Nous décrivons un essai de transplantation de pad à la mode ovarienne appropriée pour les études de épithéliums normales et transformées de l'appareil reproducteur féminin. Le coussinet adipeux de la souris permet la transplantation de grands fragments de tissus, est facilement accessible pour la chirurgie et l'imagerie, et fournit l'environnement natif le plus favorable pour les tissus d'origine Müllerian.
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.
essais de transplantation, qui impliquent l'introduction de cellules et de tissus dans des sites spécifiques du corps chez la souris, représentent une approche essentielle pour les études de la régénération des tissus et la carcinogenèse. orthotopiques transplantations de cellules, qui est, leur placement dans un milieu autochtone, sont particulièrement importantes pour la caractérisation des cellules souches adultes. L'existence de cellules souches mammaires premier a été suggéré par la transplantation de fragments des glandes mammaires épithéliales mammaires en coussinets adipeux libre glande-de souris 1. PRISE DE GREFFE essais à la graisse souris humanisée pad 2 ont été utilisés pour récapituler le développement potentiel et normal de régénération des cellules épithéliales mammaires humaines primaires. En outre, les transplantations de dilution en série et la limitation des types de cellules phénotypiquement distinctes dans le coussinet adipeux mammaire dégagé étaient cruciales pour tester la capacité d' auto-renouvellement et la différenciation multilignée des cellules souches mammaires 3-5. essais de transplantation dans combination avec lignée génétique traçage a fourni des preuves de la cellule d'origine dans la carcinogenèse mammaire 5. Les transplantations rénales de capsule sont couramment utilisés pour tester les propriétés de cellules souches de la prostate 6 putatif. Transplantation orthotopique de souris normales et néoplasiques et organites pancréatiques humaines a révélé gènes et les voies modifiées dans la progression du cancer 7. L'importance de l'environnement natif a également été soutenu par la démonstration de la régénération après diverse engraftments des glandes sudoripares dans des endroits différents, tels que des tampons mammaires de graisse, épaulettes de graisse et la peau arrière 8.
La cavité péritonéale et la bourse ovarienne sont généralement utilisés comme lieux de transplantation orthotopique de cellules épithéliales du tractus génital féminin 9-12. Ces deux méthodes ont un certain nombre de limitations. L'injection intrapéritonéale de cellules conduit à leurs implantations dans différents domaines de la cavité péritonéale, ce qui complicating surveillance de la croissance cellulaire. En outre, les variations dans le micro-environnement, tels que l'étendue de la vascularisation, l'innervation et la représentation des cellules immunitaires, peuvent être très importantes dans les différentes zones de la cavité péritonéale. La bourse séreuse ovarienne a un volume très limité, ce qui permet l'injection d'au plus 10 pi de liquide. Cela limite considérablement la quantité de cellules qui peuvent être administrées. De plus, les injections dans la bourse ovarienne peut être assez difficile techniquement et la procédure nécessite une quantité importante de temps.
Pour répondre à ces limitations, nous avons tiré profit des propriétés de coussinet adipeux de l'ovaire. L'ovaire coussinet adipeux de la souris a une grande taille, est adjacente à l'ovaire et de la trompe utérine, et est facilement accessible par la chirurgie. Il a été rapporté que trophoblaste équine peut être transplanté dans le tapis de souris de graisse 13 de l' ovaire. Cependant, les détails de cette méthode ne sont pas décrits. Il a également été rapporté pas si cela methode peut être appliqué à des cellules et des tissus adultes. Ici, nous décrivons une méthode fiable pour la transplantation de souris et des cellules humaines du tractus génital féminin et montrent que cette méthode est également applicable à une transplantation d'organe à long terme.
Nous avons établi un essai de transplantation de coussinet adipeux ovarien qui permet la livraison précise et la détection des cellules et des tissus épithéliaux. Le coussinet adipeux procédure test de transplantation ovarienne est techniquement moins difficile que l' injection intrabursale 10-12 et permet une plus uniforme et localisation précise des cellules transplantées par rapport à l' injection intrapéritonéale 9. Il est également bien adapté pour la transplantation à long terme d'un organe entier, tel que le tube de l'utérus.
Fait important, le coussinet adipeux de l'ovaire fournit un microenvironnement familier pour les épithéliums du système reproducteur féminin. Il devrait être particulièrement adapté à l'étude des propriétés moléculaires et cellulaires de l'ovaire humain et de souris et de cellules de l'épithélium tubaire pendant la régénération et la transformation maligne. Contrairement à d'autres organes, peu d'études se sont concentrées sur l'identification et la caractérisation de cellules souches dans l'épithélium de la femelle rtractus 18,19 procréation correspondent. De telles études sont d' une importance particulière parce que de nombreux cancers sont censés provenir de cellules souches adultes 20. Origines Pourtant cellulaires de cancers épithéliaux de l' ovaire restent très discutables 18. Cancers de l' ovaire épithéliales représentent la majorité des cancers de l' ovaire et est en 5e place parmi tous les décès liés au cancer des femmes aux États – Unis 21. Ainsi , le développement d'un test orthotopique avec plusieurs avantages par rapport aux techniques de transplantation existantes 9-12 devrait grandement faciliter les études dans ce domaine.
Compte tenu de l'emplacement superficiel du coussinet adipeux de l'ovaire, de petits systèmes d'imagerie animale peuvent être utilisés pour le suivi de engraftments marqué avec une forte fluorescent ou reporters bioluminescentes. Il devrait également être possible d'établir à haute résolution en direct des tests d'imagerie minimalement invasives, telles que la microscopie non-linéaire 22. Le coussinet adipeux de l'ovaire peut également être conservé dans des cultures d'organes, permettre ainsition de la culture tridimensionnelle de l'épithélium normal et néoplasique dans des conditions étroitement récapitulant l'organisation des cellules et la matrice extracellulaire. Les études futures devraient répondre à ces possibilités prometteuses.
Plusieurs étapes critiques doivent être considérées. Fournir un coussin chauffant et de garder les rongeurs au chaud pendant la chirurgie améliore considérablement le taux de survie. Stérilité des instruments de manipulation du coussinet adipeux assure que les systèmes greffées sont maintenus stériles. Dans notre expérience, les résultats de saignements importants en retard de greffes de croissance. Fait important, la graisse pad incision doit être faite précisément parce que déchirer le coussinet adipeux ou perforer par des causes de saignement. Coagulants doivent être utilisés pour arrêter le saignement si nécessaire. Si engraftments ne se développent pas, une concentration plus élevée de cellules injectées doit être envisagée. Les premières excroissances réussies peuvent être observées dès une semaine après la transplantation et le plus engraftments devrait être visible unemois après la procédure. Pour la transplantation, les aiguilles de plus grand diamètre (23-25 G) peuvent être utilisés pour empêcher le cisaillement de grandes cellules (plus de 10 m de diamètre). Cependant, de telles aiguilles peuvent être plus traumatisante pour le coussinet adipeux et leur utilisation devrait être testé à l'avance. Pour nos expériences, nous avons utilisé des souris âgées donateurs et bénéficiaires 6 à 8 semaines. Pour les deux fins des souris plus jeunes ou plus âgés peuvent être utilisés. Cependant, le nombre de cellules injectées peut devoir être ajustée. La petite taille des coussinets adipeux de l'ovaire chez les donneurs plus jeunes devront également être pris en considération.
Comme avec toutes les méthodes, il y a certaines limites de la souris graisse ovarien test pad de transplantation. Bien que les souris immunocompétentes syngéniques peuvent être utilisés pour murins cellules / tissus primaires, notre technique nécessite GSN ou SCID pour la transplantation de matériel humain. Il est probable possible d'humaniser le coussinet adipeux pour soutenir la croissance des cellules épithéliales humaines. Cependant, nous avons pas encore testé cette approche. L'utilisation de moins de Feles hommes peuvent conduire à des coûts de reproduction inférieurs; Cependant, des souris femelles vierges matures (âgées de 8 à 10 semaines) ont un coussinet adipeux plus grande, ce qui permet la transplantation d'échantillons plus grands. Enfin, le personnel de laboratoire devraient être formés à la chirurgie des animaux pour assurer l'exécution réussie et opportune de la procédure.
The authors have nothing to disclose.
Nous tenons à remercier le Dr Andrew K. Godwin, University of Kansas Medical Center, pour fournir les cellules humaines HIO118. Ces études ont été soutenues par les subventions du Programme de cellules souches New York (NYSTEM; T028095) et les Instituts nationaux de la santé / Institut national de la santé de l'enfant et du développement humain (P50HD076210) à l'APN, et par les subventions de NYSTEM (C028125, C024174 et T028095), national Institutes of / Institut national de santé du cancer (CA182413) et le Fonds de l'ovaire Cancer Research (327516) à AYN.
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 |