Мы описываем овариальный трансплантации анализа конек площадку, пригодную для изучения нормальных и трансформированных эпителии женского репродуктивного тракта. Мыши жировой ткани позволяет трансплантация больших фрагментов ткани, легко доступны для хирургии и обработки изображений, а также обеспечивает наиболее благоприятные условия для родной тканей мюллеровой происхождения.
Orthotopic transplantation assays in mice are invaluable for studies of cell regeneration and neoplastic transformation. Common approaches for orthotopic transplantation of ovarian surface and tubal epithelia include intraperitoneal and intrabursal administration of cells. The respective limitations of these methods include poorly defined location of injected cells and limited space volume. Furthermore, they are poorly suited for long-term structural preservation of transplanted organs. To address these challenges, we have developed an alternative approach, which is based on the introduction of cells and tissue fragments into the mouse fat pad. The mouse ovarian fat pad is located in the immediate vicinity of the ovary and uterine tube (aka oviduct, fallopian tube), and provides a familiar microenvironment for cells and tissues of these organs. In our approach fluorescence-labeled mouse and human cells, and fragments of the uterine tube are engrafted by using minimally traumatic dorsal incision surgery. Transplanted cells and their outgrowths are easily located in the ovarian fat pad for over 40 days. Long-term transplantation of the entire uterine tube allows correct preservation of all principle tissue components, and does not result in adverse side effects, such as fibrosis and inflammation. Our approach should be uniquely applicable for answering important biological questions such as differentiation, regenerative and neoplastic potential of specific cell populations. Furthermore, it should be suitable for studies of microenvironmental factors in normal development and cancer.
Трансплантация анализы, которые включают введение клеток и тканей в определенных участках тела у мышей, представляют существенный подход к изучению регенерации тканей и канцерогенеза. Ортотопической трансплантацией клеток, то есть, их размещение в родной среде, особенно важны для характеристики стволовых клеток взрослого организма. Существование стволовых клеток молочной железы была впервые предложена трансплантация эпителиальных молочной железы фрагментов в сальниковых свободных молочных жировым мышей 1. Приживления анализы на гуманизированное мыши жировое 2 были использованы резюмировать регенеративного потенциала и нормальное развитие первичного рака молочной эпителиальных клеток человека. Кроме того, последовательные и предельного разбавления трансплантаций фенотипически различных типов клеток в очищенной молочной жировой ткани имеют решающее значение для того чтобы испытать способность самообновления и мультилинейной дифференцировки стволовых клеток молочной железы 3-5. Трансплантация анализы в комбинатион с генетической линии трассировка представили доказательства клетки происхождения в канцерогенез молочных желез 5. Почечная капсула трансплантаций обычно используются для проверки свойств мнимый простаты стволовых клеток 6. Ортотопическая трансплантация нормальной и опухолевой мыши и панкреатических органоидов человека выявили гены и пути , измененными в прогрессии рака 7. Важность родной среды также была поддержана демонстрацией разнообразной регенерации после engraftments потовых желез в разных местах, таких как жировым молочных желез, плечевых жировым и обратно кожи 8.
Брюшную полость и бурса овариальный, как правило , используются в качестве мест для ортотопической трансплантации клеток эпителия женских половых путей 9-12. Оба этих метода имеют ряд ограничений. Внутрибрюшинное введение клеток приводит к их имплантаций в различных областях брюшной полости, тем самым комусложняю- мониторинг клеточного роста. Кроме того, вариации в микросреде, таких как степень васкуляризации, иннервацией и представления иммунных клеток, может быть весьма существенным в различных областях брюшной полости. Бурса яичников имеет очень ограниченный объем, что позволяет инъекции не более 10 мкл жидкости. Это значительно ограничивает количество клеток, которые могут быть введены. Кроме того, инъекции в бурсу яичника может быть весьма сложной технически и процедура требует значительного количества времени.
Для устранения этих ограничений, мы воспользовались овариальных свойств жировой ткани. Мышь яичников жировой ткани имеет большой размер, находится рядом с яичником и маточной трубы, и легко доступны с помощью хирургического вмешательства. Сообщалось , что лошадиный трофобласта могут быть пересажены в мышь овариальный жировое 13. Однако детали этого метода не были описаны. Было также не сообщается, если это мнеThOD могут быть применены к взрослым клеткам и тканям. Здесь мы описываем надежный подход для трансплантации мышиных и человеческих клеток женских половых путей и показывают, что этот метод также применим к долгосрочной трансплантации органов.
Мы установили овариальный жировое анализа трансплантации, которая позволяет для точной доставки и обнаружения эпителиальных клеток и тканей. Жировой ткани яичников Процедура трансплантации анализ является технически менее сложным , чем интрасиновиальных инъекции 10-12 и позволяет более равномерного и точного расположения пересаженных клеток по сравнению с внутрибрюшинного введения 9. Он также хорошо подходит для длительной трансплантации целого органа, таких как маточной трубы.
Важно отметить, что овариальный жировой ткани обеспечивает знакомый микросреду для эпителии женской репродуктивной системы. Это должно быть особенно хорошо подходит для изучения молекулярных и клеточных свойств человека и мыши яичников и маточных клеток эпителия в процессе регенерации и злокачественной трансформации. В отличие от других органов, несколько исследований были сосредоточены на выявлении и характеристике стволовых клеток в эпителии женского гeproductive тракта 18,19. Такие исследования имеют особое значение , так как многие виды рака , как полагают, происходят из стволовых клеток взрослого организма 20. Все же клеточные происхождение эпителиального рака яичников остаются весьма спорными 18. Эпителиального рака яичников составляют большинство случаев рака яичников и в 5 – е место среди всех связанных с раком смертей женщин в США 21. Таким образом , развитие ортотопической анализа с несколькими преимуществами по сравнению с существующими методами трансплантации должна 9-12 значительно облегчит исследования в этой области.
Учитывая поверхностное расположение жировой ткани яичников, небольшие системы обработки изображений животных могут быть использованы для наблюдения на engraftments маркированы с сильным флуоресцентным или биолюминесценции репортеров. Она также должна быть возможность установить минимально инвазивных анализов с высокой разрешающей способностью живого изображения, такие как нелинейной микроскопии 22. Яичников жировой ткани также могут быть сохранены в органных культурах, таким образом, позволяютИнг трехмерную культуру нормальной и опухолевой эпителий в условиях тесно Резюмируя организацию клеток и внеклеточного матрикса. Будущие исследования должны решать эти перспективные возможности.
Несколько важных шагов должны быть рассмотрены. Обеспечение грелку и держать грызунов теплой во время операции значительно улучшает выживаемость. Стерильность инструментов обработки жировой ткани гарантирует, что насаждаемое системы поддерживаются стерильными. По нашему опыту, значительные результаты кровотечения в замедление роста трансплантатов. Важно отметить, что накладка Разрез жир должен быть сделан именно потому, что разрывают жировой ткани или прокалывания его через вызывает кровотечение. Коагулянты следует использовать для остановки кровотечения по мере необходимости. Если engraftments не развиваются, более высокая концентрация инжектированных клеток следует рассматривать. Первые успешные наросты можно наблюдать уже через одну неделю после пересадки и наиболее engraftments должен быть виден одинмесяц после процедуры. Для пересадки, иглы с большим диаметром (23-25 G) может быть использован для предотвращения настригу крупных клеток (более 10 мкм в диаметре). Тем не менее, такие иглы могут быть более травмирующим жировой слой, и их использование должно быть проверено заранее. Для наших экспериментов мы использовали 6 до 8-недельного возраста донора и реципиента мышей. Для обеих целей могут быть использованы моложе или старше мышей. Тем не менее, число инжектированных клеток может потребоваться скорректировать. Чем меньше размер овариальных жировым у молодых доноров также должны быть рассмотрены.
Как и в случае каких-либо методов, существуют некоторые ограничения мыши яичников жира трансплантации колодки анализа. Несмотря на то, сингенных иммунокомпетентных мыши могут быть использованы для мышиных первичных клеток / тканей, наша техника требует NSG или SCID мышей для трансплантации человеческого материала. Вполне вероятно, можно гуманизировать жировой ткани для поддержания роста эпителиальных клеток человека. Тем не менее, мы не проверяли этот подход пока. Использование младшего Feсамцы могут привести к снижению затрат размножения; Тем не менее, зрелые девственных самок мышей (в возрасте от 8 до 10 недель) имеют больший жировой ткани, тем самым позволяя трансплантация больших образцов. Наконец, персонал лаборатории должен быть обучен в хирургии животных, чтобы обеспечить своевременное и успешное выполнение процедуры.
The authors have nothing to disclose.
Мы хотели бы поблагодарить д-ра Эндрю К. Годвин, Университет Канзаса медицинский центр, для обеспечения человеческих клеток HIO118. Эти исследования были поддержаны грантами от стволовых клеток программы Нью-Йорк (NYSTEM; T028095) и Национальные институты здравоохранения / Национального института здоровья ребенка и развития человека (P50HD076210) к AFN и грантами от NYSTEM (C028125, C024174 и T028095), Национальные институты здравоохранения / Национального института рака (CA182413) и яичников фондом исследований рака (327516) в Айн.
25 gauge needle | BD Becton Dickinson | 305122 | |
28 gauge needle (hypodermic syringe with attached needle) | Kendall | 30339 | Part Number: 8881500014 |
basic fibroblast growth factor-2 | Sigma-Aldrich | F9786 | |
basement membrane matrix (Geltrex) | Invitrogen | A1413202 | |
β-actin-DsRed mice | The Jackson Laboratory | 6051 | B6.Cg-Tg(CAG-DsRed*MST)1Nagy/J |
β-actin-EGFP mice | The Jackson Laboratory | 3291 | C57BL/6-Tg(CAG-eGFP)1Osb/J |
β-mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | M7522 | |
bovine albumin | Sigma-Aldrich | A3311 | |
chloroform | VWR | EM-CX1058-1 | |
collagenase/hyaluronidase | Stem Cell Technologies | 7912 | |
cryogenic vials | Thermo Scientific Nunc | 377267 | |
dispase II | Worthington | NPRO2 | |
DMEM F12 (HAM's) | Corning | 10-092-CV | |
DNaseI (Deoxyribonuclease I) | Stem Cell Technologies | 7900 | |
embedding medium for frozen tissue specimens (O. C. T.) | Sakura Finetek | 4583 | |
epidermal growth factor | Sigma-Aldrich | E4127 | |
ethanol 200 proof | Koptec | V1001 | to prepare 70% |
fetal bovine serum | Sigma | F4135 | |
filter tip 0.1-10/20µlXL | USA Scientific | 1120-3810 | |
FOXJ1 antibody | eBioscience | E10109-1632 | used at concentration 1:1000 (no unmasking) |
hydrocortisone | Sigma | H0135 | |
laboratory film (Parafilm M) | American National Can | PM-999 | |
L-Glutamine | Corning | 25-005-Cl | |
insulin-transferin-sodium selenite | Sigma-Aldrich | I884 | |
isoflurane, 250 ml | Santa Cruz Animal Health | sc-363629Rx | |
low attachment plate 24-well | Costar | 3473 | |
MEM non-essential amino acids | Corning | 25-025-Cl | |
metal histology molds | Electron Microscopy Sciences | 62527-22 | |
microscope, inverted | Nikon | Eclipse TS 100 | |
microscope, stereo | Nikon | SMZ800 | |
Nod/SCID/gamma (NSG) mice | The Jackson Laboratory | 05557 | NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ |
paraformaldehyde 16% solution | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
paraffin (Paraplast, X-TRA) | Fisher Thermo Scientific | 23-021-401 | |
PAX8 antibody | Proteintech | 10336-1-AP | used at concentration 1:1000 (no unmasking) |
PBS (Phosphate-Buffered Saline) | Corning | 21-030-CV | |
penicillin streptomycin | Corning | 30-002-Cl | |
severe combined immunodeficiency (SCID/NCr) mice, BALB/C background) | NCI-Frederick Animal Production Program | 01S11 | |
sodium pyruvate | Corning | 25-000-Cl | |
specimen processing gel (HISTOGEL) | Richard-Allan Scientific | HG-4000-012 | |
sucrose | Sigma-Aldrich | S0389 | |
Trypsin-EDTA, 25% | Corning | 25-053-Cl |