Se describe un ensayo de trasplante de la almohadilla de moda de ovario adecuado para estudios de epitelios normales y transformadas del tracto reproductivo femenino. La almohadilla de grasa del ratón permite el trasplante de fragmentos grandes de tejido, es de fácil acceso para la cirugía y la imagen, y proporciona el entorno nativo más favorable para los tejidos de origen de Müller.
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.
ensayos de trasplante, que implican la introducción de células y tejidos en sitios específicos del cuerpo en ratones, representan un enfoque esencial para los estudios de regeneración de tejidos y la carcinogénesis. trasplantes ortotópicos de células, es decir, su colocación en un medio nativo, son particularmente importantes para la caracterización de células madre adultas. La existencia de células madre mamarias fue sugerido por primera vez por el trasplante de fragmentos de las glándulas mamarias epiteliales en las almohadillas de grasa de la glándula mamaria de ratones libres 1. Ensayos de injerto a la almohadilla de grasa de ratón humanizado 2 se utilizaron para recapitular el desarrollo potencial regenerativo y normal de las células epiteliales de mama primarios humanos. Por otra parte, los trasplantes de dilución en serie y limitantes de tipos de células fenotípicamente distintas en la almohadilla de grasa mamaria despejado fueron cruciales para poner a prueba la capacidad de auto-renovación y diferenciación multilinaje de células madre mamarias 3-5. Los ensayos de trasplante en combinatiónico con rastreadora de linaje genético proporcionado evidencia de la célula de origen en la carcinogénesis mamaria 5. Trasplantes de riñón de la cápsula se utilizan comúnmente para ensayar las propiedades de las células madre de la próstata putativo 6. El trasplante ortotópico de ratón normal y neoplásico y organoides pancreáticos humanos reveló genes y las vías alteradas en la progresión del cáncer 7. La importancia del medio ambiente nativo también ha sido apoyado por la demostración de diversa regeneración después engraftments de las glándulas sudoríparas en diferentes lugares, tales como almohadillas de grasa mamaria, almohadillas de grasa y la piel de los hombros, la espalda 8.
La cavidad peritoneal y la bolsa ovárica se utilizan normalmente como lugares para el trasplante ortotópico de las células epiteliales del tracto reproductor femenino 9-12. Ambos métodos tienen una serie de limitaciones. La inyección intraperitoneal de las células conduce a sus implantaciones en diferentes áreas de la cavidad peritoneal, con lo que comcomplicando la vigilancia del crecimiento celular. Además, las variaciones en el microentorno, tales como la extensión de la vascularización, inervación y la representación de las células inmunes, pueden ser muy importantes en diferentes zonas de la cavidad peritoneal. La bolsa ovárica tiene un volumen muy limitado, lo que permite la inyección de no más de 10 l de líquido. Esto limita significativamente la cantidad de células que se puede administrar. Además, las inyecciones en la bolsa ovárica puede ser bastante difícil técnicamente y el procedimiento requiere una cantidad significativa de tiempo.
Para hacer frente a estas limitaciones, hemos aprovechado las propiedades de la capa de grasa de ovario. La almohadilla de grasa de ovario de ratón tiene un tamaño grande, está al lado del ovario y la trompa uterina, y es fácilmente accesible por medio de cirugía. Se ha informado de que el trofoblasto equina puede ser trasplantado en la almohadilla de grasa de ovario de ratón 13. Sin embargo no se describieron los detalles de este método. Asimismo, no se informó de si esta meDTO se puede aplicar a las células y tejidos adultos. A continuación, describimos un enfoque fiable para el trasplante de células de ratón y humanos del tracto reproductivo femenino y demostramos que este método es también aplicable a los trasplantes de órganos a largo plazo.
Hemos establecido un ensayo de trasplante de almohadilla de grasa de ovario que permite la entrega precisa y la detección de las células y los tejidos epiteliales. La almohadilla de grasa procedimiento de trasplante de ovario ensayo es técnicamente menos exigente que la inyección de la bursa 10-12 y permite más uniforme y ubicación precisa de las células trasplantadas en comparación con la inyección intraperitoneal 9. También es muy adecuado para el trasplante a largo plazo de todo un órgano, tal como el tubo uterino.
Es importante destacar que la almohadilla de grasa de ovario proporciona un microambiente familiar para los epitelios del sistema reproductor femenino. Debe ser particularmente adecuada para los estudios de las propiedades moleculares y celulares de ovario humano y de ratón y células del epitelio de las trompas durante la regeneración y transformación maligna. A diferencia de otros órganos, pocos estudios se han centrado en la identificación y caracterización de células madre en el epitelio de la r hembratracto EPRODUCTIVA 18,19. Este tipo de estudios son de particular importancia debido a que muchos cánceres se cree que se originan a partir de células madre adultas 20. Aún orígenes celulares de cáncer epitelial de ovario siguen siendo muy discutible 18. Cánceres ováricos epiteliales representan la mayoría de los cánceres de ovario y está en quinto lugar entre todas las muertes relacionadas con el cáncer de las mujeres en los EE.UU. 21. Por lo tanto el desarrollo de un ensayo ortotópico con varias ventajas sobre las técnicas de trasplante existentes 9-12 debería facilitar en gran medida los estudios en esta área.
Dada la localización superficial de la almohadilla grasa de ovario, sistemas de imágenes de animales pequeños se pueden utilizar para el seguimiento de engraftments marcado con fuerte fluorescente o reporteros bioluminiscentes. También debe ser posible establecer ensayos de invasión mínima de formación de imágenes de alta resolución en vivo, como la microscopía no lineal 22. La almohadilla de grasa de ovario también se puede mantener en cultivos de órganos, permite de ese modoing cultivo tridimensional de epitelio normal y neoplásica en condiciones recapitulan de cerca la organización de las células y la matriz extracelular. Los estudios futuros deben abordar estas posibilidades prometedoras.
Varios pasos críticos tienen que ser considerados. Proporcionar una resistencia de calentamiento y mantener caliente roedores durante la cirugía mejora en gran medida la tasa de supervivencia. La esterilidad de los instrumentos de manejo de la almohadilla de grasa se asegura de que los sistemas injertadas se mantienen estériles. En nuestra experiencia, los resultados de un sangrado significativo en el retraso del crecimiento de los trasplantes. Es importante destacar que la almohadilla de grasa de la incisión debe hacerse precisamente por desgarro de la almohadilla de grasa o perforar a través de las causas de sangrado. Coagulantes deben utilizarse para detener el sangrado, según sea necesario. Si engraftments no se desarrollan, una mayor concentración de células inyectadas debe ser considerado. Las primeras excrecencias exitosos pueden observarse tan pronto como una semana después del trasplante y más engraftments debe ser uno visiblemeses después del procedimiento. Para el transplante, agujas con diámetro más grande (23 a 25 G) se pueden utilizar para evitar cortes de las células grandes (más de 10 m de diámetro). Sin embargo, dichas agujas pueden ser más traumática de la almohadilla de grasa y su uso debe ser probado con antelación. Para nuestros experimentos hemos utilizado ratones de donantes y receptores 6-8 semana. Para ambos propósitos ratones jóvenes o mayores pueden ser utilizados. Sin embargo, puede ser necesario ajustar el número de células inyectadas. También será necesario tener en cuenta el menor tamaño de las almohadillas de grasa de ovario en los donantes jóvenes.
Al igual que con cualquier método, hay algunas limitaciones del ensayo de trasplante de almohadilla de grasa de ovario de ratón. Aunque los ratones inmunocompetentes singénicos se pueden utilizar para células / tejidos primarios murinos, nuestra técnica requiere NSG o ratones SCID para el trasplante de material humano. Es probable posible humanizar la almohadilla de grasa para apoyar el crecimiento de células epiteliales humanas. Sin embargo, no hemos probado este enfoque todavía. El uso de más joven Felos machos pueden dar lugar a menores costes de cría; Sin embargo, los ratones hembras vírgenes maduros (edad 8 a 10 semanas) tienen una almohadilla de grasa más grande, permitiendo de este modo el trasplante de las muestras más grandes. Por último, el personal de laboratorio deben ser entrenados en la cirugía de los animales para asegurar la ejecución oportuna y con éxito del procedimiento.
The authors have nothing to disclose.
Nos gustaría agradecer al Dr. Andrew K. Godwin, Universidad de Kansas Medical Center, para proporcionar a las células humanas HIO118. Estos estudios fueron apoyados por las subvenciones del Programa de Células Madre de Nueva York (NYSTEM; T028095) y los Institutos Nacionales de / Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (P50HD076210) para AFN Salud, y por las subvenciones de NYSTEM (C028125, C024174 y T028095), Institutos nacionales de / Instituto de Salud Nacional del cáncer (CA182413) y el Fondo de Investigación del cáncer de Ovario (327516) para 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 |