Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Bu protokol, jelatin ve kollajen I'den oluşan bir 2D karışık matristin nasıl hazırlanacağını ve lineer invadozomaları incelemek için bir 3D kolajen I fünyesinin nasıl hazırlandığını açıklamaktadır. Bu protokoller lineer invadozom oluşumunun, matris bozulma aktivitesinin ve birincil hücrelerin ve kanser hücre çizgilerinin invazyon yeteneklerinin incelenmesine izin verir.
Hücre yapışması, migrasyonu ve istilası birçok fizyolojik ve patolojik süreçte yer alır. Örneğin, metastaz oluşumu sırasında, tümör hücreleri, kan veya lenfatik damarlara ulaşmak için çevresindeki dokuya istila etmek ve göç etmek için anatomik engelleri aşmak zorundadır. Bu, hücreler ile ekstrasellüler matriks (ECM) arasındaki etkileşimi gerektirir. Hücresel seviyede, kanser hücrelerinin çoğunluğu da dahil olmak üzere pek çok hücre, ECM'yi düşürebilen F-aktin esaslı yapılar olan invadozomlar oluşturabilir. Invadozomlar, matriks metaloproteinazları (MMP'ler) işe alıp aktive eden protrusif aktin yapılardır. ECM'nin moleküler kompozisyonu, yoğunluğu, düzenlenmesi ve sertliği, invadozom oluşumunun ve aktivasyonunun düzenlenmesinde çok önemlidir. İn vitro olarak , bir jelatin testi, invadozom yıkım aktivitesini gözlemek ve ölçmek için kullanılan standart tahlildir. Bununla birlikte, denatüre kolajen I olan jelatin, fizyolojik bir matris değildir eelemanının net. Tip I kollajen fibriller kullanan yeni bir deney geliştirildi ve bu fizyolojik matrisin invadozomların güçlü bir uyarıcısı olduğunu göstermek için kullanıldı. Kollajen fibriller boyunca oluşan invadozomlar, fiberler üzerindeki lineer organizasyonu nedeniyle doğrusal invadozomlar olarak bilinirler. Dahası, lineer invadozomların moleküler analizi, diskoidin alan reseptör 1'in (DDR1) oluşumunda yer alan reseptör olduğunu gösterdi. Bu veriler, hücreler ile ECM arasındaki karmaşık etkileşimleri anlamak için fizyolojik olarak önemli bir matrisin kullanılmasının önemini açıkça göstermektedir.
Ekstraselüler matriks (ECM) yeniden şekillenmesi, anjiyogenez ve tümör hücresi invazyonu gibi fizyolojik ve patolojik süreçler sırasında ortaya çıkar. Fizyolojik koşullarda, çoğunlukla hematopoietik soytan gelen birçok hücre türü ECM elementlerini parçalayabilir. Örneğin, makrofajlar dokulara ulaşmak için anatomik engelleri aşabilir ve osteoklastlar kalsiyum homeostazını sağlamak için kemik matriksini parçalayabilir. Daha genel olarak, vücudun tüm matrisleri fiziksel ve kimyasal özelliklerini korumak için yenilenir. Kanser dokularında tümör mikro çevre bileşimi değişir. Örneğin göğüs ve akciğer kanserinde tip I kollajen aşırı eksprese edilir ve tümörün çevresinde birikir. Üstelik bu birikim, metastaz gelişme riski 1 , 2 ile ilişkilidir. Kanser metastazı, kanser hücrelerinin ECM'yi bozma ve bitişik dokuları istila etme kabiliyetine bağlıdır.
Hücrelerin invaziv aktivitesi invadosomes olarak bilinen özel aktin bakımından zengin yapılara atfedilir. Bu terim, normal ve kanser hücrelerinde ( örn., Makrofajlar, endotel hücreleri ve MDA-MB-231 meme kanseri hücre hattı gibi kanser hücreleri) bulunan podozomları ve invadopodiyi içerir. In vitro olarak , invadozomlar farklı şekillerde organize edilebilir: noktalar, agregalar veya rozetler 3 . Klasik olarak, invadozomlar, integrinler ve vinculin 4 gibi adezyon plak molekülleri ile çevrili İskele proteini Tks5 ve kortaktin gibi birkaç protein ihtiva eden bir F-aktin çekirdeğinden oluşur. Son zamanlarda, Tks5 ve RhoGTPase Cdc42'nin fonksiyonel invadozomlar için minimum bir moleküler imza olarak kullanılabileceği gösterildi 5 . Bu yapılar, MT1-MMP ve MMP-2 gibi spesifik metalloproteaz proteinlerinin işe alınması ve aktivasyonu yoluyla ECM'yi bozabilmektedir. Önceki bir çalışmada, tip I kollajen fibrillerin spesifik bir reseptörü olan diskoidin alan reseptörü 1 (DDR1) arasındaki tip I kollajen fibrilleri arasındaki etkileşimin, lineer invadozomlar olarak adlandırılan invadozomların yeni bir sınıfının oluşumuna yol açtığını bildirdik. Doğrusal invadozomlar tip I kollajen fibriller boyunca oluşur 7 . Bu yapılar MT1-MMP / MMP2 alımında ve aktivasyonuyla tip I kollajen fibrillerini bozabilmektedir. Dahası, bunların oluşumu Tks5 ve Cdc42 5'e bağlıdır. İn vitro olarak doğrusal invadozomların varlığını ve DDR1'in oluşum ve aktivitelerine 8 dahil çeşitli matris elementlerinin kombinasyonundan oluşan farklı stratejileri kullanarak gösterdiklerini göstermiştir: i) flüoresan jelatin kaplı lamelleri, ii) flüoresan tip I kollajen fibril Kaplamalı lamelleri ve iii) 3D tip I kollajen fişleri. Farklı matrislerin kullanımı nedeniyle, çalışmak ve karakterLineer invadozom oluşumu ve parçalanma aktiviteleri 7,8.
Son olarak, invaziv hücrelerin biyolojisini daha iyi anlamak için, 2D ve 3D kültür sistemlerindeki tüm ECM bileşenleri kombinasyonu kullanıldı ve tümör mikro çevre bileşiminin karmaşıklığını taklit etti. Aşağıda, 2D ve 3D kültür sistemlerinde jelatin / tip I kollajene sahip lamelleri kaplama protokolleri bulunmaktadır.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
NOT: Sabitlemeden önce, tüm basamaklar steril bir laminer akış davlumbazında tamamlanır.
1. 2D matris
NOT: 2B matrisler, invadozom oluşturan hücrelerin yüzdesini ve hücre başına matris bozunum alanını belirlemek için kullanılır.
Şekil 1: Protokol. Jelatin ve kollajen I matrislerini hazırlamak için kullanılan protokolün özeti. Sadece jelatin matrisi veya bir jelatin ve kollajen I karışık matris yapmak mümkündür. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
2. Hücre ekimi, kültür zamanı ve fiksasyon
Hücre çizgisi | Lamel başına hücre sayısı | Lineer invadozom nicelemesi için matriste temas süresi | Lineer invadozom bozulma aktivitesinin nicelleştirilmesi için matriste temas süresi |
MDA MB 231 | 40.000 | 4 saat | 12 saat |
Huh7 | 40.000 | 12 saat | 24 saat |
HEP 3B | 40.000 | 12 saat | 24 saat |
SNU 398 | 40.000 | 12 saat | 24 saat |
NIH 3T3 src | 30.000 | 4 saat | 12 saat |
A431 | 50,000 | 6 saat | 24 saat |
A549 | 40.000 | 12 saat | 24 saat &# 160; |
ÇİĞ | 40.000 | 12 saat | 12 saat |
PAE | 40.000 | 12 saat | 12 saat |
3. İmmünofloresans
4. Nicelikler
Şekil 2: Doğrusal invadozom nicelemesi. Makro, F-aktin ve Tks5 boyanmasının konform görüntülerini gerektirir (format: 1,024 x 1,024). ( A ) Önce, F-aktin resmini açın ve bir maske yapın. ( B ) Daha sonra açıkTks5 resmi ve eşik. Makroyu uygulayın. ( C ) Analiz edilen sonuçlar iki tabloda görünecektir. Hücre başına doğrusal invadozom sayısı ve hücredeki doğrusal invadozomlar tarafından kullanılan yüzdelik alan gibi diğer bilgiler, Özet tablosunda yer alır. Her doğrusal invadozomun boyutu Sonuçlar tablosunda olacaktır. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
5. 3D Kollajen İşgali Testi
Şekil 3: Invasion assay şeması. İstilâsyon tahlil protokolünün özeti. Kollajen I sukkinimidil ester boya ile çapraz bağlanır ve 1 saat boyunca 37 ° C'de polimerleştirilir. Hücreler serum içermeyen besiyerinde kolajen I eklenir. Ek parça orta ağırlıkta% 10 FBS. Kollajen I fişleri, hücre tohumlamasından 1 saat sonra ve hücre ekiminden 3 gün sonra hücrelerin işgal kapasitesini belirlemek için deneye tabi tutulur. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
İki tip matris, jelatin ve tip I kollajen kombinasyonunu kullanarak ( Şekil 1 ve 4 ) doğrusal invadozomlar olarak bilinen yeni bir invadozom türüne dikkat çektik. Bu matrislerin etiketlenmesi, kollajen I lifleri boyunca doğrusal invadozom oluşumunun gözlemlenmesine ve bozunma kabiliyetlerine izin verir ( Şekil 5 ). Daha sonra invazif yapıların sayısı, daha önce açıklanan makro (adım 4.2) ile nicelleştirilebilir ve degr...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Klasik olarak, invadozomlar, mikro ortam ve hücrelerin kaplandığı matrise bakılmaksızın in vitro olarak incelenir. Şu anda, jelatin, fibronektin, vitronektin veya yüksek yoğunluklu fibriler kollajen (HDFC) 7 , 11 dahil çeşitli matris türleri kullanılmaktadır; Bununla birlikte, bunlar genellikle hücrelerin bulunduğu mikro çevreyi temsil etmez ve fizyolojik olarak uygun değildir. Burada, jelatin ile fibriler tip I kollajen arasındaki i...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
JDM, INSERM / Région Aquitaine'den bir doktora bursuyla desteklendi ve artık doktora sonrası ARC bursu ve Mount Sinai Tıp Fakültesi'ndeki Tisch Kanser Enstitüsü tarafından desteklenmektedir. EH, Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche'den bir doktora tarafından desteklenmektedir. ZE, Agence Nationale de la Recherche'den (ANR) doktora sonrası bir burs tarafından desteklenmektedir. CM, Mount Sinai Tıp Fakültesi'ndeki Tisch Kanser Enstitüsü tarafından desteklenmektedir ve JJBC, NIH / NCI hibe K22CA196750, TCI Genç Bilim İnsanı Kanseri Araştırma Ödülü JJR Fonu ve Mount Sinai Tıp Fakültesi'nde Tisch Kanser Enstitüsü tarafından desteklenmektedir. Bu çalışma, ANR-13-JJC-JSV1-0005'den bir hibe ile desteklendi. FS, "Ligue nationale contre le cancer" tarafından desteklenmektedir. VM ve FS, "Equipe Labellisée Ligue Nationale contre le Cancer 2016" ve Institut National du Cancer, INCA_8036 ve PLBio2012 fonlarıyla desteklenmektedir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Gelatin solution | Sigma | G1393 | Stock 20 mg/ml used at 1 mg/ml |
Gelatin from pig skin Oregon green 488 conjugate | Molecular probe life technologies | G13186 | 5mg dilute at 1 mg/ml in sterile water |
Microscope cover glasses | Marlenfeld GmbH & Co | 111520 | Ø12mm No.1 |
2.5% Glutaraldehyd in 0.1M sodium cacodylate buffer pH 7.4 | Electron microscopy science | 15960 | Dilute at 0.5 % in sterile water |
1x PBS pH 7.4 | Gibco by life technologies | 10010-015 | Use this PBS in all steps before fixation |
Collagen I Rat tail | Corning | 354236 | |
5 carboxy X rhodamin siccinimidyl ester | Life technologies | C-6125 | |
DPBS 1x + calcium + magnesium | Gibco by life technologies | 14040-091 | |
Paraformaldehyde 16% solution | Electron microscopy science | 15710 | Dilute at 4% in 1X PBS |
Triton X 100 | Sigma | T9284 | |
10x PBS buffer pH 7.4 | Ambion | AM9625 | Dilute at 1X in water Use in steps after fixation |
Tks5 antibody | Santa Cruz | sc-30122 | Invadosome markers Dilution : 1/100 |
Cortactin 4F11 antibody | Millipore | 5180 | Invadosome markers Dilution :1/100 |
DDR1 antibody | Cell signaling | 5583 | Linear invadosome receptor |
Dilution :1/100 | |||
Phalloidin FluoProbes | Interchim | FT-AZ0330 | Fibrillary actin marker Dilution :1/200 |
Hoechst | Sigma | 33258 | Nucleus marker Dilution :1/200 |
Secondary antibodies FluoProbes | Interchim | FP-488 FP-547H or FP-647H | |
Albumin from bovine serum | Sigma | A2153 | Dilute at 4% in 1X PBS |
Fluoromount G mounting medium | Interchim | FP 483331 | |
ImageJ software | Public domain | http://www.macbiophotonics.ca/imagej/ | |
Cell culture insert | Corning | 353097 | 8.0µm pore size / 24 wells |
Sodium hydroxide (NaOH) | Sigma | 221465 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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