Summary

A indução de transições mesenquimais-epiteliais em células de sarcoma

Published: April 07, 2017
doi:

Summary

Apresentamos aqui um método de cultura de células para a indução de transições mesenquimais-epiteliais (MET) em células de sarcoma com base na expressão ectópica combinado de microARN-200 e os membros da família grainyhead-like 2 (GRHL2). Este método é adequado para a melhor compreensão do impacto biológico de plasticidade fenotípica sobre a agressividade e tratamentos do cancro.

Abstract

plasticidade fenotípica refere-se a um fenómeno no qual as células transitoriamente ganhar traços de outra linhagem. Durante a progressão do carcinoma, plasticidade fenotípica impulsiona invasão, disseminação e metástase. Com efeito, enquanto que a maioria dos estudos de plasticidade fenotípica têm sido no contexto de carcinomas epiteliais derivadas de, verifica-se os sarcomas, os quais são mesenquimal de origem, também exibem plasticidade fenotípica, com um subconjunto de sarcomas submetidos a um fenómeno que se assemelha a um mesenchymal- transição epitelial (MET). Aqui, nós desenvolvemos um método compreendendo a família de miR-200 e grainyhead-like 2 (GRHL2) para imitar este fenómeno MET-como observado no sarcoma paciente samples.We sequencialmente expressar GRHL2 e a família de miR-200 utilizando a transdução de células e transfecção, respectivamente , para compreender melhor as bases moleculares destas transições fenotípica em células de sarcoma. células de sarcoma que expressam miR-200s e GRHL2 demonstrado characterist epitelial aumentadaics na morfologia celular e alteração de biomarcadores epiteliais e mesenquimais. Estudos futuros utilizando estes métodos podem ser utilizados para compreender melhor as consequências fenotipicas de processos MET-como sobre células de sarcoma, tais como migração, invasão, propensão metastática, e resistência à terapia.

Introduction

plasticidade fenotípica refere-se a uma transição reversível entre os fenótipos celulares, e é geralmente divididos em dois tipos, epitelial-a-mesenquimal (EMT) transições e transições mesenquimais-a-epitelial (MET). Esta plasticidade fenotípica desempenha um papel importante em processos normais de organismos multicelulares, tais como desenvolvimento e cicatrização de feridas 1; no entanto, estas mesmas vias e programas de expressão génica também pode levar a doenças, tais como fibrose (revisto em 2, 3, 4) e a metástase de carcinoma (revisto em referências 5, 6, 7, 8). Durante a metástase, por exemplo, EMT perturba polaridade celular, as interacções célula-célula, e promove a invasão 9, 10. Juntos, EMT contribuirs para um estado fenotípico que facilita a disseminação de células de cancro. Além disso, EMT também conduz a uma série de outras alterações fenotípicas que dirigem um fenipo agressivo, incluindo a desregulação do metabolismo celular de cancro 6, o desenvolvimento de resistência ao fármaco 11, 12, o aumento da capacidade do tumor-iniciação 13, 14 e 15 acolher evasão imune.

plasticidade fenotípica tem sido bem estudada na progressão do carcinoma; no entanto, os sarcomas também exibem plasticidade fenotípica. Curiosamente, parece que alguns dos mesmos drivers de plasticidade fenotípica em carcinomas também contribuem para a plasticidade sarcoma e agressividade. Por exemplo, células tumorais circulantes (CTCs) a partir de pacientes de sarcoma foram mostrados para expressar o EpCAM, uma proteína da superfície celular que é tipicamente encontrado em culas epiteliais 16. Addicionalmente, 250 amostras de sarcoma dos tecidos moles foram categorizados como epitelial-mesenquimal como ou semelhantes com base na expressão do gene. Pacientes na assinatura biomarcador epitelial-like tiveram melhor prognóstico do que pacientes com a assinatura biomarcador mesenquimais-like 17. Isto é consistente com muitos carcinomas, em que os doentes com mais de carcinomas epiteliais semelhantes têm melhores resultados em comparação com os pacientes com mais do mesquima semelhante a tumores 18.

Enquanto alguns sarcomas exibir biomarcadores e vias de expressão génica consistentes com MET, as bases moleculares da plasticidade fenotípica permanecem pouco compreendidos. Para estudar os mecanismos e os condutores de MET em sarcoma foi desenvolvido um modelo de indução MET utilizando dois factores específicos do epitélio, o microARN (MIR) -200 família e grainyhead-like 2 (GRHL2). Os miR-200 são uma família de pequenos RNAs não-codificantes que regulam a expressão de genes por ligao ao dos UTRs 3 de messenger ARN e evitando a tradução na proteína. A família de miR-200 consiste em dois sub-grupos – um contendo miR-141 e miR-200a, e o outro incluindo o miR-200b, miR-200c, e miR-429. Os membros da família de miR-200 são enriquecidos em tecidos epiteliais, e a perda de miR-200 está associado com a metástase em carcinomas 19. A família de miR-200 também é regulada negativamente nos sarcomas de tecidos moles em comparação com o tecido normal 20. Similar aos miR-200s, GRHL2 é um regulador chave que é importante para o desenvolvimento epitelial 21. O factor de transcrição GRHL2 actua em dois modos para regular positivamente genes epiteliais, tais como a E-caderina: 1) Em células epiteliais, GRHL2 reprime directamente o principal regulador EMT, ZEB1 22; e 2) GRHL2 activa directamente a transcrição de genes epiteliais 23. As nossas investigações anteriores mostraram que a expressão combinada de miR-200s e GRHL2 em células de sarcomainduz um fenótipo MET-24 como. Aqui, nós apresentamos um protocolo detalhado para criar um modelo in vitro de indução MET em células de sarcoma usando a expressão ectópica de miR-200s e GRHL2.

Protocol

1. Preparação dos Reagentes Prepare DMEM para cultura de células por adição de 50 ml de soro fetal de bovino (FBS) e 5 mL de penicilina-estreptomicina (5000 U / mL) a 500 mL de meio DMEM. Este meio pode ser armazenado a 4 ° C durante até seis meses. Ressuspender iniciadores liofilizados em água isenta de nuclease, a uma concentração final de 10 uM. iniciadores loja re-suspenso a -20 ° C. Prepare ensaio de radioimunoprecipitação tampão (RIPA) (NaCl 150 mM, 0,5% de desoxicolato…

Representative Results

Esquema para a indução de MET em células de sarcoma Uma linha do tempo geral para a indução de alterações MET-como em células de sarcoma é mostrado na Figura 1. O protocolo começa por transdução GRHL2 (Figura 1A), seguido por transfecção da família miR-200 (Figura 1B). membros da família GRHL2 ou miR-200 não foram capazes de afectar a aparência de células RD qu…

Discussion

Sarcomas são cancros raros, mas altamente agressivas de uma linhagem mesenquimal. Apesar da sua linhagem mesenquimal, um subconjunto dos sarcomas parece sofrer uma transição fenotípica para um estado mais epitelial semelhante. Este interruptor MET-like tem relevância prognóstico, como pacientes com mais tumores epiteliais, como são menos agressivos 24. Apesar da sua relevância clínica, existem poucos estudos sobre os mecanismos moleculares de condução dessas transições fenotípicas e…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

JAS reconhece o apoio do Instituto Duke Cancer, The Duke University Genitourinary Oncologia Laboratory, e do Departamento de Ortopedia da Universidade de Duke. HL foi apoiado pela National Science Foundation (NSF) Centro de Física Biológica Teórica (NSF PHY-1427654) e NSF DMS-1361411, e como CPRIT (Prevenção do Câncer e Instituto de Pesquisa do Texas) Scholar na Cancer Research do Estado do Texas na Universidade Rice. KEW foi apoiado pelo NIH F32 CA192630 MKJ e HL beneficiado a partir de discussões úteis com Mary C. Farach-Carson, JN Onuchic, Samir M. Hanash, Kenneth J. Pienta, e Donald S. Coffey.

Materials

Countess automated counter Life technologies AMQAX1000
Countess cell counting chamber slides Invitrogen C10283
SimpliAmp Thermal Cycler Thermo Fisher A24811
Odyssey Fc LI-COR Inc
ViiA7 Real Time PCR System Thermo Fisher 4453536
PCR microplate Corning 321-29-051
KAPA SYBR Fast Universal qPCR Kit KAPA Biosystems KK4602
Starting Block (PBS) Blocking Buffer Thermo Fisher 37538 BSA-based blocking buffer
Agarose General Purpose LE Genesee Scientific 20-102
10X Tris/Glycine/SDS Buffer Bio-Rad Laboratories Inc 161-0732 Running buffer
10X Tris/Glycine Buffer Bio-Rad Laboratories Inc 161-0734 Transfer buffer
RIPA Buffer Sigma Life Sciences SLBG8489
Amersham Protran 0.45 μm nitrocellulose GE Healthcare Lifesciences 10600012
Quick-RNA MiniPrep Kit Genesee Scientific 11-358
Laemmli Sample Buffer (4X) Bio-Rad Laboratories Inc 1610747
Mini Trans-Blot Cell Bio-Rad Laboratories Inc 1703930
Mini-Protean Tetra Cell Bio-Rad Laboratories Inc 1658005EDU
DPBS Life technologies 14190-144
0.05% Trypsin-EDTA Life technologies 11995-065
DMEM Life technologies 11995-065
Lipofectamine RNAi Max Thermo Fisher 13778150
Lipofectamine 2000 Ragents Thermo Fisher 11668019
Penicillin Streptomycin Life technologies 15140-122
miRVana miRNA mimic negative control #1 Thermo Fisher 4464058 neg miRNA
hsa-miR-200 mirVana miRNA mimic Thermo Fisher 4464066 miR200A
has-miR-200 mirVana miRNA mimic Thermo Fisher 4404066 miR200B
has-miR-200 mirVana miRNA mimic Thermo Fisher 4404066 miR200C
Opti-MEM Life technologies 11088-021 serum-free media
anti-Ecadherin antibody BD Bioscience 610182
anti-beta actin Santa Cruz Biotechnology sc-69879
anti-EpCam Ab Serotec MCA18706
anti-ZO1 Invitrogen 402200
IRDye 800W LI-COR Inc 925-32210
IRDye 680 LI-COR Inc 926-32223
anti-mouse AlexaFluor 647 Thermo Fisher A211241
anti-rabbit AlexaFluor 647 Thermo Fisher ab150075
Halt Protease and Phosphatesse Inhibitor Thermo Fisher 1861281
Precision Plus Protein Dual Color Bio-Rad Laboratories Inc 161-0374
Partec CellTrics Sysmex 04-004-2326 30 μm filter for flow
GAPDH-F IDT AGCCACATCGCTCAGACAC
GAPDH-R IDT GCCCAATACGACCAAATCC
Ecadherin-F IDT TGGAGGAATTCTTGCTTTGC
Ecadherin-R IDT CGCTCTCCTCCGAAGAAAC
ZEB1-F IDT GCATACAGAACCCAACTTGAACGTC
ZEB1-R IDT CGATTACACCCAGACTGC
NOTCH-F IDT GGCAATCCGAGGACTATGAG
NOTCH-R IDT CTCAGAACGCACTCGTTGAT
nitro blue tetrazolium  Sigma N5514
hexadimethrine bromide Sigma H9268 polybrene
3 mL syringe BD Bioscience 309657
Sterile syringe filter VWR 28145-505
5mL polypropylene round-bottom tube 352063 flow cytometry tubes
High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit Thermo Fisher 4368814 reverse transcription kit
4% paraformaldyhyde Santa Cruz Biotechnology sc-281612
Triton-X100 Sigma 93443
bovine serum albumin Sigma A7906

Referencias

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Citar este artículo
Ware, K. E., Gilja, S., Xu, S., Shetler, S., Jolly, M. K., Wang, X., Bartholf Dewitt, S., Hish, A. J., Jordan, S., Eward, W., Levine, H., Armstrong, A. J., Somarelli, J. A. Induction of Mesenchymal-Epithelial Transitions in Sarcoma Cells. J. Vis. Exp. (122), e55520, doi:10.3791/55520 (2017).

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