簡単な方法は、種々の細胞型における間葉移行(EMT)上皮の誘導のために記載されている。免疫細胞化学によるEMT状態にある細胞の分析のための方法が含まれる。
間葉移行(EMT)上皮は、開発中に、適切な形態形成に必須である。このプロセスの制御ミスは、線維症における重要な事象および転移性状態への癌の進行が示唆されている。 EMTを根底のプロセスを理解することは、早期診断とこれらの疾患状態の臨床的制御のために不可欠です。 in vitroでの EMTの確実な誘導は、診断目的のための一般的な遺伝子発現シグネチャを同定するために有用な薬物発見のためのツールとしてだけでなく、です。ここでは、種々の細胞型におけるEMTの誘導のための簡単な方法を実証する。細胞を免疫細胞化学による前後のEMT誘導の分析のための方法も含まれる。さらに、当社は抗体ベースのアレイ解析とマイグレーション/浸潤アッセイを使用してこの方法の有効性を示す。
間葉移行(EMT)上皮は、偏光上皮細胞は非常に運動性、線維芽細胞様の間葉系細胞に生じる変化のさまざまなを受けるプロセスである。このプロセスは、移動し、侵入する能力の増大を生じる、遺伝子発現の変化および接着結合の分解によって、部分的には生じる。生理学的には、EMTは、胚発生および創傷治癒の際に重要な役割を果たしている。 EMT上の適切な制御の喪失は、線維症および癌の1,2の転移につながることができます。
上皮細胞の表面上のE-カドヘリンの減少は、EMT 3,4を通して細胞の進行における重要なステップである。 E-カドヘリンは、直接隣接細胞上のカドヘリンタンパク質と相互作用する一回膜貫通タンパク質である。細胞接着におけるその役割に加えて、E-カドヘリン、E-カドヘリンANの細胞質尾部の間の相互作用を介したシグナル伝達に影響を与える細胞調節タンパク質のDA品種、特にβ-カテニン。 β-カテニンは、接着結合の安定化に役割を果たしている。カノニカルWntシグナル伝達の際に、β-カテニンは、E-カドヘリンから解放され、それがWnt経路3,4,5の下流転写因子として機能する核に移行。核において、β-カテニンは、ツイスト、スラグ、フィブロネクチン、およびマトリックスメタロプロテアーゼ3,6様々なEMTを含むいくつかの関連因子の転写を増加させることが示された。
Wntのに加えて、TGF-βシグナル伝達は、正常な発達中および7,8,9疾患状態の両方においてEMT誘導に重要な役割を果たすことが示されている。 TGF-βは口蓋形成中および発達中の心臓10に発生したEMTに関与している。それはまた、線維症および転移7に癌の進行に関与している。
ここで説明する手順PRovides遺伝子操作を必要とすることなく、種々の細胞型におけるEMTの一貫した誘導。この手順では、E-カドヘリンのカクテルを使用して、SFRP-1、およびDkk-1遮断抗体およびWnt-5aおよびTGF-β1組換えタンパク質。このカクテルはWntおよびTGF-βのシグナル伝達を増強しながら、E-カドヘリンベースの付着をブロックするように設計されています。堅牢なEMT誘導のための能力は、このプロセスの生物学とどのように治療目的のためにそれを操作するを理解するために重要です。 EMT(EMTにダウンレギュレート)E-カドヘリンおよびビメンチン(EMTでアップレギュレート)の現在の一般的なマーカーは、癌で共発現されていますので、潜在的な転移性細胞12の最良の診断マーカーを提供していません。重要なことは、EMTを経験した様々な細胞型の分析は、癌および線維症11における診断目的のために使用することができる共通の遺伝子発現シグネチャーを開発するのに有用である。さらに、最近の研究は、EMTは、EMTを受けた細胞は、これらの細胞13を標的とすることができる化合物を同定するための薬物スクリーニングのために有用であり得ることを示唆し、癌幹細胞の形成において役割を果たし得る。
EMT誘導のための以前の方法は、一般に、TGF-β刺激または遺伝子改変を使用している。 TGF-β単独では、いくつかの細胞型においてEMTを誘導することが示されているが、現在ではTGF-βのEMTのために必要であるが、それはすべての細胞型6,14で十分でないことが実証されている。 EMT誘導のための遺伝的修飾を使用すると、時間がかかり、労働集約的である。ここで説明する方法を確実にEMTを誘導するために、抗ヒトE-カドヘリン、抗ヒトのsFRP-1、抗 – ヒトのDkk-1、組換えヒトのWnt-5aは、組換えヒトTGF-β1を含む要因の組合せを使用する。要因のこの組み合わせは、E-カドヘリンベースの付着をブロックするように設計されたEMT誘導4のための重要なステップ、およびWnt-5Aタンパク質の追加だけでなく、Wntシグナル阻害剤に対する遮断抗体を使用することにより、Wntシグナル伝達を強化、SFRP-1およびDkkさ-1。 WntおよびTGF-βシグナル伝達は間葉細胞スタットを誘導し、維持するために、自己分泌ループに作用することが示されているE 6。この誘導方法は、遺伝子操作を回避し、単独でTGF-βを使用するよりも効果的である。重要なことに、我々は以前に( 図5)14 TGF-β刺激にのみ応答しないことが示されているMCF7およびPANC-1細胞を含む、細胞タイプにおいてEMTの誘導を観察することができる。
EMTを誘引培地補充ショー少なくコンパクトで増加紡錘状の形態( 図1)で処理した細胞。さらに、EMT( 図2および3)の特徴であるフィブロネクチン発現の増加による表面E-カドヘリン発現の同時の減少がある。例えば、ビメンチン及びSnailのような追加の間葉マーカーはまた、非誘導対照と比較して、EMT誘発された細胞( 図4)においてアップレギュレートされている。増加遊走および浸潤能力は間葉細胞の主な機能特性である。 試験管内での</em>遊走および浸潤アッセイは、EMTを誘引培地添加物で処理した細胞( 図6)を移行し、侵入する有意に増加した能力を示した。
図7に示す抗体アレイ発現データを用いて実証されるようにEMT誘導のためのこの単純な方法は、EMTシグナル伝達の研究のために有用である。異なる細胞型は、CREBリン酸化の増加およびMCF7及びA549 EMT誘導性細胞の両方で見られるERK1 / 2のようなEMTに関連する一般的な発現サインを得るために、前後のEMT誘導を比較することができる。 CREBのS133のリン酸化は、DNA結合を刺激し、TGF-β1によって誘導されるEMT 15の下流側に作用することが示されている。 ERK1 / 2リン酸化はまた、TGF-β1によって誘導されるEMT 16の下流側に作用することが示されている。 P70S6対A549細胞におけるGSK-3βのリン酸化の増加に見られるような細胞型の間のシグナル伝達経路の差異も明らかにすることができるMCF7におけるKのリン酸化。セリン9におけるGSK-3βのリン酸化は、それの機能を低下させ、GSK-3βは、プロEMT転写因子、カタツムリ17を阻害することが示されている。対照的に、p70S6Kのは、Snail活性を誘導し、そのリン酸化はこのタンパク質18の活性化と関連している。
全体的に、EMTの簡単で信頼性の高い誘導が、特に以前に、TGF-βのみに応答しないように示された細胞で、予後マーカーとして使用するための一般的な発現サインを特定、EMTの生物学を理解するために有用であり、癌の新規治療薬を開発し、評価するおよび線維性の疾患。
The authors have nothing to disclose.
著者らは、有用な議論や論文審査のためにジュリアHatlerとマーティンラムスデン(R&D Systems)を承認したいと思います。
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 |