071307'deki Dermatoloji T32 Programı ve UCLA Kas Hücresi Biyolojisi, Patofizyolojisi ve Terapötikleri T32 Eğitim Programı 5 T32 AF 65972.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
26G Needles | Fisher Scientific | 14-826-10 | |
Alcohol swabs | Fisher Scientific | 326895 | |
Animal clipper miniARCO with surgical blade #40 | WAHL Professional | 8787-450A | |
Athymic nude mice (NU/J) | The Jackson labs | 002019 | These mice are immunocompromised and can be used for experiments in which human cells are introduced. Immunocompetent mice can also be used if mouse cancer cells and fibroblasts will be introduced. |
Cancer cells | ATCC | ATCC® CRL-11147™ | This is the catalog number for a primary human melanoma cell line. Other cancer cell types can also be used. |
Cell Culture Multi Flasks | Fisher Scientific | 14-826-95 | |
Centrifuge for conical tubes capable of reaching 180 x g | Fisher Scientific | 14-432-22 | |
Countess Cell Counting Chamber | Fisher Scientific | C10228 | |
Dulbecco's Modified Eagle Medium | Fisher Scientific | 11965-118 | |
Fetal bovine serum | Fisher Scientific | MT35010CV | |
Fibroblasts | ATCC | PCS-201-012 | We isolate fibroblasts from skin in our lab. This is a catalog number for an adult primary human dermal fibroblast cell line. MEFs and fibroblasts derived from other sites can also be used. |
Isoflurane | Henry Schein Animal Health | NDC 11695-6776-2 | |
PBS USP grade for injection into mice | Fisher Scientific | 50-751-7476 | |
Sterile 10 ml serological pipet | Celltreat | 667210B | |
Sterile 5 ml serological pipet | Celltreat | 229005B | |
Sterile 50 ml centrifuge tubes | Genesee Scientific | 28-108 | |
Sterile Syringe Filters pore size 0.2 microns | Fisher Scientific | 09-740-61A | |
Sterile tissue culture-grade Trypsin-EDTA | Fisher Scientific | 15400054 | |
Sterile tissue-culture grade PBS | Fisher Scientific | 50-751-7476 | |
Sterle 25 ml serological pipet | Celltreat | 667225B | |
TC treated 100 x 20 mm dishes | Genesee Scientific | 25-202 | |
TC treated 150 x 20 mm dishes | Genesee Scientific | 25-203 | |
TC treated 60 x 15 mm dishes | Genesee Scientific | 25-260 | |
Trypan blue | Fisher Scientific | C10228 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır