Summary

Développement d'un<em> In vitro</em> Essai pour évaluer contractile Fonction mésenchymateuses Les cellules de transition épithéliale-mésenchymateuse A subi

Published: June 10, 2016
doi:

Summary

Here, we describe the development and application of a gel contraction assay for evaluating contractile function in mesenchymal cells that underwent epithelial-mesenchymal transition.

Abstract

Fibrosis is often involved in the pathogenesis of various chronic progressive diseases such as interstitial pulmonary disease. Pathological hallmark is the formation of fibroblastic foci, which is associated with the disease severity. Mesenchymal cells consisting of the fibroblastic foci are proposed to be derived from several cell sources, including originally resident intrapulmonary fibroblasts and circulating fibrocytes from bone marrow. Recently, mesenchymal cells that underwent epithelial-mesenchymal transition (EMT) have been also supposed to contribute to the pathogenesis of fibrosis. In addition, EMT can be induced by transforming growth factor β, and EMT can be enhanced by pro-inflammatory cytokines like tumor necrosis factor α. The gel contraction assay is an ideal in vitro model for the evaluation of contractility, which is one of the characteristic functions of fibroblasts and contributes to wound repair and fibrosis. Here, the development of a gel contraction assay is demonstrated for evaluating contractile ability of mesenchymal cells that underwent EMT.

Introduction

La fibrose est impliquée dans la pathogenèse de diverses maladies chroniques évolutives telles que la maladie pulmonaire interstitielle, la fibrose cardiaque, la cirrhose du foie, une insuffisance rénale terminale, la sclérose systémique, la maladie auto – immune et 1. Parmi les maladies pulmonaires interstitielles, fibrose pulmonaire idiopathique (IPF) est une maladie chronique progressive et montre un mauvais pronostic. caractéristique pathologique du IPF est le développement de foyers fibroblastique constitué par les fibroblastes et les myofibroblastes activés qui sont associées au pronostic. Les origines de ces fibroblastes pulmonaires sont proposés pour être dérivé de plusieurs cellules mésenchymateuses, y compris les fibroblastes pulmonaires résidents à l'origine et en circulation fibrocytes depuis la moelle osseuse. Récemment, la transition épithéliale-mésenchymateuse (TEM) a été proposé d'associer à la formation de cellules mésenchymateuses 2, et de contribuer à la pathogenèse des troubles fibrotiques.

On pense que la surveillance électroniqueT joue un rôle important dans le processus de développement du foetus, la cicatrisation des plaies et la progression du cancer, y compris l' invasion tumorale et les métastases 3. En suivant le procédé de l' EMT, les cellules épithéliales obtenir la capacité des cellules mésenchymateuses par la perte de marqueurs épithéliaux, tels que la E-cadhérine, et par l' expression de marqueurs de mésenchymateuses, comme la vimentine, et α-actine du muscle lisse (SMA) 4,5. Des études antérieures ont montré des preuves de ce processus EMT a été associé au développement de la fibrose tissulaire au niveau du rein et du poumon 6 7. En outre, l' inflammation chronique favorise les maladies fibrotiques 8; En outre, de telles cytokines pro – inflammatoires comme le facteur de nécrose tumorale membre de la superfamille 14 (TNFSF14, la lumière), le facteur de nécrose tumorale (TNF) -α, l' interleukine-1β et, il a été démontré pour améliorer EMT 12/09.

test de la contraction du gel de collagène, une contraction de la cellule test à base de collagène dans lequel les fibroblastes sont noyés dans le type Igel de collagène dans les trois dimensions, est un idéal modèle in vitro pour l'évaluation de la contractilité. Contractilité est l' une des fonctions caractéristiques des fibroblastes et contribue à la réparation de plaies et de la fibrose 13 normale. Dans cet essai, on pense que la fixation des fibroblastes du collagène de type I par des mécanismes de intégrine-dépendant est censé produire une tension mécanique dans certaines conditions, et par conséquent, conduire à une contraction des tissus.

Ici, la mise au point du test de contraction du gel est signalé à être adapté pour évaluer l'acquisition de la fonction contractile dans les cellules qui ont subi EMT. Ce rapport démontre que cet essai modifié est adapté pour évaluer la contractilité dans les cellules mésenchymateuses qui ont subi EMT.

Protocol

1. Préparations et culture de cellules épithéliales du poumon les cellules épithéliales de poumon humain de la culture A549 (lignée de cellules adhérentes) dans du milieu Eagle modifié par Dulbecco (DMEM) supplémenté avec 10% de sérum de fœtus bovin (FBS), 100 UI / ml de pénicilline et 100 pg / ml de streptomycine. Retirer et jeter les milieux de culture cellulaire à partir de la boîte de culture, et laver une fois avec 5 – 10 ml de tampon phosphate salin (PBS). Après le lavage, aspi…

Representative Results

Au cours de l' EMT, les cellules épithéliales perdent marqueurs épithéliaux, tels que la E-cadhérine et le gain de l'expression des marqueurs de mésenchymateuses, comme la vimentine et α-actine du muscle lisse 4,5. L'incubation des cellules épithéliales du poumon A549 humain avec du TGF-β1 et de TNF-α induit EMT. L'apparition de cellules A549 normales sont en pierre de galets comme la forme et la forme de triangle qui est une caractéristique des cel…

Discussion

Le protocole mis au point dans la présente étude comprend deux étapes. La première étape est réalisée pour induire EMT, tandis que la deuxième étape est l'essai de contraction du gel. Comme il est important de confirmer que les cellules ont subi EMT, l'étape 2 fournit un excellent complément aux changements d'expression morphologiques et génétiques. Des études antérieures ont montré que des cellules EMT A549 a été induite par le TGF-β1 seulement 24; Cependant, comme nous l' …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank Dr. Tadashi Koyama for technical help. This work was supported in part by JSPS KAKENHI Grant Numbers 23249045, 15K09211, 15K19172; a grant to the Respiratory Failure Research Group from the Ministry of Health, Labour and Welfare, Japan; a grant for research on allergic disease and immunology, Japan.

Materials

DMEM sigma aldrich 11965-092 For A549 medium
FBS GIBCO 10437
Transforming Growth Factor-β1, Human, recombinant Wako Laboratory chemicals 209-16544
Recombinant Human TNF-α R&D systems 210-TA/CF
E-Cadherin (24E10) Rabbit mAb Cell Signaling Technology #3195 1:3000 dilution
Vimentin (D21H3) Rabbit mAb Cell Signaling Technology #5741 1:3000 dilution
Anti-α-Tubulin antibody sigma aldrich T9026 1:10000 dilution
Monoclonal Anti-Actin, α-Smooth Muscle antibody  sigma aldrich A5228 1:10000 dilution
Anti-N-cadherin antibody BD Transduction Laboratories #610920 1:1000 dilution
Anti-Mouse IgG, HRP-Linked Whole Ab Sheep (secondary antibody) GE Healthcare NA931-100UL 1:20000 dilution
Anti-Rabbit IgG, HRP-Linked Whole Ab Donkey (secondary antibody) GE Healthcare NA934-100UL 1:20000 dilution
blocking reagent GE Healthcare RPN418 2% in TBS-T
6 Well Clear Flat Bottom TC-Treated Multiwell Cell Culture Plate, with Lid corning #353046
100 mm cell culture dish TPP #93100
DMEM, powder life technologies 12100-046 For 4×DMEM
type 1 collagen gel Nitta gelatin Cellmatrix type I-A
24 well cell culture plate AGC TECHNO GLASS 1820-024
Gel Documentation System  ATTO AE-6911FXN Gel imager
gel analyzing software ATTO Densitograph, ver. 3.00 analysing software bundled with AE-6911FXN
Trypsin-EDTA (0.05%), phenol red life technologies 25300054
24 Well Plates, Non-Treated IWAKI 1820-024
Trypan Blue Solution, 0.4% life technologies 15250-061
RNA extraction kit Qiagen 74106
reverse transcriptase life technologies 18080044
real time PCR system Stratagene Mx-3000P
SYBR green PCR kit Qiagen 204145
Protease Inhibitor Cocktail (100X) life technologies 78429
PVDF membrane ATTO 2392390
protein assay kit bio-rad 5000006JA 
polyacrylamide gel ATTO 2331810
western blotting detection reagent GE Healthcare RPN2232
cold CCD camera ATTO Ez-Capture MG/ST
Trypsin inhibitor sigma aldrich T9003-100MG
Polyoxyethylene (20)Sorbitan Monolaurate Wako Laboratory chemicals 163-11512
polyoxyethylene (9) octyiphenyl ether Wako Laboratory chemicals 141-08321

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Cite This Article
Mikami, Y., Matsuzaki, H., Takeshima, H., Makita, K., Yamauchi, Y., Nagase, T. Development of an In Vitro Assay to Evaluate Contractile Function of Mesenchymal Cells that Underwent Epithelial-Mesenchymal Transition. J. Vis. Exp. (112), e53974, doi:10.3791/53974 (2016).

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