一个直接的方法被描述为诱导上皮至间质转变(EMT)在各种细胞类型。方法对细胞的EMT状态的免疫细胞化学分析也包括在内。
上皮间质转化(EMT)是在开发过程中适当的形态必不可少的。这个过程的错误调节已被认为在纤维化的关键事件和癌的进展为转移性状态。了解背后的EMT过程是刻不容缓的早期诊断和临床控制这些疾病状态。可靠的诱导EMT 的体外是药物发现的有用工具,以及确定共同的基因表达特征进行诊断。在这里,我们展示的诱导EMT中的各种细胞类型的一个简单方法。也包括方法细胞前和后的EMT诱导免疫细胞化学分析。此外,我们证明,通过基于抗体阵列分析和迁移/侵袭测定法本方法的有效性。
上皮间质转化(EMT)是由哪一个极化上皮细胞经历了各种产生了高度能动,成纤维细胞样细胞的间充质转变的过程。这个过程发生时,部分地通过基因表达的变化和粘着连接的降解,导致迁移和侵入的能力增强。生理上,EMT的胚胎发育和伤口愈合过程中起着重要的作用。适当控制EMT的损失可能导致纤维化和1,2癌转移。
E-钙粘蛋白的上皮细胞表面上的还原是在一个细胞通过EMT 3,4进展的关键一步。 E-钙粘蛋白是一种单次跨膜蛋白,其直接与邻近的细胞钙粘蛋白相互作用。除了其在细胞粘附作用,E-cadherin的影响,通过细胞的E-cadherin蛋白的胞质尾之间的信令交互哒各种调控蛋白,特别是β-连环蛋白。 β-catenin在粘着连接的稳定起到了重要作用。在经典Wnt信号,β-连环蛋白是从E-cadherin蛋白释放并转移到它充当Wnt信号通路3,4,5下游转录因子的细胞核。在细胞核中,β-连环蛋白已被证明能增加几个EMT相关的因素,包括扭,团状,纤连蛋白,以及多种基质金属蛋白酶3,6的转录。
除了Wnts,TGF-β信号已被证明是既在正常发育和疾病状态7,8,9中的EMT诱导中发挥显著作用。 TGF-β参与过程中腭的形成和发育的心脏10时所发生的EMT。它也被牵连纤维化和癌症进展到转移7。
这里所描述的公关程序ovides一致诱导EMT的多种细胞类型中,而不需要的遗传操作。这个程序使用的是E-钙粘蛋白的鸡尾酒,SFRP-1和DKK-1阻断抗体和Wnt-5a和TGF-β1的重组蛋白。这种鸡尾酒的目的是阻止E-cadherin蛋白为基础的附着力,同时增强的Wnt和TGF-β信号。的能力为健壮的EMT诱导对于理解这个过程的生物学和如何操纵它用于治疗目的的关键。 EMT的电流共同标记,E-钙粘蛋白(在EMT下调)和波形蛋白(上调EMT),可以发现共表达于癌症,因此不提供潜在的转移性细胞12的最佳的诊断标志物。重要的是,各种已经历EMT的细胞类型的分析是有用的,以开发可用于癌症和纤维化11诊断目的共同的基因表达特征。此外,最近的研究表明,电子MT可以在癌症干细胞的形成中发挥作用,这表明已经历EMT的细胞可以用于药物筛选可用于鉴定,可以针对这些细胞13的化合物。
以前的方法诱导的EMT一般都用TGF-β刺激或遗传修饰。虽然单独的TGF-β已被证明是诱导EMT在一些细胞类型中,现已证实,TGF-β是必要的EMT的,但它不足以在所有细胞类型6,14。使用遗传修饰为EMT诱导是耗时且劳动密集型的。这里描述的方法使用的因素,包括抗人E-钙粘蛋白,抗人SFRP-1,抗 – 人DKK-1,重组人的Wnt-5a和重组人TGF-β1能可靠地诱导EMT的组合。这些因素的组合的目的是阻止的E-钙粘蛋白为基础的粘合性,为EMT诱导4的一个关键步骤,并通过添加的Wnt-5a中的蛋白质,以及使用阻断抗体对Wnt信号的抑制剂增强Wnt信号传导,SFRP-1和DKK -1。 Wnt信号和TGF-β信号已被证明在自分泌环采取行动,以诱导和维持的间充质细胞统计E 6。这个感应方法避免了遗传操作,并且比使用TGF-β的单独更有效。重要的是,我们能够观察到诱导EMT的细胞类型,包括MCF7和PANC-1细胞,先前已经证明不是完全响应的TGF-β刺激( 图5)14。
细胞的EMT诱导培养基补充节目少紧凑和增加纺锤状的形态( 图1)处理。此外,还有减少表面的E-钙粘蛋白表达的并发与增加纤维连接蛋白的表达,这是EMT( 图2和3)的标志。额外的间充质标记物如波形蛋白和蜗牛也上调了EMT诱导细胞相比,未诱导的对照( 图4)。越来越多的迁移和侵袭能力的间充质细胞的主要功能特性。在体外 </em>迁移和侵袭测定法,与EMT诱导培养基补充处理的细胞表现出的迁移和侵入( 图6)显著增加容量。
如使用图7中所示的抗体阵列表达数据表明了这一点为EMT诱导简单方法是EMT的信号传导的研究是有用的。不同类型的细胞可以比前和后的EMT诱导获得与EMT相关的共同表达特征,例如和ERK1 / 2可以看出在两个MCF7和A549的EMT诱导的细胞增加的磷酸化CREB的。 CREB的S133的磷酸化刺激DNA结合并已经显示出作用,TGF-β1-诱导的EMT 15的下游。 ERK1 / 2的磷酸化也被证明充当TGF-β1-诱导的EMT 16的下游。在信号通路中的细胞类型的不同,也可阐明看到,在A549细胞与p70S6增加GSK-3β的磷酸化ķ磷酸化在MCF7。 GSK-3β磷酸化的丝氨酸9减小它的功能,和GSK-3β激酶已被证明能够抑制亲EMT的转录因子,蜗牛17。与此相反,p70S6K的诱导蜗牛的活性和它的磷酸化与活化该蛋白18的相关联。
总体而言,简单,可靠的诱导EMT的,特别是在先前表明不回应只对TGF-β细胞,是理解EMT的生物,确定共同的表达特征用作预后指标,以及开发和评估新的治疗癌症有用和纤维化疾病。
The authors have nothing to disclose.
作者要感谢朱莉娅Hatler和马丁拉姆斯登(R&D系统)的有益讨论和审稿。
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
Epithelial cells of interest | We have tested: A431, A549, HT29, T98G, MCF10A, MCF7, and PANC1 | ||
EMT Inducing Media Supplement | R & D Systems | CCM017 | |
Recombinant Human TGF-β1 | R & D Systems | 240-B | Used at 10ng/ml |
Anti-E-Cadherin NL557 conjugated antibody | R & D Systems | NL648R | Used at a 1:10 dilution for immunocytochemistry |
Anti-E-Cadherin | R & D Systems | MAB1838 | Used at 0.1 μg/ml for western blotting |
Anti-Fibronectin | R & D Systems | MAB1918 | Used at 10 μg/ml for immunocytochemistry; Used at 0.5 μg/ml for western blotting |
Anti-GAPDH | R & D Systems | AF5718 | Used at 0.2 μg/ml for western blotting |
Goat Anti-Mouse NL493 Secondary Antibody | R & D Systems | NL009 | Used at a 1:200 dilution for immunocytochemistry |
Donkey Anti-Goat HRP Secondary Antibody | R & D Systems | HAF109 | Used at 1:2000 for western blotting |
Goat Anti-Mouse HRP Secondary Antibody | R & D Systems | HAF007 | Used at 1:2000 for western blotting |
EMT 3-Color Immunocytochemistry Kit | R & D Systems | SC026 | Used according to the manufacturer’s instructions. This kit contains directly conjugated antibodies against E-cadherin, Vimentin, and Snail. |
96 Well BME Cell Invasion Assay | R & D Systems | 3455-096-K | This kit was used according to the manufacturer’s recommendations. |
Proteome Profiler Human Phospho-MAPK Array Kit | R & D Systems | ARY002B | This kit was used according to the manufacturer’s recommendations19. |
Mounting Media | R & D Systems | CTS011 | |
0.4% Trypan Blue Solution | Life Technologies | 15350-061 | |
1X Phosphate Buffered Saline (PBS) | |||
95% Ethanol | |||
Bovine Serum Albumin | Sigma | A3311 | |
Normal Donkey Serum | Jackson Labs | 017-000-121 | |
Triton-X-100 | Roche Molecular Biochemicals | 789-704 | Dilute in 1X PBS to make a 10% stock solution |
Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | Dilute in 1X PBS to a 4% working concentration. |
DAPI Solution | Sigma | D9542 | Make stock solution at 14.3mM by dissolving in water. Working solution is a 1:5000 dilution of the stock solution in 1X PBS. |
Fine pointed curved forceps | Thermo-Fisher Scientific | 08-875 | |
12 mm coverslips | Carolina Biological | 633009 | |
Nonfat dry milk | Used at 5% in TBST for blocking in western blotting | ||
TBST [25mM Tris, pH 7.4, 0.15M NaCl, 0.1% Tween 20] | For western blotting blocking and washing | ||
PVDF Membrane | For western blotting | ||
4-20% SDS-page gel | For western blotting | ||
ECL substrate | For western blotting | ||
15 ml conical tubes | |||
Plates/flasks, tissue culture treated | |||
24-well plates, tissue culture treated | |||
Pipettes / pipette tips | |||
Pipet Aid / pipets | |||
Hemocytometer | |||
37 °C Water Bath | |||
37 °C/5%CO2 Incubator | |||
Centrifuge | |||
Inverted light microscope | |||
Fluorescence microscope |