X 線照射したカコ 2 および末梢血単核球 (PBMC) 間のクロストークを調査するためのプロトコルを提案します。プロトコルはカコ 2 照射と PBMC; と共培養のセットアップから始まります。その後、上皮細胞の電気抵抗は、カコ 2 と PBMC の両方で実行 48 h および西部のしみを定期的に測定されます。
プロトコル採用でこの作品がどのように x 線摂動の腸粘膜バリアー機能大腸腫瘍細胞と免疫系との相互作用に焦点を当てて解明目指します。大腸癌は、癌が手術、化学療法、放射線治療によって通常の最も一般的な種類の一つです。腫瘍を対象に放射線治療の利点は、よく知られています。ただし、健康な組織の限られた露出は特に腸のバリアと免疫システムに及ぼす影響について、大きな懸念のです。採用のセットアップは通常細胞培養と比較して生理学的に同じような条件で 2 つの細胞集団間の相互作用を研究することができます。このため、我々 はさまざまなテクニックに頼るし、体外培養モデル、単分子膜と同じ培養培地を共有 PBMC 分化 caco-2 細胞に基づきます。このプロトコルは、フォーカス マクロ的効果、すなわち細胞生存率とトランス上皮電気抵抗 (TEER) と、西部のしみ、分子の変化、すなわち炎症経路の活性化に開発されています。免疫細胞、caco-2 細胞のタイト結合蛋白質の表現。TEER がオーム計で一定の時間間隔で測定した中、3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium ブロマイド (MTT) とトリパン ブルーの試金、評価されたのカコ 2 セル実行可能性の放射線照射効果の初期評価共培養系に特化しました。このように、放射線、プレゼンスの末梢血単核細胞 (PBMC)、および最終的に彼らの相乗効果による効果を示すことができます。これらの相補的な技術によって PBMCs を追加したとき、ラジオ – の抵抗が高いカコ 2 2 10 Gy の x 線およびカコ 2 単分子膜の透過性が亢進の範囲内を観察しました。特に、PBMC の存在はタイト結合足場蛋白質発現の変化に関連する発見されました。
今回採用した方法論は、大腸癌細胞と通常の 2次元細胞培養と比較して生理的状態に近いセットアップを利用する免疫システムの間の相互作用を調査するため設計されました。
大腸癌 (CRC) は、第三に最も頻繁なタイプの癌、以上 100 万世界中のケースのと (グローバルがん天文台、癌、世界保健機関、http://gco.iarc.fr の研究のための国際機関) と見なされます。CRC の管理は、手術、化学療法や放射線療法の1によって日常的に行われます。手術や化学療法のような侵襲的な技術と比較して、放射線治療は、主に、放射線のローカライズされた配信のおかげで、これらの臨床的アプローチから派生する典型的な有害な全身反応を回避します。しかし、周囲の健康な組織に健康な細胞への直接作用と非ターゲット効果2,3、4を介した損傷炎症をトリガーに副作用が生じる。大腸癌治療中の照射による副作用を中心に、2 つの側面は調査する必要があります。まず、腸の不浸透性の原因である機構は、ターンでは、細菌の人口の変更された原子格納容器および分子と溶質の傍細胞通過による副作用の可能性を引き起こす放射の配達によって変更できます。第二に、腸管関連リンパ組織 (GALT) の存在は、細菌の増殖を制御して、全般的な免疫応答5,6,7を仲介することの機能を免疫システムの前哨基地として機能します。これらの機能を果たすためには、細胞の膜の複合体の作用により腸の不浸透性が保たれます。これらの理由から、x 線の異なる投与量により誘導される有害な結果で調べた caco-2 細胞単独でそして PBMC と共培養。
細胞培養の研究は生物医学研究における調査の最初 setline が、異なる種類の細胞の細胞生物学および相互相互作用を駆動メカニズムの詳細な知識の欠如が重大になるとき臓器、システム、および実験室で簡単に再作成できない器具の生理学の研究に近づいています。したがって、我々 は一緒に 2 つの細胞集団の研究と細胞間および細胞のメカニズムに関連する側面の郭清可能共培養セットアップを採用すること。
培養は、上皮の機能と異なる種類の細胞間の相互作用を学ぶとき悪用手法です。特に、上皮の極性によって特徴付けられる細胞から成っているので、このような技術の使用は我々 の場合に必須になります。腸管バリアの場合腸を示す根尖との明確に定義された分極と基底のポールは通常タイトな接合を作成する接着分子の存在のために区切られました。この区画は、人身売買と断固とした分子のみ通行許可は傍細胞を避け、組織生理学に必要です。この機能は、もちろん正常なセットアップを培養細胞で再現することが可能。さらに、共培養セットアップの採用は、頂端表面 (腸管に対応) はありませんが他の細胞と接触して直接基底面でのみ免疫細胞の存在を再現します。
最近、カコ 2 細胞は腸粘膜バリアーの生体外モデルとしてより重要性を得た。ひと大腸癌由来、caco-2 細胞分化機能を維持、作成機能偏光膜8、共培養挿入で育てられたとき細胞膜特性の調査を可能にします。
カコ 2 養殖多孔質膜上腸管膜の老舗の in vitroモデルですが、以来、改善はカコ 2 と他の細胞との共培養をされています。この設定は、頻繁に採用されているメジャー間クロストーク タイプ9セルし、カコ 2 を解明するため摂動カコ 2 単独で培養に関しての共培養の外因性の刺激への応答。
多くの研究は、カコ 2 を対処している動作と両方の非病原性細菌の共培養と末梢血単核細胞、特に免疫システム10のクロストークを明らかにします。ポソ ルビオら11は、ビフィズス菌 caco-2 細胞を刺激することで炭酸カルシウム-2/PBMC 培養でいくつかのサイトカインの発現を検討しました。自分の仕事には、PBMC の有無で細菌の刺激によってサイトカイン発現プロファイルに実質的な変更が強調表示されます。その結果は、ビフィズス菌に PBMC の存在がカコ 2 の感受性を高めるという結論に導きます。
Caco-2 細胞の非病原性と病原性細菌に対する異なるは、異なる研究チームによって評価されています。Parlesakら。12は、大腸菌に対する caco-2 細胞の免疫抑制効果を実証-PBMC を刺激します。また、ハラーら。13腸管病原大腸菌属または非腸管病原細菌に関する大腸菌属、caco-2 細胞両方のリポ多糖 (LPS) の刺激の応答を検討した乳酸桿菌属、強化、caco-2 細胞の応答厳密に共培養セットアップ中の白血球の存在に依存するいると推測します。
別の相補的な研究所の試金の実行によって (例えば西部のしみ、トランス上皮電気抵抗、MTT、等)、共同文化で育つ異なったセルタイプの分析に加えて全体の方法論の約束結果より、何が本当に起こるかin vivoの代表ともいえる。さらに、この設定により、関連するセル型の研究だけでなく、細胞間シグナル分子の上対下のコンパートメントにまたはの存在下でリリースを許可する別の共培養区画の分離対共培養の不在。
先進国での発生が高いの大腸がんは、罹患率と死亡率、人口の最も頻繁な原因の一つです。それは通常、手術、化学療法、および放射線治療1によって管理されます。放射線治療の枠組みでの注目は、健康な組織の露出4の効果に与えられなければなりません。また、放射線被曝と免疫システムの関係に関する分類学的研究、ラジオ免疫療法3のアプローチを開発のための基礎。
この作品で採用する方法論は、caco-2 細胞と PBMC クロストークの調査に調整されています。我々 は腫瘍細胞の x 線暴露の影響に焦点を当てたが、同じプロトコルが薬理学的エージェントを用いた研究に適応することができます。標準的な細胞培養に関する生理学的な条件に近いが、このメソッドの強力な利点は複雑なシステムでは、異なる種類の細胞とのリリースの両方を分析の可能性を与えられたの完全切除の可能性シグナル分子自体共培養の 2 つのコンパートメントに。このように、日常的に応用生物学的方法は携帯関連のメカニズムを相互作用の理解を助けることができます。
Caco-2 細胞に対する X 線照射効果の初期特性が 2 つの相補的な測定に基づいていた、すなわちMTT 比色定量法とトリパン ブルー色素排除試験。これらの 2 つの試金の別の焦点によって、外見上矛盾した結果を説明できます。MTT は、トリパン ブルーの染料は、生きている細胞の排除色素メカニズムに基づいている間、酸化還元酵素の酵素活性を評価します。
カコ 2 PBMC の相互作用の調査には、上皮性単分子膜共培養の 2 つのコンパートメント間の完全な分離につながることができるの作成が必要です。共培養挿入 caco-2 細胞を播種の可能性によりこの細胞集団のみの照射ができます。照射後共培養を開始、以来、PBMC の任意の偶発的な暴露のためのバイアスはありません。6 ウェル プレート他挿入の動きの時に、細胞膜に必要して損傷 (または汚染) を避けるために慎重に処理するこのセットアップ。慎重に実行されると、TEER 測定、単分子膜の透過性を調べるシンプルかつ非侵襲的な方法です。この試金は厳密に共培養セットアップに関連し、単分子膜の透磁率の調査のための唯一の選択肢ではないです。それは新鮮な完全培地によく校正されて一度対策の良い再現性をことができます。一般的な試金 1 つ下「基底」に上部「頂」コンパートメントから化学染料の普及に焦点を当てる (例:かに (FITC)-デキストラン アッセイ)16。ただし、PBMC が本研究の基底外側コンパートメントに存在するので、実験化学試薬の導入を避けるためにしました。
この作品で採用した別のテクニック、TEER 測定のみである共培養セットアップ17,18を必要とします。ただし、他の一般的な実験技術は細胞の培養に適用するセットアップ生理に近い条件の調査をようにデータより強い生物学的意義があるとより有益な結果を提供します。その一方で、多孔質支持体上に成長した細胞の使用は西部にしみが付くことによって分析される細胞抽出物の調製のためのセル換散などのサンプルを準備するために必要な操作のいくつかの困難につながることを注意しなければなりません。
本研究で採用システム改良、例えば物質の細胞外マトリックスの環境を再作成することができるアプリケーションとさらにする可能性があります。これはまた、システムの複雑さの増加になり、セットアップの完全な郭清は達成するが難しくなります。
細胞培養のためのセットアップは確かに生体外で研究の進歩のため、複雑なシステムを理解するための強力なツールを表しています。このテクニックは基礎研究への新しい入力を提供する分子シグナルと免疫システムの枠組みの中の活動の変調可能なアプリケーションの基本的なメカニズムに知識を増やす可能性を秘めてください。腫瘍臨床患者管理。
The authors have nothing to disclose.
イタリア語研究所核物理 (INFN) の部分的マニアック子午線プロジェクトを通じてこの仕事の資金。著者がマニアック子午線プロジェクト調整; 教授エドアルド ・ Milotti (イタリア、トリエステ大学物理学部) を認める博士ロベルト Chignola (バイオ テクノロジー学科、ヴェローナ大学、イタリア)、オーム、caco-2 細胞を提供するため、彼の貴重なヘルプとトレーニング。我々 はまたテクニカル サポート Agnese ソラリを認めます。
ThinCert 6 Well Cell Culture Inserts for Multiwell Plates |
Greiner Bio-one | 657610 | Equipment |
Cell Culture Multiwell Plate, 6 Well | Greiner Bio-one | 657160 | Plastic |
Cell Culture Multiwell Plate, 24 Well | Greiner Bio-one | 662160 | Plastic |
RPMI 1640 without L-Glutamine | Lonza | 12-167F | Reagents |
Foetal Bovine Serum | Lonza | DE14-801 | Reagents |
L-Glutamine 200 mM | Lonza | 17-605C | Reagents |
Penicillin/Streptomycin 10K/10K | Lonza | 17-602E | Reagents |
CO2 Incubator | Heal Force | HF240 | Equipment |
Ficoll Histopaque-1077 | Sigma-Aldrich | 10771 | Reagents |
Tube, 50 mL, PP, Conical Bottom | Greiner Bio-one | 227261 | Plastic |
Tube, 15 mL, PP, Conical Bottom | Greiner Bio-one | 188261 | Plastic |
Centrifuge | ThermoScientific | CL31R | Equipment |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Sigma-Aldrich | P3813 | Reagents |
Cell Culture Flask, 25 cm2, PS | Greiner Bio-one | 690175 | Plastic |
Clinac 2100 Linear Accelerator | Varian | CLINAC 2100C/D | Equipment |
3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) | Sigma-Aldrich | M5655 | Reagents |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8418 | Reagents |
Multiwell Plate Reader | GDV | DV990BV6 | Equipment |
Trypan Blue Solution 0,4 % | Amresco | K940 | Reagents |
Trypsin-EDTA Solution | Sigma-Aldrich | T4049 | Reagents |
1.5 mL tubes | Eppendorf | 0030125150 | Reagents |
Millicell-ERS voltmeter/ohmeter | Millipore | MERS 00001 | Equipment |
Cell Lysis Buffer (10x) | Cell Signalling Technology | #9803 | Reagents |
Bürker Hemocytometer | Sigma-Aldrich | BR719520 | Equipment |
BCA Protein Quantification Kit | Abcam | ab102536 | Reagents |
2x Laemmli Sample Buffer | BioRad | #1610737 | Reagents |
2-Mercaptoethanol | BioRad | #1610710 | Reagents |
Accublock Digital Dry Bath | Labnet International Inc. | D1100 | Equipment |
4–20% Mini-PROTEAN TGX Stain-Free Protein Gels, 10 well, 30 µL | BioRad | #4568093 | Reagents |
Mini-PROTEAN Tetra Vertical Electrophoresis Cell for Mini Precast Gels, 4-gel | BioRad | #1658004 | Equipment |
PowerPac HC High-Current Power Supply | BioRad | #1645052 | Equipment |
Precision Plus Protein WesternC Blotting Standards | BioRad | #1610385 | Reagents |
10x Tris/Glycine/SDS Running Buffer | BioRad | #1610732 | Reagents |
Trans-Blot Turbo Mini PVDF Transfer Packs | BioRad | #1704156 | Reagents |
Trans-Blot Turbo Transfer System | BioRad | #1704150 | Equipment |
Blotting-Grade Blocker | BioRad | #1706404 | Reagents |
Tween-20 | Sigma-Aldrich | 93773 | Reagents |
Claudin-1 (D5H1D) XP Rabbit mAb | Cell Signalling Technology | #13255 | Reagents |
Bovine Serum Albumine | Sigma-Aldrich | A7906 | Reagents |
ZO-1 (D7D12) Rabbit mAb | Cell Signalling Technology | #8193 | Reagents |
ZO-2 Antibody | Cell Signalling Technology | #2847 | Reagents |
Afadin (D1Y3Z) Rabbit mAb | Cell Signalling Technology | #13531 | Reagents |
Anti-Occludin Antibody | Millipore | ABT146 | Reagents |
Anti-NF-kB p65 antibody [E379] | Abcam | ab32536 | Reagents |
Anti-XIAP antibody | Abcam | ab21278 | Reagents |
Amersham ECL Mouse IgG, HRP-linked whole Ab (from sheep) | GE Healthcare Life Sciences | NA931V | Reagents |
Amersham ECL Rabbit IgG, HRP-linked whole Ab (from donkey) | GE Healthcare Life Sciences | NA934V | Reagents |
Clarity Western ECL Substrate, 200 mL | BioRad | #1705060 | Reagents |
Carestream Kodak autoradiography GBX developer/replenisher | Sigma-Aldrich | P7042 | Reagents |
Carestream Kodak autoradiography GBX fixer/replenisher | Sigma-Aldrich | P7167 | Reagents |
Carestream Kodak BioMax light film | Sigma-Aldrich | Z370401 | Reagents |
Gel Doc EZ System | BioRad | #1708270 | Equipment |