우리는 여성의 생식 기관의 정상 및 형질 전환 상피의 연구에 적합한 난소 유행 패드 이식 분석에 대해 설명합니다. 마우스 지방 패드는 큰 조직 조각의 이식을 허용 수술과 이미징을위한 쉽게 접근 할 수 있으며, 뮐러 기원의 조직에 가장 유리한 기본 환경을 제공합니다.
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.
마우스의 특정 신체 부위에 세포 및 조직의 도입을 포함하는 이식 분석은 조직 재생 및 발암 연구 필수적인 접근을 나타낸다. 동 소성 이식 세포, 즉 네이티브 환경에 자신의 위치는, 성체 줄기 세포의 특성화에 특히 중요하다. 유방 줄기 세포의 존재가 제 1 마우스 선없는 유방 지방 패드에 유선 상피 단편 이식에 의해 제안되었다. 인간화 된 마우스 지방 패드 2에 생착 분석은 인간의 기본 유방 상피 세포의 재생 가능성과 정상적인 발전을 요점을 되풀이하는 데 사용되었다. 또한, 클리어 유방 지방 패드에 별개의 표현형 세포 유형의 직렬 및 제한 희석 유방 이식은 줄기 세포 3-5의자가 재생산 능력과 multilineage 분화를 시험하는 것이 중요했다. combinat에 이식 분석유전 적 혈통을 가진 이온은 유방 발암 5 원산지 셀의 증거를 제공하는 추적. 신장 이식 캡슐은 일반적으로 추정되는 전립선 줄기 세포 (6)의 특성을 테스트하기 위해 사용된다. 정상 및 종양 마우스와 인간의 췌장 organoids의 동 소성 이식은 암의 진행 7 변경 유전자와 경로를 한 것으로 밝혀졌습니다. 네이티브 환경의 중요성도 후 같은 유방 지방 패드, 어깨 지방 패드, 다시 피부 (8)과 같은 다른 위치로 땀샘의 engraftments 다양한 재생의 데모에 의해 지원되고있다.
복강과 난소 점액낭은 일반적으로 여성의 생식 기관 9-12의 상피 세포의 동 소성 이식을위한 장소로 사용된다. 이들 방법은 모두 많은 한계가있다. 세포를 복강 내 주사는 복강 다양한 분야에서 자신의 주입에 이르게함으로써 COM세포의 성장을 모니터링 plicating. 또한, 미세 환경의 변화, 예컨대 혈관, 신경 분포 및 면역 세포의 표현 정도와 같이 복강 다양한 분야에서 매우 중요 할 수있다. 난소 점액낭은 액체의 이하 10 μL의 주입을 허용, 매우 제한된 볼륨이 있습니다. 이로 인해 투여 될 수있는 세포의 양을 제한한다. 또한, 난소 점액낭에 주사 매우 기술적으로 어려울 수 있으며, 절차는 상당한 시간을 필요로한다.
이러한 한계를 해결하기 위해, 우리는 난소 지방 패드의 특성의 장점을 가지고있다. 마우스 난소 지방 패드는 큰 크기를 가지며 난소 및 자궁 관에 인접하고, 수술을 용이하게 접근 할 수있다. 이는 말 영양막 마우스 난소 지방 패드 (13)에 이식 될 수 있다고보고되었다. 그러나 이러한 방법의 상세한 설명은 생략 하였다. 또한이 날 경우보고되지 않았다THOD는 성숙한 세포 및 조직에 적용될 수있다. 여기서는 마우스 및 여성 생식 기관의 인간 세포 이식을위한 신뢰성있는 방법을 설명하고,이 방법은 또한 장기 장기 이식에 적용 할 수 있음을 보여준다.
우리는 상피 세포와 조직의 정확한 전달 및 검출을 허용 난소 지방 패드 이식 분석을 설립했다. 난소 지방 패드 분석 이식 절차는 적은 기술적으로 도전 intrabursal 주입 10-12보다 더 균일하고 복강 내 주입 구에 비해 이식 된 세포의 정확한 위치 수 있습니다. 또한, 웰 등 자궁 관으로 전체 기관의 장기 이식에 적합하다.
중요한 것은, 난소 지방 패드는 여성의 생식 시스템의 상피 세포에 대한 친숙한 미세 환경을 제공합니다. 그것은 재생 및 악성 변환하는 동안 인간 및 마우스 난소 및 난관 상피 세포의 분자 및 세포 특성의 연구에 특히 적합해야한다. 다른 장기 달리, 몇몇 연구는 암 연구의 상피에서 식별 및 줄기 세포의 특성에 초점을 맞추었다eproductive 기관 18, 19. 많은 암이 성체 줄기 세포 (20)로부터 발생한 것으로 생각되기 때문에 이러한 연구는 특히 중요하다. 상피 성 난소 암의 또 세포의 기원은 18 매우 논쟁의 여지가 남아있다. 상피 난소 암은 난소 암의 대부분을 차지, 미국 (21)에서 여성의 모든 암 관련 사망 중 5 위입니다. 기존의 이식 기술 9-12에 비해 여러 가지 장점을 가진 소성을 분석의 따라서 개발은 크게이 분야의 연구를 촉진해야한다.
난소 지방 패드의 표면 위치를 감안할 때, 작은 동물 이미징 시스템은 강한 형광 발광 생물 기자로 표지 engraftments에 후속하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 비선형 현미경 22 침습적 고해상도 라이브 영상 분석을 확립하는 것이 가능해야한다. 난소 지방 패드는 또한 기관 배양에서 유지 될 수 있도록함으로써,밀접 세포 조직 및 세포 외 기질을 recapitulating 조건 하에서 정상 및 종양 상피 조직의 3 차원 배양을 보내고. 앞으로의 연구는 이러한 유망한 가능성을 해결해야합니다.
몇몇 중요한 단계가 고려되어야한다. 가열 패드를 제공하고 수술 중 따뜻한 설치류 유지 크게 생존율을 향상시킨다. 지방 패드를 취급 상품의 불임이 접목 시스템이 멸균 유지되도록합니다. 우리의 경험, 이식의 성장 지연에 상당한 출혈이 결과에서. 중요한 것은, 지방 패드의 절개를 정확하게해야한다 지방 패드를 찢어 또는 출혈의 원인 통해 천공 때문이다. 응고제는 필요에 출혈을 멈추게하는 데 사용되어야한다. 개발하지 engraftments 경우, 분사 셀의 높은 농도를 고려해야한다. 첫 번째 성공의 outgrowths는 이식 후 일주 일찍 관찰하고 가장 눈에 띄는 것이어야한다 engraftments 할 수있다시술 후 한 달. 이식의 경우, 큰 직경 (23-25 G)와 바늘 (직경 10 ㎛ 이상)을 큰 셀 밀림을 방지 할 수있다. 그러나, 이러한 바늘은 지방 패드에 더 외상 할 수 있고, 그 사용이 사전에 시험해야한다. 실험을 위해 우리는 6 ~ 8 주 이전 기증자와받는 사람 마우스를 사용하고 있습니다. 두 목적을 위해 이하의 이상 마우스를 사용할 수있다. 그러나, 주입 된 세포의 수는 조절 될 필요가있다. 이하 도너 난소 지방 패드의 작은 크기도 고려 될 필요가있을 것이다.
어떤 방법과 마찬가지로, 마우스 난소 지방 패드 이식 분석의 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 동계 면역 능력이 쥐가 쥐의 기본 세포 / 조직에 사용할 수 있지만, 우리의 기술은 NSG 인간 물질의 이식 SCID 마우스가 필요합니다. 이는 인간 상피 세포의 성장을 지원하기 위해 지방 패드를 인간화 가능 쉽다. 그러나, 우리는 아직이 방법을 테스트하지 않았습니다. 젊은 철의 사용남성은 낮은 사육 비용을 이끌 수있다; 그러나, 성숙한 처녀 암컷 마우스 (8 세 ~ 10 주)함으로써 더 큰 표본의 이식을 허용, 더 큰 지방 패드가 있습니다. 마지막으로, 실험실 직원은 절차의 신속하고 성공적인 실행을 보장하기 위해 동물 수술 훈련을해야합니다.
The authors have nothing to disclose.
우리는 인간의 세포 HIO118를 제공하기 위해, 박사 앤드류 K. 윈, 캔자스 의료 센터의 대학에게 감사의 말씀을 전합니다. (; T028095 NYSTEM) 모자 건강 및 AFN에 인간 개발 (P50HD076210)의 건강 / 국립 연구소의 국립 연구소 및 NYSTEM (C028125, C024174과의 보조금이 연구는 뉴욕 줄기 세포 프로그램에서 보조금에 의해 지원되었다 T028095), 건강 / 국립 암 연구소 (CA182413)와 아인에 난소 암 연구 기금 (327516)의 국립 연구소.
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 |