Wir beschreiben eine ovarian Transplantation Assay fad Pad geeignet für die Untersuchung der normalen und transformierten Epithelien des weiblichen Fortpflanzungstraktes. Die Maus Fettpolster ermöglicht die Transplantation von großen Gewebefragmente, ist leicht zugänglich für die Chirurgie und Bildgebung und sieht die günstigste nativen Umgebung für Gewebe von Müllersche Herkunft.
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.
Transplantation Assays, die die Einführung von Zellen und Geweben in bestimmten Körperstellen bei Mäusen beinhalten, stellen einen wesentlichen Ansatz für die Untersuchung der Geweberegeneration und Karzinogenese. Orthotopische Transplantationen von Zellen, das heißt, ihre Platzierung in einem nativen Milieu, sind besonders wichtig für die Charakterisierung von adulten Stammzellen. Die Existenz von Bruststammzellen wurde zuerst durch die Transplantation von epithelialen Brustdrüse Fragmente in Drüse freien Brustfettpolster von Mäusen 1 vorgeschlagen. Engraftment Assays humanisierten Maus Fettpolster 2 wurden verwendet , um das regenerative Potenzial und eine normale Entwicklung von humanen primären Brustepithelzellen zu rekapitulieren. Außerdem serielle und Grenzverdünnung Transplantationen von phänotypisch unterschiedlichen Zelltypen in das Brustfettpolster gelöscht waren entscheidend für die Selbsterneuerungsfähigkeit und multilineage Differenzierung von Bruststammzellen 3-5 zu testen. Transplantation Assays in combinatIon mit genetischen Abstammungslinie Tracing in Brust Karzinogenese 5 Nachweis der Ursprungszelle zur Verfügung gestellt. Nierenkapsel Transplantationen sind für die Prüfung Eigenschaften von mutmaßlichen Prostata – Stammzellen 6 verwendet. Orthotopische Transplantation von normalen und neoplastischen Maus und menschlichen Pankreas – Organoiden ergab Gene und 7 in der Tumorprogression verändert Wege. Die Bedeutung der nativen Umgebung wurde auch durch die Demonstration verschiedener Regeneration unterstützt nach engraftments der Schweißdrüsen in verschiedenen Orten, wie zum Beispiel Brustfettpolster, Schulterfettpolster und Rückenhaut 8.
Die Bauchhöhle und der ovarian Schleimbeutel sind in der Regel als Orte für orthotope Transplantation von Epithelzellen des weiblichen Fortpflanzungstraktes 9-12 verwendet. Beide Verfahren haben eine Anzahl von Einschränkungen. Intraperitoneale Injektion von Zellen führt zu ihrer Implantationen in verschiedenen Bereichen der Bauchhöhle, wodurch complicating Zellwachstum zu überwachen. Weiterhin können Variationen in der Mikroumgebung, wie das Ausmaß der Vaskularisierung, Innervation und Immunzell Darstellung kann in verschiedenen Bereichen der Bauchhöhle ganz erheblich sein. Die ovarian bursa hat eine sehr begrenzte Volumen, so dass die Injektion von nicht mehr als 10 & mgr; l Flüssigkeit. Dies begrenzt erheblich die Menge an Zellen, die verabreicht werden kann. Darüber hinaus können Injektionen in den ovarian bursa als recht technisch anspruchs und das Verfahren erfordert eine erhebliche Menge an Zeit.
Um diese Einschränkungen zu begegnen, haben wir den Vorteil der ovarian Fettpolster Eigenschaften genommen. Die Maus ovarian Fettpolster hat eine Größe ist, neben dem Ovar und der Eileiter, und ist leicht zugänglich durch eine Operation. Es wurde berichtet , dass equine Trophoblasten können in die Maus ovarian Fettpolsters 13 transplantiert werden. Jedoch sind die Einzelheiten dieses Verfahrens wurden nicht beschrieben. Es war auch nicht, wenn diese mir gemeldetthode kann zu adulten Zellen und Geweben verwendet werden. Hier beschreiben wir einen zuverlässigen Ansatz zur Transplantation von Maus und menschlichen Zellen des weiblichen Fortpflanzungstraktes und zeigen, dass diese Methode zur langfristigen Organtransplantation anwendbar ist.
Wir haben ein ovarian Fettpolster Transplantation Assay etabliert, die für die genaue Lieferung und den Nachweis von epithelialen Zellen und Geweben ermöglicht. Die ovarian Assay Transplantation Fettpolster ist technisch weniger anspruchsvoll als intrabursalen Injektion 10-12 und ermöglicht eine gleichmäßige und präzise Ortung von transplantierten Zellen im Vergleich zu intraperitoneale Injektion 9. Es ist auch gut geeignet für die Langzeit Transplantation eines gesamten Organs, wie beispielsweise die Eileiter.
Wichtig ist, stellt die ovarian Fettpolster eine vertraute Mikroumgebung für Epithelien des weiblichen Fortpflanzungssystems. Es sollte für die Untersuchung der molekularen und zellulären Eigenschaften von Mensch und Maus Eierstock- und Eileiter Epithelzellen während der Regeneration und der malignen Transformation besonders geeignet sein. Im Unterschied zu anderen Organen haben sich auf der Identifizierung und Charakterisierung von Stammzellen in den Epithelien des weiblichen r wenige Studien fokussierteproductive – Darm – Trakt 18,19. Solche Studien sind von besonderer Bedeutung , weil viele Krebsarten aus adulten Stammzellen 20 zu stammen , werden angenommen. Doch zellulären Ursprung der epithelialen Ovarialkarzinomen bleiben höchst umstritten 18. Epithelial Konto Ovarialkarzinome für die Mehrheit der Ovarialkarzinome und ist auf dem 5. Platz unter allen Krebs Todesfälle im Zusammenhang mit der Frauen in den USA 21. Somit Entwicklung eines orthotopischen Assays mit mehreren Vorteilen gegenüber den bestehenden Transplantationstechniken 9-12 sollte stark Studien in diesem Bereich zu erleichtern.
In Anbetracht der oberflächlichen Lage des ovarian Fettpolster können die Kleintierbildgebung Systemen verwendet werden auf Follow-up engraftments mit starken fluoreszierenden oder Biolumineszenz Reporter markiert. Es sollte auch möglich sein , minimal – invasive hochauflösende Live – Bildgebung Assays, wie nichtlineare Mikroskopie 22 zu etablieren. Die ovarian Fettpolster kann auch in Organkulturen gehalten werden, dadurch zu ermöglichen,ing dreidimensionale Kultur von normalen und neoplastischen Epithelien unter Bedingungen eng an die Organisation von Zellen und die extrazelluläre Matrix zu rekapitulieren. Zukünftige Studien sollten diese vielversprechenden Möglichkeiten befassen.
Mehrere kritische Schritte berücksichtigt werden. Die Bereitstellung einer Heizkissen und Nagetiere warm während der Operation zu halten verbessert die Überlebensrate. Sterility von Instrumenten, die Fettpolster sorgt für Handhabung, dass die transplantierten Systeme steril gehalten werden. Nach unserer Erfahrung signifikante Blutung führt zu Wachstumsstörungen von Transplantaten. Wichtig ist, dass die Fettpolster Schnitt gerade weil Abreißen des Fettpolsters gemacht werden oder es durch Ursachen Punktierung Blutungen. Flockungsmittel sollte die Blutung zu stoppen, wie notwendig verwendet werden. Wenn engraftments entwickeln sich nicht, eine höhere Konzentration von injizierten Zellen sollten in Betracht gezogen werden. Die ersten erfolgreichen Auswüchsen kann bereits eine Woche nach der Transplantation beobachtet werden und die meisten engraftments sollte sichtbar seinMonat nach dem Eingriff. Für die Transplantation, Nadeln mit größerem Durchmesser (23-25 G) können Scherung von großen Zellen verwendet werden (über 10 & mgr; m im Durchmesser) zu verhindern. Jedoch können solche Nadeln sein, traumatischer auf das Fettpolster und ihre Verwendung sollte im Voraus überprüft werden. Für unseren Experimenten haben wir 6 bis 8 Wochen alten Spender und Empfänger-Mäuse verwendet. Für beide Zwecke jüngere oder ältere Mäuse können verwendet werden. Jedoch müssen die Anzahl der injizierten Zellen angepasst werden. Die kleinere Größe der ovarian Fettpolster bei jüngeren Spendern werden ebenfalls berücksichtigt werden müssen.
Wie bei jedem Verfahren gibt es einige Einschränkungen der Maus ovarian Fettpolsters Transplantationstest. Obwohl syngenen immunkompetenten Mäusen für Maus primären Zellen / Gewebe verwendet werden, unsere Technik erfordert NSG oder SCID-Mäuse für die Transplantation von menschlichem Material. Es ist wahrscheinlich möglich, das Fettpolster zu humanisieren das Wachstum von menschlichen Epithelzellen zu unterstützen. Allerdings haben wir diesen Ansatz noch nicht getestet. Die Verwendung von jüngeren feMänner können zu einer geringeren Zuchtkosten zu führen; jedoch reife Jungfrau weibliche Mäuse (Alter 8 bis 10 Wochen) einen größeren Fettpolster, wodurch Transplantation größerer Proben ermöglicht. Schließlich sollte das Laborpersonal in der Tierchirurgie geschult werden, rechtzeitige und erfolgreiche Durchführung des Verfahrens zu gewährleisten.
The authors have nothing to disclose.
Wir möchten Dr. Andrew K. Godwin, University of Kansas Medical Center zu danken, für die menschlichen Zellen HIO118 bereitstellt. (; T028095 NYSTEM) und National Institutes of Health / National Institute of Child Health und Human Development (P50HD076210) zu AFN, und durch die Zuwendungen aus NYSTEM (C028125, C024174 und Diese Studien wurden durch die Zuwendungen aus der New York Stem Cell-Programm unterstützt T028095), National Institutes of Health / National Cancer Institute (CA182413) und Ovarian Cancer Research Fund (327516) zu 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 |