Name: profiling of estrogen-regulated micrornas in breast cancer cells
Uploaded: 2014-02-21T14:30:00
Duration: 16 min 24 s
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우리는 그들의 miRNA의 전문 지식을 공유하기 위해 박사 카린 Edvardsson, 카롤린스카 연구소, 스웨덴, 박사 Eylem Aydogdu, 휴스턴의 대학에, LC 과학의 miRNA 마이크로 어레이 플랫폼에 조언을 제공하기 위해, 박사 Xiaolian 가오, 휴스턴 대학교 감사 . 이 책에서보고 된 연구는 상 수 R01CA172437에서 건강의 국립 연구소의 국립 암 연구소에 의해 지원되었다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 국립 보건원의 공식 견해를 대변하지 않습니다. 이 작품은 또한 계약에 따라 텍사스 신흥 기술 기금, 아니에서 교부금에 의해 지원되었다. 300-9-1958.

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저자가 공개하는 게 없다.

유방암 세포에서의 miRNA의 호르몬 조절을위한 메커니즘을 결정하는 것은이 질병을 이해하기위한 플랫폼을 제공 할 수 있고, 유방암에 대한 잠재적 인 치료를 제공 할 수있다. 호르몬 활동을위한 최적의 조건을 제공하기 위해 이러한 세포를 배양하는 것은 매우 중요합니다. 여기서, E2의 최적 투여 량은 치료하는 동안 적절한 시점에 사용 된 치료 전 및 관심 (에스트로겐)의 호르몬 제외되었다는 것을 보장 프로토콜이 설명되었다. 기타 호르몬 및 성장 인자의 효과는 서서히 혈청 수준을 낮추고 그 호르몬, 사이토 카인 및 성장 인자의 대부분 스트리핑 된 FBS이다 DCC-FBS를 사용하여 최소로 유지 하였다. 페놀 레드없는 배지 더욱 페놀 레드 에스트로겐 활성을 가지며 세포 라인 (20, 21)의 특정 기능에 영향을 미치는 것으로보고되었다 주어진 다른 nonhormonal 효과를 최소화하기 위해 사용되었다. 호르몬에 대한 세포의 노출 시간은 매우 중요하다. 유전자의 에스트로겐 관련된 규제를 들면, 이전 24 hrexposure가 유방암 세포 1,18 직접적인 표적 유전자의 상당한 반응을하는 것이 밝혀졌다. 의 miRNAs는 RNA 중합 효소 II에 의해 전사되므로, mRNA를 같이,이도의 miRNAs의 직접적인 조절을 검출하기 위해 적절한 시점이라고 생각된다. 이들의 miRNAs는 유방암 세포에서 이러한 공지 된 ER 표적의 발현에 미치는 영향 경우 아직 결정하여야한다. miRNA의 발현 프로파일 때문에 miRNA의, 성숙한 miRNA의 순서가 PRI-miRNA의 및 사전 miRNA의도 찾을 수 있다는 사실의 상대적인 작은 사이즈의 도전, 그리고 있기 때문에 자신의 GC 함량 22 이질성 수 있습니다. 여러 프로파일 링 기술과 화학은 이러한 어려움을 극복하기 위해 사용되었다. 이 중 마이크로 어레이 및 qPCR에 분석의 다른 방법 (그림 2)입니다. 마이크로 어레이 널리 전체 게놈 항문에 허용되지만ysis, 그것은 음성 (false negative)을 제공 할 수 있고 화학에서 인쇄 기술 (23)에 이르기까지, 가능한 플랫폼 간의 차이가 존재한다. mRNA의 성적 수만에 비해 수천에서 계산 된 상대적으로 적은 수의 miRNA 유전자를 분석 할 때 또한 정규화 과정은 도전을 선물한다. qPCR에, 다른 한편으로는, 더 민감하고, 적은 수의 유전자가 고려 될 때 잘 적용된다. 플레이트 당 하나의 복제 기술로 큰 384 - 웰 플레이트에서 수행 그러나, 다수의 플레이트를 분석 비싼하는 각 샘플에 대해 분석 될 필요가있다. 또한, 우리 손에, 많은 위음성 결과를 마이크로 어레이에 비해 DLP-LDA 분석을 사용하여 수득 하였다. 성숙한 miRNA의 순서가 PRI-miRNA의 및 사전의 miRNA 서열에 존재하는 것을 감안할 때, 그것은 PCR 기술 (24)를 사용하여 이러한 성적 증명서를 구분하는 관심입니다. DLP 프로브는 사전의 miRNAs 및 SP도 사용할 수 있습니다ecific 프라이머는 시아닌 염료 qPCR의 기술을 사용하여 변형 다른 성숙 또는 전구체를 제외하도록 설계 할 수있다. qPCR에 결과를 프로파일 링에서 차등 발현의 검증을위한 황금 표준입니다. qPCR에의 효과는, 그러나, RNA 추출, RNA 무결성 (품질), cDNA 합성 프라이머 디자인, 검출 방법 (화학), 데이터 정규화 1,22,25의 참조 유전자 등 여러 파라미터에 의존한다. 짧은 miRNA의 시퀀스 길이가 많이 다른 프라이머 디자인을위한 공간을 제공하지 않기 때문에 miRNA의 분석을위한 프라이머 디자인에 대한 옵션은 매우 제한적이며, 하나의 뇌관이 짧은 순서로 정박 할 수있다. 따라서, 대체 조작의 필요성은도 2에 도시 된 바와 같이. 기술은 복제가 증폭 방법의 견고성과 사용 과정을 확인하는 것이 중요합니다. 생물은 복제는 일반적으로 생물학적 variatio의 표현에 필요한N, 치료 리간드, 및 셀에서 본 효과는 재현임을 보여 변수 응답을 포함한. 우리의 경험을 바탕으로, 세포 배양 사이의 miRNA 발현의 변화가 발생할 수 있습니다. 보통 이러한 차이는 1.3 배 이하이고, 값의 평균 및 대응하는 SD는 천연 및 기술 변화를 식별한다. 이 변이는 세포 밀도 및 세포 기능이 통로 통로에서 변경 될 수 있다는 사실을 포함하는 다양한 요인에 기인 있었다. P 값이 0.05보다 작을 때 배위자 치료로 인한 유의 한 식을 식별하기 위해 널리 통용되는 의미이다. 여기서, 양측 분포 및 2 샘플 불균등 분산 파라미터를 이용하여 생물학적 기술은 복제에 학생의 t-테스트가 사용되었다. 기타 t-테스트 파라미터가 존재하고, 선택은 실험 장치 (26)에 의존한다. 성숙한 미르의 호르몬 규정을 평가 상세한 프로토콜유방암 세포의 NA가 제공되었다. 프로파일에서 이러한 miRNA의 식을 검증하는 중요한 기술과 화학 명확하게 설명하고 있습니다. 유방암 세포에서 miRNA의 연구를 위해 선택된 기술은 궁극적으로 정확하게 조사되는 내용에 따라 달라집니다.

에스트로겐은 유선을 개발하는 동안 중요한 호르몬이다. 에스트로겐은 유방암 1의 개발, 유지 보수, 위험 및 치료에 중요한 역할을한다. 에스트로겐은 전사 인자이며, 특정 표적 유전자를 조절의 ER에 결합하여 그 기능을 발휘한다. 두 수용체의 변형, ERα는 유방암 세포의 에스트로겐 의존 확산을 위해 필수적입니다. 대부분의 유방암은 ERα 양성과 성장을위한 에스트로겐에 따라 달라집니다. 이것은 에스트로겐 신호를 만들어 호르몬 수용체 양성 유방암의 치료를위한 표적을 ERα있다. ERα의 기본 메커니즘을 이해하는 것은 치료 결과를 향상 치료에 저항을 극복하고, 유방암을 개발하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 의 miRNAs 인해 전사 후 유전자 조절에서의 큰 영향을 세포 기능에 중요한 역할을한다. 의 miRNA는 19 ~ 24 뉴클레오티드 짧고, 단일 가닥먼저 기본 miRNA의 성적 증명서 (PRI-miRNA의)에 RNA 중합 효소 II에 의해 전사되는 RNA를 비 암호화. 그들은 짧은 머리 핀 전구체의 miRNA (사전의 miRNA)에 Drosha에 의해 핵으로 처리하고 주사위 놀이를하는 사람에 의해 처리 세포질에서 성숙의 miRNA를 형성하는 단일 가닥으로 분리된다. 본쇄 성숙의 miRNAs는 RISC 복합체를 형성하기 Argonaute 단백질에 전송된다. 그런 다음의 miRNAs 번역을 차단 또는 대상 mRNA의 2를 분해하여 전사 후 조절로 이어지는, 대상의 mRNA의 3&#39;-비 번역 영역 (3&#39;-UTR)에 하이브리드 수 있습니다. 때문에 에스트로겐과의 miRNA가 모두 정상 또는 중단 에스트로겐 신호와 관련있는 miRNA를 식별, 종양의 진행에서 재생 중요한 역할에 개발에 대한 우리의 이해를 강화하고 유방암의 치료를 개선하기 위해 중요합니다. ERα 단백질 코딩 유전자를 조절하는 방법을 잘 이해하고, 확장이 있지만와 RNA의 규제를 비 암호화에 대한 자세한 내용은 충분히 조사 할 수 남아 있습니다. 유방암 세포주에서의 miRNA의 ERα 규제 해명을 목표로 초기 연구는 동일 세포주 3-6을 분석 한 경우에도 상반되는 결과를 낳았다. 이것은 다양한 치료법, 생물학적 변동, 다른 기술의 사용, 및의 miRNAs의 소형 분석하기가 어려운하게한다는 사실의 결과 일 수있다. 여기, 변형 및 방법의 이슈를 제어하는​​ 프로토콜을 설명한다. 의 miRNAs가 에스트로겐에 의해 조절되는 식별하려면 ERα 활동의 잘 정의 유방암 모델의 프로파일은 첫번째 단계이다. 여러 세포 라인은 임상 유방암의 대부분의 유사 에스트로겐에 의존하는 인간의 ERα-양성 유방암 종양에서 생성되었다. ERα와 그 하류 표적의 발현을 포함하여 이들 세포주이, T47D 및 MCF7의 분자 성질황체 호르몬 수용체 (PR), 에스트로겐 반응과 내강 상피 분화 유전자의 발현과 함께 막 수용체 HER2의 발현의 부족은 유방 종양 7-10의 내강 하위 유형에 대한 모델 &#39;에 적합하다. 17β-에스트라 디올 (E2)는 에스트로겐의 지배적 인 형태이며, ERα 최적의 전사 활성화의 농도와 시간 점은 여러 연구를 특징으로하고 있습니다. 24 시간 동안이 프로토콜 10 nM의 E2 치료에서 유방암 세포 1 ERα 활동에 대한 모델로 사용 T47D와 MCF7된다. 또한, 시간에 따른 miRNA의 규정을 구체적 예 1-72 시간의 시간 간격으로 분석 할 수있다. 둘째, 분석의 miRNA는 그들의 짧은 크기에 부분적으로, 별도의 과제를 가지고 있습니다. 일반 구 아니 thiocyanate-phenol/chloroform/isopropanol RNA의 침전을 수행 할 때 또는 때의 miRNA가 잘 총 RNA의 준비에 유지되지 않습니다 성andard 열 않는 정화가 사용됩니다. 특별한주의 사항은 유지하거나 RNA를의 작은 일부분에 대한 풍부하게 수행 될 필요가있다. 원심 분리 (-80 ° C) 전에 온도를 낮추고, 이소프로판올의 양이 증가하고, 70 % 에탄올로 세정을 생략하여, 유지 된 miRNAs의 침전 과정을 향상시킬 수있다. 또는 miRNA를 함유 총 RNA의 높은 품질과 견고한 제조를위한 특정 열 및 버퍼가 사용될 수있다. 또한 분석 자체에 대한 자신의 짧은 크기는 문제를 만들 수 있습니다. 마이크로 어레이, qPCR에, 차세대 시퀀싱 : 게놈 전체의 miRNA의 심사를 들어, 일반적인 세​​ 가지 선택할 수있는 프로파일 링 기술의 miRNA가 있습니다. 각 기술은 아티팩트를 도입 다른 위험으로 각각 다른 복수의 플랫폼을 사용하여 수행 될 수 있으며, 서로 다른 샘플의 준비가 필요하다. miRNA의 마이크로 어레이에서 슬라이드가 발견되거나 올리고 뉴클레오티드의 수천 합성. 이러한 올리고 뉴클레오티드는 프로브로 사용되어 프로브의 각의는 특정 miRNA의 서열에 하이브리드하도록 설계되어 있습니다. 본 연구에서 수행으로 마이크로 어레이의 샘플 준비, 첫 번째의 miRNA에 대한 풍부하고있는 miRNA에 Cy5에와 Cy3에 라벨을 소개합니다. 마이크로 어레이는 동시에 유전자의 다수의 상대적인 발현 수준을 관찰 할 수있는 기회를 제공 빠른 샘플의 다수의 검사에 적합하지만, 단지 마이크로 어레이에 서열이 존재하게 분석 할 수 있고 예를 들면 변화를 감지하지 않을 불명 또는 돌연변이 의 miRNAs. 이 프로토콜에서 수행으로 마이크로 어레이 분석은 분석을 위해 샘플 당 총 RNA의 상대적으로 많은 양의 약 5 μg가 필요합니다. 저밀도 qPCR에 miRNA의 프로파일 링은 적은 재료 (700 NG / 샘플 및 복제)이 필요하고,의 miRNA의 검출 및 정량화 할 수 있습니다. 전 사체 수준을 측정 할 수 있고, 양 절대량 또는 상 대량 수있다. qPCR의 분석은 우선 루프 형을 사용하여, 여기의 cDNA로 miRNA의 변환을 필요만의 miRNA 성숙의 분석을 보장 각각의 특정 miRNA에 대한 입문서. 이 miRNA를 특정 순방향 프라이머 및 루프 서열에 상보 보편적 역방향 프라이머를 이용하여 증폭 할 수 이상 템플릿을 생성하고, 특이성에 대한 이중 표지 프로브의 포함을 정박 할 수있다. qPCR에의 miRNAs는 수백 각 웰 (11)의 개별 프라이머 쌍과 하나 또는 다수의 384 - 웰 플레이트를 사용하여 병렬로 감지 할 수있는 저밀도 형식으로 사용될 수있다. 샘플의 모든 RNA를 11 서열화 될 수있는 차세대 시퀀싱은, 반면에, 신규 한 변이되거나 편집 된 miRNAs의 발견을 허용 이러한 기술에 있습니다. 이 기술은, 그러나, 작은 RNA를 풍부와 샘플 사이의 상대적인 발현 수준을 변조 이후 강화 된 위험으로 링커 ligations 및 않는 정화의 여러 단계를 사용하여 작은 RNA 라이브러리를 생성하기 위해 여러 단계가 필요합니다. 또한 중요한 bioinformati이 필요합니다CS의 분석. miRNA의 프로파일 링에 대한 다양한 기술을 감안할 때, 가장 적합한 기술은 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 물질이 상대적으로 풍부하고 관심이 이미 알려져있는 miRNA의 차등 표현을 정의하는 마이크로 어레이는 최적입니다. 샘플의 제한된 양을 사용할 수 있고 낮은 표현의 miRNAs의 높은 감도가 요구되는 경우 낮은 밀도의 qPCR 어레이는 최적입니다. 시퀀싱 변이 불명의 miRNAs 또는 miRNA의 다른 이소 폼의 분석이 요구되는 경우에 최적이다. 유방암에서 에스트로겐 규제의 miRNA의 연구에서는 두 가지 모델 셀 라인은 RNA의 많은 양이 쉽게 사용할 수있는 T47D 및 MCF7을 사용합니다. 각 세포주의 치료 기술 반복 실험의 여러 통로 각각을 사용하여 복제 된 세포 배양에서 분석 하였다. 이 재현성, ERα 규제의 miRNAs의 강력한 탐지 할 수 있습니다. 상대 miRNA의 발현 수준의 miRNA 마이크로 어레이 및 모두를 사용하여 비교 하​​였다이중 레이블 프로브 - 저밀도 어레이 (DLP-LDA)과는 시아닌 염료 및 DLP 화학을 모두 사용하여 특정 qPCR에와 결과를 확인. miRNA의 규정은 다음 추가 에스트로겐에 의한 규제에서 무작위주기 변화를 차별화하고, 차 효과의 기본 효과를 나타낼 수 있습니다 시간이 지남에 따라 자신의 정확한 규칙을 정의하는 시계열 분석 하였다. ERα의 크로 마틴 결합 연구와 Bioinformatical 비교는 보조 효과 대 차의 분화에 도움을 발전 할 수 있습니다. 분석은 24 시간 E2 치료 단백질 코딩 성적 증명서 후 즉시 규제되었지만 성숙의 miRNA가 1에 영향을받지 않을 것을 구축 할 수 있습니다 miRNA의 규정의 신뢰성 평가 결과. 그러나, 선택된 하나의 miRNAs의 시계열 분석에서 설명한대로의 miRNAs는, 나중에 타임 포인트에서 조절되는 것이 가능하다. 세부 사항은 더 탐구해야하고 여기에 제시된 프로토콜은 robus를 제공합니다유방암 세포주에서 성숙의 miRNA의 호르몬 조절을 연구하는 T 방법.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1277">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:515px;">DMEM</td>
			<td style="width:364px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:399px;">11885092</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">F12</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>11765054</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FBS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F0926-500ML</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Penicillin Streptomycin</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>15140122</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">phenol red-free DMEM&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>11054020</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultrapure Water</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>Specific equipment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DCC-FBS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F6765-500ML</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">100X L-glutamine</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>25030081</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PBS tablet</td>
			<td>Medicago, Accurate chemicals</td>
			<td>Accurate (BF092051-100), Medicago (09-9400-100)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">17&#946;-estradiol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E2758</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ICI 182,780&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I4409</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E7023-600ML</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">T47D or MCF7 cells lines</td>
			<td>American Type Culture Collection (ATCC)</td>
			<td>T47D (ATCC HTB-133) and MCF7 (ATCC HTB-22)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">T-75 flask&#160;</td>
			<td>VWR International LLC</td>
			<td>BD353136 (vented cap)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Trypsin-EDTA</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>25300062</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Serological pipet</td>
			<td>VWR International LLC</td>
			<td>53300. For 5mL (53300-421)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Countess Cell Counting chamber</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>C10228</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Countess Automated Cell Counter</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>C10227</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">100 mm plates&#160;</td>
			<td>VWR International LLC</td>
			<td>25382-166</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Guanidinium thiocyanate-Phenol solution (TRizol)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>15596026</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rubber cell scraper&#160;</td>
			<td>VWR International LLC</td>
			<td>82050-470</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Guanidinium thiocyanate-Phenol-Chloroform method (miRNeasy Mini Kit/Trizol)</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>217004</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rnase-Free DNase I&#160; kit (DNA degradation)</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79254</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RNase-free water (Nuclease-free water)</td>
			<td>Thermoscientific</td>
			<td>SH30538.02</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nanodrop 1000 Spectrophotometer&#160;</td>
			<td>Thermoscientific</td>
			<td>ND-1000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Agilent RNA 6000 Nano Assay kit</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5067-1512</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Agilent 2100 Bioanalyzer</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>G2938C and for software (G2946)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">All primers (except TaqMan primers)</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>Specific per order for each gene/miRNA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">First strand buffer, DTT, dNTPs, superscript III (Superscript III cDNA synthesis kit)&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>18080085</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MicroAmp Fast 96-Well reaction plate&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4346906</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fast Optical Adhesive Covers</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4311971</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2X SYBR green PCR master mix (Cyanine dye)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4385612</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">7500 Fast Real-Time PCR System and software</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4351106</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#956;Paraflo Microfluidic Biochip Technology&#160;</td>
			<td>LCSciences</td>
			<td>MRA-1001 and AS-2001(for result analysis)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DLP-LDA (TLDA) Megaplex Pools Assay (Rt primers/Human pool set)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4400928</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dual Labeled Probes (TaqMan) miRNA RT kit&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4366596</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">GeneAmp PCR System 9700 thermocycler</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4310899</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dual Labeled Probes (TaqMan) 2X Universal PCR Master Mix-No AmpErase UNG</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4324018</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">7900HT Fast Real-Time PCR system</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4329001</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SDS and RQ manager softwares</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4444202</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NCode miRNA First-Strand cDNA Synthesis and qRT-PCR Kit</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>MIRC-50</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10X DPL (TaqMan) RT primers</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>Specific for each miRNA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">20X DPL (TaqMan) real-time assay primer&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>Specific for each miRNA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

profiling of estrogen-regulated micrornas in breast cancer cells

에스트로겐은 유선의 발달과 유방 암의 진행에 중요한 역할을한다. 그것은에 바인딩 및 에스트로겐 수용체 (ER로), ERα와 ERβ를 활성화하여 그 기능을 매개한다. ERα 자주 유방암에서 상향 조절 및 유방암 세포의 증식을 구동한다. ER로는 전사 인자로서 기능 및 유전자 발현을 조절한다. 단백질 코딩 유전자의 ERα의 조절이 잘 확립되어있는 반면, 마이크로 RNA (miRNA의)를 비 암호화의 조절에 덜 탐구되는 것입니다. 의 miRNAs는 자신의 번역을 억제하거나 mRNA의 저하, 유전자의 전사 후 조절에 중요​​한 역할을한다. 의 miRNA가 암 유전자 또는 종양 억제로서의 기능을 수행 할 수 있으며, 또한 생체를 약속합니다. 제공되는 miRNA의 분석법 중에서도 마이크로 어레이 및 정량 실시간 중합 효소 연쇄 반응 (qPCR에)은 광범위 miRNA의 수준을 검출하고 정량화하기 위해 사용되어왔다. 유방암, 일에 에스트로겐 신호에 의해 조절의 miRNAs를 확인하려면ERα-양성 유방암 세포 라인에서 EIR 식을 비교 한 이전과 이후 프로브 - 저밀도 배열을 레이블 μParaflo - 미세 마이크로 어레이 및 듀얼을 모두 사용하여 에스트로겐 활성화. 결과는 프로브 계 화학 레이블 시아닌 염료 계 및 이중 모두 적용, 특정의 qPCR 분석을 이용하여 검증 하였다. 또한, 시간 점 분석은 시간이 지남에 따라 규제를 식별하는 데 사용 하였다. 본 연구에 사용 된 miRNA의 분석 방식의 장점은 심지어 제한된 샘플 양의 수많은 샘플에서 성숙한 miRNA의 규정의 빠른 스크리닝을 가능하게한다는 것이다. 특정 세포 배양 조건과 에스트로겐 치료, 생물학적 기술은 복제, 대규모 심사 등의 레이아웃은, 별도의 기술을 사용하여 심층적으로 확인을 한 후, miRNA의 규정의 강력한 탐지를 보장하고, 오탐 (false positive) 및 기타 아티팩트를 제거합니다. 기본 및 전구체 전 사체의 leve에서 그러나, 돌연변이 또는 알의 miRNAs, 또는 규정L은 감지되지 않습니다. 여기에 제시된 방법은 에스트로겐 중재의 miRNA 규제의 철저한 조사를 나타냅니다.

방법의 개요는도 1에 제시 및 다양한 샘플 준비 및 각 기술에 필요한 핵산 변형의 비교가도 2에 시각화된다. 호르몬 치료 전에 세포의 상태 및 환경 호르몬 (16)의 실제적인 효과를 결정하는데 중요하다. 일부 매체와 혈청은 결과에 영향을 미칠 수있는 성장 인자를 포함, 그래서 세포는 모든 호르몬의 영향이 최소한으로 감소 된 것을 확인하기 위해 공복 혈청 있습니다. E2로 처리 할 때 따라서, 관찰 된 효과가 E2-관련된 것을 더 확신이있다. 중요한 요인은 세포 - 세포 접촉과 같은 세포 - 세포 신호 전달 및 증식과 같은 동작에 영향을 미치는 세포의 컨 플루이다. 세포가 80 % 합류 (도 3a)까지 가능하고 잘 성장을 허용하고 후속 세척 및 미디어 CH 동안 세포의 손실을 방지하기 위해 부착 된앤지. RNA 추출 및 보관시 조건은 RNA의 품질 및 후속 분석을 위해 중요하다. 또한 셀의 수, 추출 방법, 및의 miRNA의 GC 함량의 mRNA 및 (17) 모두의 miRNAs의 수율과 품질에 영향을 미칠 수있는 것으로 알려져있다. 따라서, RNase가없는 조건에서 RNA 추출을 수행하는 실험을 진행하기 전에 RNA의 품질을 확인하는 것이 필요하다. 추출 후, RNA 정량 수율의 관찰을 가능하게 (의 mRNA와의 miRNA를 모두 포함)의 총 RNA의 농도에 대한 정보를 제공합니다. 또한 그림 (b)에서와 같이 결과의 그래픽 표현을 제공하고,이 (보통 하나의 피크, 상단 패널로 표시) 샘플의 순도를 관찰 할 수 있습니다. RNA의별로 수율은 260 nm의 (그림 3B, 하단 패널)에서 특정 흡수를 생산 없을 것입니다. RNA는 높은 품질, RNA의 여부를 확인하는 방법완전성을 측정 하였다. 9-10 사이의 RNA 무결성 번호 (RIN)는 RNA가 분해되지 않고, 최적 품질의 것을 보장한다. 또한, RNA의 그래픽 표현이 관찰되어야하고, 그림 4 (중간 패널)과 같이 18S와 28S rRNA의 봉우리가 있어야합니다. 사다리 (그림 4, 상단 패널)과의 비교는 피크의 크기를 식별합니다. 성능이 저하 된 RNA는 분명하지 봉우리와 18S와 28S rRNA의 감소 된 상대적인 양 (그림 4, 하단 패널)을해야합니다. RNA를 작은 분율 더욱 애질런트 작은 RNA 키트를 이용하여 확보 할 수있다. 그것은 miRNA의 심사로 진행하기 전에, 지정된 실험 조건에서, 치료 후 에스트로겐 응답의 유효성을 검사하는 것이 좋습니다. qPCR의 cDNA를 템플릿을 사용하여, 예컨대 PS2 SPINK4 또는 18과 같은 공지 된 ER 타겟 유전자에 대해 수행 될 수있다. 이러한 유전자는 일반적으로 E2 치료 후 1-24 시간 내에 상향 조절된다. RNA의 질 및 에스트로겐 응답 일단추가 실험이 실시 될 수 있으며, 평가하고있다. 마이크로 어레이는 여전히 세포에서 miRNA의 발현을위한 대규모 검열을위한 널리 사용되는 기술이다. 예를 들어, 한 번 사용 된 miRNA의 마이크로 어레이는 894 성숙의 miRNA와 네 쌍둥이 1 50 컨트롤 고유의 프로브가 포함되어 있습니다. 혼성화는 염료 스왑 절차 중복으로 수행 하였다. miRNA의 마이크로 어레이 결과는 일반적으로 그래픽 히트 맵으로 표시됩니다. 그림 (a)는 차량 및 E2 처리 샘플 사이의 miRNA 마이크로 어레이의 비교 데이터를 대표하는 히트 맵을 보여줍니다. 빨강은 녹색의 miRNA (낮은 표현)의 하향 조절을 지시하는 동안의 miRNA가, E2 처리 샘플 (높은 표현)에서 발현이 증가되어 있음을 나타냅니다. miRNA의 선택은 일반적으로 식에 자신의 중요성에 따라, 0.05보다 일반적으로 p 값 덜 중요한 것으로 간주됩니다. 차별적 표현하는 표시되어있는 miRNA는 더욱 승 유효성을 검사해야i 번째의 qPCR은 오탐 (false positive)과 구별한다. DLP-LDA 배열은, 다른 한편으로는, 384 - 웰 포맷으로 규제 된 miRNAs 대한 화면 qPCR에 기반 방법을 사용한다. 보통 두 개의 384 - 웰 플레이트 (카드) 풀, 제공 및 B. 풀은 각각의 miRNA의 상대적 수준이 하나의 miRNA가 당 분석 qPCR에 의해 결정되는 풀 B.보다의 miRNA를 일반적으로 더 나은 특성화 포함하고 더 높은 표현 잘 (그림 5B). 높은 CT-값이 낮은 miRNA의 발현을 나타냅니다. 대부분의 miRNA 마이크로 어레이와 같은 DLP-LDA에서 얻을 결과는 더 정확성을 기하기 위해 확인해야합니다. 검증은 qPCR에를 사용하여 수행 될 수있다. 여기, 두 qPCR의 검출 방법은 방법의 편견을 방지하기 위해 철저한 확인 및 miRNA의 규정을 조사 할 수 있도록 설명되어 있습니다. 시아닌 염료 기반 탐지 화학은 DLP-LDA 프로파일의 기반이 DLP와 다른 작동하고, 확인을 위해 적당하다ATION 목적. 그것은의 miRNA의 용융 곡선 분석을 보여준다는 모두 증폭 된 이중 가닥 DNA를 검출하지만, 샘플의 균질성.도 6A (패널 왼쪽) 용융 곡선 분석을 수행함으로써 평가 될 수있는대로 적은 즉, 수 명확하게 정의 된 균일 한 피크를 볼 수 있습니다. 프라이머는 프라이머 이량 체의 특이 현상 또는 상당한 양의 (그림 6A, 오른쪽 패널)이 형성되어있는 경우 여러 개의 피크가 관찰 될 것이다. 한편 DLP miRNA의 분석법은 miRNA의이 검출 대상의 증폭뿐만 아니라 더 구체적. 도 6b에 예시 된 바와 같이, 각 타겟의 miRNA 증폭 플롯이 관찰 될 수있다. 용융 곡선 분석을 사용하여 여러 증폭 산물의 발생을 제어하기위한 옵션이 화학 및 시아닌 염료 qPCR에 덜 비싸다 가진 그러나 사용할 수 없습니다. 시아닌 염료와 DLP의 qPCR 분석은 때때로 약간 다른 결과를 생성 할 수 있습니다. REFE에 모두의 qPCR 분석, 비교를 위해rence 유전자는 두 개의 샘플 사이의 유전자의 상대적 발현을 결정하기 위해 필요합니다. 또한 하우스 키핑 유전자라고도 참조 유전자는 발현이 변경되지 않고 또한 유전자와 유사한 수준으로 발현되는 유전자이어야한다. 이러한 유방암 세포주에 적합한 참조 유전자의 예는 ARHGDIA, RHO 단백질의 GDP / GTP 교환 반응 작용 RHO GDP 해리 억제제이다. 그림 (c) (위)에서 관찰 된 바와 같이, ARHGDIA의 mRNA의 수준은 차량과 리간드 처리 샘플 사이에 변경되지 않습니다. 높은식이의 cDNA 재고 별도 1:500 희석을 필요로하며, 따라서 덜 적합한 불구 18S rRNA에 또한 사용될 수있다. miRNA의 분석을 위해, 잘 정의 된 기준 유전자에 대한 논쟁은 여전히​​ 존재한다. 지금까지, U6 snRNA 폭넓게 miRNA의 분석을 위해 허용되는 참조 유전자이다. U6 snRNA 핵 사전 mRNA의 SPL에서 작동 ~ 110 개의 핵산, 비 암호화 작은 핵 RNA입니다장식 19. 도 6c (바닥)에서 관찰 된 바와 같이, U6 발현 수준은 따라서의 miRNA의 가변 레벨의 계산을 허용 도시 된 모든 샘플에 대해 가로 질러 동일하다. 기준 U6에 정상화 된 차량과 E2-처리 된 세포 사이의 비교의 miRNA의 qPCR 결과의 그래픽 표현도 6d에 관찰 할 수있다. 이것은 24 시간 E2 처리 후 규제 없슴로 검출되었다의 miRNA를 보여줍니다, 그러나 그것의 게놈 위치에서 가까운 응급실 염색질 결합 부위를 비호하고, 시계열 분석은 치료 후 상당한 규제 72 시간을 확인한다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51285/51285fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51285/51285fig1.jpg" /> 그림 1. 유방암 세포에서의 miRNA의 호르몬 조절의 검출에 이용 방법의 개요. </str옹&gt; 프로세스 대규모 miRNA의 가능성이 차별적 표현의 miRNA를 식별하기 위해 프로파일 링 한 다음, 세포 배양 및 치료를 시작하고, 배열 결과 QRT-PCR 검증으로 끝납니다. <img alt="그림 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51285/51285fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51285/51285fig2.jpg" /> 그림 2. 각 miRNA의 검출 기법에 대한 다양한 샘플 제제 및 핵산 조작의 비교. (A) μParaflo 기술 방법을 이용하여 miRNA의 마이크로 어레이는 풍부, 폴리-A 꼬리 끌림 및 결찰 라벨을 포함한다. (B) DLP 기술 샘플 준비 및 검출 방법은 변성 단계 후에 연장 루프 cDNA 합성 프라이머를 포함하며, 숨겨 긴 단편을 제공한다 프라이머 및 프로브의 순서를 반대로. (C) 시아닌 염료 기술 샘플 준비및 검출 방법은 폴리 A-미행하고, 보편적 5 &#39;서열을 포함하는 올리고-DT 프라이머로 cDNA 합성을 포함한다. <img alt="그림 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51285/51285fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51285/51285fig3.jpg" /> 그림 3. 세포 배양 및 RNA 추출. (A) 배양 세포 리간드로 처리하기 전에 필요한 80 %의 포화 상태를 설명합니다. (B) RNA 농도와 순도의 그래픽 표현을 추출 후. 각 피크 샘플을 나타내며 성공적으로 추출 과정은 순수한 RNA (상판)를 산출한다. 제대로 추출 된 RNA는 260 nm의 (아래 패널)에 명확한 흡수 피크를 보여줍니다. <img alt="그림 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51285/51285fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51285/51285fig4.jpg" /> 그림 4. &amp; #160, RNA 품질 관리 사다리 (위), 좋은 품질의 RNA (가운데)와 성능이 저하 된 RNA 샘플 (아래)에 대한 그래픽 표현을 표시 RNA 무결성 분석의 결과.. <img alt="그림 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51285/51285fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51285/51285fig5.jpg" /> 그림 5. miRNA의 프로파일 링 결과를 보여줍니다. (A) 차별적 표현의 miRNA에 대한 miRNA의 마이크로 어레이 결과 열지도 표현입니다. 적색으로 표시된 바와 같이, 녹색에 표시된 미르 - D, E는, F, G는 E2-처리 된 샘플에서 하향 조절하면서 미르 - A, B, C는, E2 처리 된 샘플에서 상향 조절된다. 각 (B)의 증폭 플롯 DLP-LDA 결과에서의 miRNA. Rn의 값의 증가에 의해 지시 된 바와 같이 검출의 miRNA가 증폭된다. <img alt="그림 6" fo:content-width="5in" fO : SRC = &quot;/ files/ftp_upload/51285/51285fig6highres.jpg&quot;SRC = &quot;/ files/ftp_upload/51285/51285fig6.jpg&quot;/&gt; 그림 6. miRNA의 규정의 qPCR 분석.의 miRNA에 대한 (A) 융해 곡선 분석 모든 테스트 샘플 (왼쪽)과 여러 조각 (오른쪽)의 증폭의 동질성을 보여주는, 시아닌 염료 검출을 사용하여 분석 하였다. 각 샘플에 대한 (B)의 증폭 플롯 miRNA의. 이것은 하나 시아닌 염료 또는 DLP 탐지 방법을에서 할 수있다. (C) 시료간에 유의 한 차이 식을 보여주는 mRNA를 분석 ARHGDIA (위)과의 miRNA 분석 snRNA의 U6 (아래)에 적합한 기준 유전자의 막대 그래프 표현입니다. (D) 시간의 과정을 통해 미르-135A의 상대적인 발현 수준의 비교를 설명하는 miRNA의 qPCR의 결과. 그림 6D는 엘스 비어의 허가를 Katchy 등. 1에서 다시 인쇄됩니다. 값은 일반적으로 별도의 exper를 평균입니다iments (생물학적 중복) SD를 ±. * P &lt;0.05 : 학생의 T-테스트는 의미를 설명하는 데 사용됩니다.

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Profiling of Estrogen-regulated MicroRNAs in Breast Cancer Cells

에스트로겐과 마이크로 RNA 모두를 통해 신호 분자는 유방암의 발전과 성장에 중요하다. 에스트로겐은 전사 인자이다 에스트로겐 수용체를 활성화합니다. 많은 전사 인자는 마이크로 RNA의 발현을 조절할 수 있으며, 에스트로겐 조절 마이크로 RNA는 다른 대규모 기법을 사용하여 프로파일 링 할 수있다.

유방암 세포에서 에스트로겐 조절 마이크로 RNA의 프로파일

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

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Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There is little knowledge about in situ, in vivo, tumor hypoxia during intracranial development of malignant brain tumors because of lack of efficient means to monitor it in these deep-seated orthotopic tumors. Bioluminescence imaging (BLI), based on the detection of light emitted by living cells expressing a luciferase gene, has been rapidly adopted for cancer research, in particular, to evaluate tumor growth or tumor size changes in response to treatment in preclinical animal studies. Moreover, by expressing a reporter gene under the control of a promoter sequence, the specific gene expression can be monitored non-invasively by BLI. Under hypoxic stress, signaling responses are mediated mainly via the hypoxia inducible factor-1&alpha; (HIF-1&alpha;) to drive transcription of various genes. Therefore, we have used a HIF-1&alpha; reporter construct, 5HRE-ODD-luc, stably transfected into human breast cancer MDA-MB231 cells (MDA-MB231/5HRE-ODD-luc). In vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay is performed by incubating the transfected cells in a hypoxic chamber (0.1% O2) for 24 hr before BLI, while the cells in normoxia (21% O2) serve as a control. Significantly higher photon flux observed for the cells under hypoxia suggests an increased HIF-1&alpha; binding to its promoter (HRE elements), as compared to those in normoxia. Cells are injected directly into the mouse brain to establish a breast cancer brain metastasis model. In vivo bioluminescence imaging of tumor hypoxia dynamics is initiated 2 wks after implantation and repeated once a week. BLI reveals increasing light signals from the brain as the tumor progresses, indicating increased intracranial tumor hypoxia. Histological and immunohistochemical studies are used to confirm the in vivo imaging results. Here, we will introduce approaches of in vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay, surgical establishment of a breast cancer brain metastasis in a nude mouse and application of in vivo bioluminescence imaging to monitor intracranial tumor hypoxia.

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

Bioluminescence imaging of hypoxia inducible factor-1&alpha; activity is applied to monitor intracranial tumor hypoxia development in a breast cancer brain metastasis mouse model.

유방암 뇌 전이의 종양 Hypoxia 역학 생체내의 Bioluminescence 이미징에서는 마우스 모델에서

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

연구

의학

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.

자기 공명 영상, 체적 계산의 Tomography 및 초음파를 이용한 유방암의 뼈 전이의 누드 쥐 모델에서 Angiogenesis의 멀티 모달 이미징

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

Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional co-culture systems are frequently used to explicate tumor-stroma interactions, including their role in drug responses. However, many of the interactions that occur in vivo in the intact microenvironment cannot be completely replicated in these in vitro settings. Thus, direct visualization of these processes in real-time has become an important tool in understanding tumor responses to therapies and identifying the interactions between cancer cells and the stroma that can influence these responses. Here we provide a method for using spinning disk confocal microscopy of live, anesthetized mice to directly observe drug distribution, cancer cell responses and changes in tumor-stroma interactions following administration of systemic therapy in breast cancer models. We describe procedures for labeling different tumor components, treatment of animals for observing therapeutic responses, and the surgical procedure for exposing tumor tissues for imaging up to 40 hours. The results obtained from this protocol are time-lapse movies, in which such processes as drug infiltration, cancer cell death and stromal cell migration can be evaluated using image analysis software.

We describe a method for imaging response to anti-cancer treatment in vivo and at single cell resolution.

유방암의 마우스 모델에서 종양 Microenvironment에 약물 응답의 영상을 라​​이브

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional ...

Three Dimensional Cultures: A Tool To Study Normal Acinar Architecture vs. Malignant Transformation Of Breast Cells

Invasive breast carcinomas are a group of malignant epithelial tumors characterized by the invasion of adjacent tissues and propensity to metastasize. The interplay of signals between cancer cells and their microenvironment exerts a powerful influence on breast cancer growth and biological behavior1. However, most of these signals from the extracellular matrix are lost or their relevance is understudied when cells are grown in two dimensional culture (2D) as a monolayer. In recent years, three dimensional (3D) culture on a reconstituted basement membrane has emerged as a method of choice to recapitulate the tissue architecture of benign and malignant breast cells. Cells grown in 3D retain the important cues from the extracellular matrix and provide a physiologically relevant ex&#160;vivo system2,3. Of note, there is growing evidence suggesting that cells behave differently when grown in 3D as compared to 2D4. 3D culture can be effectively used as a means to differentiate the malignant phenotype from the benign breast phenotype and for underpinning the cellular and molecular signaling involved3. One of the distinguishing characteristics of benign epithelial cells is that they are polarized so that the apical cytoplasm is towards the lumen and the basal cytoplasm rests on the basement membrane. This apico-basal polarity is lost in invasive breast carcinomas, which are characterized by cellular disorganization and formation of anastomosing and branching tubules that haphazardly infiltrates the surrounding stroma. These histopathological differences between benign gland and invasive carcinoma can be reproduced in 3D6,7. Using the appropriate read-outs like the quantitation of single round acinar structures, or differential expression of validated molecular markers for cell proliferation, polarity and apoptosis in combination with other molecular and cell biology techniques, 3D culture can provide an important tool to better understand the cellular changes during malignant transformation and for delineating the responsible signaling.

Three dimensional culture of mammary epithelial cells on a reconstituted basement membrane is a useful method to recapitulate the in vivo architecture of the benign breast, and to differentiate the malignant phenotype from the benign breast phenotype. Importantly, this system can be applied to study invasive carcinomas in other tissues.

세 가지 차원 문화 : 유방 세포의 악성 변형 대 일반 선포 건축을 연구하는 도구

Invasive breast carcinomas are a group of malignant epithelial tumors characterized by the invasion of adjacent tissues and propensity to metastasize. The ...

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional (3D) Model

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the extracellular matrix (ECM) has been demonstrated to be a critical regulator of cell behavior in culture and homeostasis in vivo. The current approach of culturing cells on two-dimensional (2D), plastic surfaces results in the disturbance and loss of complex interactions between cells and their microenvironment. Through the use of three-dimensional (3D) culture assays, the conditions for cell-microenvironment interaction are established resembling the in vivo microenvironment. This article provides a detailed methodology to grow breast cancer cells in a 3D basement membrane protein matrix, exemplifying the potential of 3D culture in the assessment of cell invasion into the surrounding environment. In addition, we discuss how these 3D assays have the potential to examine the loss of signaling molecules that regulate epithelial morphology by immunostaining procedures. These studies aid to identify important mechanistic details into the processes regulating invasion, required for the spread of breast cancer.

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

This article provides detailed methodologies for the use of three-dimensional (3D) assays to quantify breast cancer cell invasion. Specifically, we discuss the procedures required to set up such assays, quantification, and data analysis, as well as methods to examine the loss of membrane integrity that occurs when cells invade.

3 차원 (3D) 모델을 사용하여 유방암 세포 침윤의 정량화

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the ...

Molecular Profiling of the Invasive Tumor Microenvironment in a 3-Dimensional Model of Colorectal Cancer Cells and Ex vivo Fibroblasts

Invading colorectal cancer (CRC) cells have acquired the capacity to break free from their sister cells, infiltrate the stroma, and remodel the extracellular matrix (ECM). Characterizing the biology of this phenotypically distinct group of cells could substantially improve our understanding of early events during the metastatic cascade.

Tumor invasion is a dynamic process facilitated by bidirectional interactions between malignant epithelium and the cancer associated stroma. In order to examine cell-specific responses at the tumor stroma-interface we have combined organotypic co-culture and laser micro-dissection techniques.
Organotypic models, in which key stromal constituents such as fibroblasts are 3-dimentioanally co-cultured with cancer epithelial cells, are highly manipulatable experimental tools which enable invasion and cancer-stroma interactions to be studied in near-physiological conditions.

Laser microdissection (LMD) is a technique which entails the surgical dissection and extraction of the various strata within tumor tissue, with micron level precision.
By combining these techniques with genomic, transcriptomic and epigenetic profiling we aim to develop a deeper understanding of the molecular characteristics of invading tumor cells and surrounding stromal tissue, and in doing so potentially reveal novel biomarkers and opportunities for drug development in CRC.&#160;&#160;&#160;

Molecular Profiling of the Invasive Tumor Microenvironment in a 3-Dimensional Model of Colorectal Cancer Cells and Ex vivo Fibroblasts

Molecular profiling of laser microdissected cells and stroma from synthetic, tissue-engineered colorectal cancer models represents a novel and manipulatable approach to characterize and dissect the distinctive biology at the interface between tumor cells at the invasive front and cancer associated stromal cells. &#160;

분자 대장 암 세포의 3 차원 모델의 침윤성 종양 미세 환경의 프로파일 및<em&gt; 예 생체 내</em&gt; 섬유 아세포

Invading colorectal cancer (CRC) cells have acquired the capacity to break free from their sister cells, infiltrate the stroma, and remodel the ...

Orthotopic Injection of Breast Cancer Cells into the Mammary Fat Pad of Mice to Study Tumor Growth.

Breast cancer growth can be studied in mice using a plethora of models. Genetic manipulation of breast cancer cells may provide insights into the functions of proteins involved in oncogenic progression or help to discover new tumor suppressors. In addition, injecting cancer cells into mice with different genotypes might provide a better understanding of the importance of the stromal compartment. Many models may be useful to investigate certain aspects of disease progression but do not recapitulate the entire cancerous process. In contrast, breast cancer cells engraftment to the mammary fat pad of mice better recapitulates the location of the disease and presence of the proper stromal compartment and therefore better mimics human cancerous disease. In this article, we describe how to implant breast cancer cells into mice orthotopically and explain how to collect tissues to analyse the tumor milieu and metastasis to distant organs. Using this model, many aspects (growth, angiogenesis, and metastasis) of cancer can be investigated simply by providing a proper environment for tumor cells to grow.

Cancer is a complex disease that is influenced by the tissue surrounding the tumor as well as local pro- and anti-inflammatory mediators. Therefore, orthotropic injection models, rather than subcutaneous models may be useful to study cancer progression in a manner that better mimics human pathology.

마우스의 유방 지방 패드에 유방암 세포의 소성 주입은 종양의 성장을 연구한다.

Breast cancer growth can be studied in mice using a plethora of models. Genetic manipulation of breast cancer cells may provide insights into the ...

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.

생체 내 및 생체 외 복막 지방이에 밀키 스팟 구조의 난소 암 전이성 식민지를 연구하는 접근 방식

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

Utilization of the Soft Agar Colony Formation Assay to Identify Inhibitors of Tumorigenicity in Breast Cancer Cells

Given the inherent difficulties in investigating the mechanisms of tumor progression in vivo, cell-based assays such as the soft agar colony formation assay (hereafter called soft agar assay), which measures the ability of cells to proliferate in semi-solid matrices, remain a hallmark of cancer research. A key advantage of this technique over conventional 2D monolayer or 3D spheroid cell culture assays is the close mimicry of the 3D cellular environment to that seen in vivo. Importantly, the soft agar assay also provides an ideal tool to rigorously test the effects of novel compounds or treatment conditions on cell proliferation and migration. Additionally, this assay enables the quantitative assessment of cell transformation potential within the context of genetic perturbations. We recently identified peptidylarginine deiminase 2 (PADI2) as a potential breast cancer biomarker and therapeutic target. Here we highlight the utility of the soft agar assay for preclinical anti-cancer studies by testing the effects of the PADI inhibitor, BB-Cl-amidine (BB-CLA), on the tumorigenicity of human ductal carcinoma in situ (MCF10DCIS) cells.

Here, we document the use of the soft agar colony formation assay to test the effects of a peptidylarginine deiminase (PADI) enzyme inhibitor, BB-Cl-amidine, on breast cancer tumorigenicity in vitro.

소프트 한천 콜로니 형성 분석의 활용은 유방암 세포에서 종양 유발의 억제를 확인하는

Given the inherent difficulties in investigating the mechanisms of tumor progression in vivo, cell-based assays such as the soft agar colony formation ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

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

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