This manuscript describes a tube formation assay to quantify the effects of a given compound or condition on angiogenesis by using endothelial cell tube formation in a controlled environment.
Malignant tumors require a blood supply in order to survive and spread. These tumors obtain their needed blood from the patient’s blood stream by hijacking the process of angiogenesis, in which new blood vessels are formed from existing blood vessels. The CXCR2 (chemokine (C-X-C motif) receptor 2) receptor is a transmembrane G-protein-linked molecule found in many cells that is closely associated with angiogenesis1. Specific blockade of the CXCR2 receptor inhibits angiogenesis, as measured by several assays such as the endothelial tube formation assay. The tube formation assay is useful for studying angiogenesis because it is an excellent method of studying the effects that any given compound or environmental condition may have on angiogenesis. It is a simple and quick in vitro assay that generates quantifiable data and requires relatively few components. Unlike in vivo assays, it does not require animals and can be carried out in less than two days. This protocol describes a variation of the extracellular matrix supporting endothelial tube formation assay, which tests the CXCR2 receptor.
hayatta kalmak için besin gerekli elde etmek için, habis tümörler hastanın kan akışına erişim gerektirir. Bu erişim elde etmek için, tümör hücreleri böylece anjiyogenez 2 olarak bilinen normal fizyolojik süreç kaçırma, tümörün yeni kan damarlarının büyümesini teşvik kimyasal sinyalleri bırakın. Bu metastazı (yani, diğer organlara kanser yayılması) oluşabilir anjiyogenez ile oluşturulan kan damarları aracılığıyla da. Anjiyogenez süreci, kanser gibi çeşitli ilerlemesi için çok önemli olduğu için, anti-kanser terapisi araştırmaları 3 çekici bir hedeftir.
anjiyojenezi ölçmek için kullanılan bir yöntem, hücre dışı bir matris üzerine yerleştirildiğinde tüpler oluşturmak üzere endotelyal progenitör hücre yeteneğini ölçmektir. Bu tüplerin oluşumu çevre koşullarına (belirli bir co örneğin, varlığı ya da eksikliği test anjiyogenez kritik bir erken adımdır, çünkümpound) teşvik veya inhibe edebilir tüp oluşumu anjiogenezisi inhibe hedeflenebilir belirli adımlar içgörü sağlar. Endotel hücre tüp oluşumu tahlil tüpleri oluşturmak üzere hücrelerin yeteneğini ölçen en yaygın olarak kullanılan 4, in vitro yöntemlerden biridir. Nispeten az sayıda bileşen ve kısa bir kültür dönemi 5 gerektiren basit bir tahlilidir. Belki de en önemlisi, tahlil bu tür elde edilen veriler ölçülebilir olmasıdır.
tüp formasyonu deneyi kullanımı için bir örnek, indirgenmiş gelişme faktörü (GFR) hücre dışı matrisin genel hücre dışı matrisin üzerinde büyümüş vasküler endotel hücrelerinden tüplerin gelişmesini karşılaştırılmaktadır. laminin, tip IV kolajen, büyüme faktörleri ve proteoglikanlar hücre dışı matris sarkoma hücreleri ve ana bileşenlerinin izole edilen bir bazal membran-benzeri malzeme olduğu bulunmaktadır. Bazı bileşikler, tüpler oluşturmak için hücre yeteneği üzerinde farklı etkileriAzaltılmış büyüme faktörleri ve düşük heparan sülfat proteoglikan (HSPGs) ile bir ortam. HSPGs anlamlı GFR hücre dışı matris içinde azalır hücre dışı matrisin bir bileşenidir. Bir örnek olarak, hipotez bu HSPGs bol tüp oluşumunu durdurmak için önemli ölçüde daha zayıf yeteneğine sahip blok CXCR2 reseptörü SB225002 gibi anjiyojenez inhibitörleri, daha sonra hücre dışı matris ve GFR, hücre dışı matris içinde tüp oluşumu aktivitesi arasında bir karşılaştırma bu ise, HSPGs kontrolü yoluyla anjiyogenez inhibisyonu olasılığını keşfetmek önemlidir.
Genel olarak angiogenesis üzerinde bileşiklerin etkisini belirlemek için kullanılan diğer deneyler, in vivo yöntemlerde bulunmaktadır. Bu kayda değer örnekleri tavuk yumurtası kullanılarak civciv koriyoallantoik membran (CAM) deneyi 6, ve in vivo Matrigel fareler kullanılarak anjiyogenez tahlil 7 takın. In vivo yöntemler t anjiyogenez ölçmek ikenHREE boyutları ve in vitro olarak tüp formasyonu deneyi ile karşılaştırıldığında, insan vücudunun fazla temsilcisi, önemli ölçüde daha fazla zaman gerektiren kusur acı ve önemli ölçüde daha fazlasını gerçekleştirmek zordur. CAM tahlil ve hücre dışı fiş tahlil Hem karşılaştırıldığında, tüp oluşumu tahlil tek bir gün içinde yapılabilir iken, yapmak için en az bir hafta 8 almak ve hayvan kullanımını gerektirmez.
Raporda kullanılan endotelyal hücreleri, insan göbek damarı endotelial hücreleri (HUVEC) olduğuna dikkat etmek önemlidir. Bu hücreler, vasküler filiz ve kan damarlarının büyümesi önemli bir rol oynar, ve yeterince in vitro ve in vivo deneylerde 9 anti-anjiyojenez etkinliğini değerlendirmek için kullanılan kanserlerinde endotel hücrelerine benzer şekilde yapılır. primer mikrovasküler endotel hücreleri gibi diğer hücreler de kullanılabilir.
Alt taşımasının yanısıra dikkat etmek de önemlidirNormal hücre dışı matris ile karşılaştırıldığında HSPGs düzeyleri de GFR hücre dışı matris bir çok bileşenlerinin seviyelerinin azalttı. Dahil, ancak bunlarla sınırlı değildir: EGF, IGF-1, PDGF ve TGF-beta. anjiyogenez ile ilgili bu bileşiklerin önemini okuyan performans deneyleri GFH hücre dışı matriks kullanarak ilginizi çekebilir.
Bu tahlilin gerçekleştirilmesi, aksi belirtilmediği sürece, her zaman buz ya da 4 ° C'de bir hücre dışı matris tutmak esastır. hücre dışı matris 4 ° C'nin üzerinde ısınmaya bırakıldı, bu polimerize olur, ve deney harap. Bu temas edecek bir şey temin etmek de önemlidir (ör pipet uçları, plaka) hücre dışı matris ile önceden soğutulmuş bahsedilen nedenle içindir. Her bir oyuk tohumlandı hücre sayısı önemlidir, çok az sayıda hücre, kontrol örneğinde beklenen ağ-vermeyecektir Çok fazla sayıda hücre, büyük hücre kümeleri ya bir tek tabaka oluşturacak ve deney geçerli olmayacaktır. Bu deneyde başarısında bir başka önemli faktör, HUVEC hücre kanalı sayısıdır. geçit numarası her zaman aksi takdirde sağlam tüp oluşumu oluşabilir, on daha düşük olmalıdır. Buna ek olarak, tek bir kullanılan hücre kültürü ortamı süresi henüz sağlamalıdır veya hücreler canlı değildir. Alternatively, bir orta ve bileşenlerini kısım ve son kullanma tarihi sonra belli bir süre için muhafaza -20 ° C 'de saklayabilir. Tabii ki, son kullanma tarihine kadar orta kullanmak için hala tercih edilir
Tüm prosedürler gibi, endotelyal hücre tüp formasyonu deneyi yürütmek için bazı dezavantajları da vardır. Önemli bir sorun, endotel hücreleri ve destek matrisi farklı olduğundan, Analizin sonuçları hücre ve matris türü kullanıldığı bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir olmasıdır. kullanılan endotel hücreleri (HUVECler, HAECs ya HMVECs) da ölümsüzleştirilmiş hücreler ile karşılaştırıldığında değişkenlik alma ve için pahalı, primer hücrelerdir. Birincil hücreler, kullanım için sınırlı bir geçitler vardır ve bu nedenle, uzun dönemli anjiyojenez deneyler 14 için uygun değildir. güvenilir veri, bir zaman tayini için aynı tip kullanmalıdır. In vitro deneyler, diğer gibi bir tüp formasyonu deneyi sonuçları con olmalıdıriki boyutlu doku kültürü kontrollü ve yapay koşullarda elde edilen sonuçlar her zaman yaşayan bir organizma karmaşık biyosistemde yansıyan olmayabilir çünkü, in vivo güçlendi. Tüp oluşturan hücreler Bu tür testlerde, sadece endotel hücre tüp oluşumunu göstermek için kullanılabilir akılda tutmak önemlidir ve diğer non-endotelyal test etmek için kullanılmamalıdır.
Bu tahlil, bir bileşiğin anjiyojenik potansiyelini ölçmek için oldukça basit ve hızlı bir yöntemdir. Ayrıca, tek başına olarak, bileşim henüz kabı oluşturan işlemi etkiler belirli bir mekanizma ile ilgili bilgiler elde etmez, daha başka deneyler için bir platform oluşturur. Ancak, çeşitli hücre dışı matris kullanımı ayrıca yaygın kullanılmaz araştırma sorularına yönelik bir çerçeve oluşturmak için nasıl bir örnektir. bileşenlerini hedef spesifik inhibitörleri de dahil olmak üzere bileşiğin spesifik biyo-kimyasal mekanizmaları incelemek için yaklaşımlar vardıranjiyogenez yolu. Bir başka yaklaşım ise endotel hücrelerinden RNA çıkarmak ve deneyde gözlemlenen büyüme çalışmasına yol açabilir gen ekspresyonu değişiklikleri analiz etmek için RT-PCR (Real Time PCR) 12 kullanmak olabilir. Bu yöntemin gelecekte uygulamaları anjiyogenez yolun belirli adımlar için knock-down deneyleri oluşturmak için HUVECler transfekte içerir. lenfanjiogenetik yolunu incelemek için bu yaklaşımı uygulamak için potansiyel var. hücre-dışı matris bileşenlerini değiştirerek, matris ve kanserde anjiyogenez destek veren selüler işlemin etkileşimi ortaya çıkarılabilir olabilir. Bu özel şartlar altında endotel hücrelerinden RNA ekstraksiyonu ve proteinler, ek ölçülebilir veriler veri görüntüleme karşılık gelen sağlar.
The authors have nothing to disclose.
The work was funded by the Fund for Medical Research and Education, Wayne State University, Detroit, MI.
EGM-2 complete growth medium (EGM-2 bullet kit CC-3162 ) | Fisher | NC9525043 | HUVEC complete growth medium: EGM-2 base medium mixed with BBE (Bovine Brain Extract), hEGF (Human Epidermal Growth Factor), Hydrocortisone, GA-1000 (Gentamicin, Amphotericin-B), 2% FBS (Fetal Bovine Serum), VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor), hFGF-β (Human Fibroblast Growth Factor Beta), R3-IGF-1 (Long R Insulin-like Growth Factor One), Ascorbic Acid, and Heparin. Aliquot the medium and its components and store them at -20 oC, warm in 37 oC before use. |
MATRIGEL MATRIX 10ML Growth Factor Reduced (GFR); 10mL; LDEV-Free | Fisher | CB-40230 | Growth Factor Reduced (GFR) extracellular matrix, keep in -20 oC , warm in 4 °C before use. |
MATRIGEL MATRIX 10ML ; 10mL; LDEV-Free | Fisher | CB-40234 | extracellular matrix, keep in -20 oC, warm in 4 °C before use. |
SB225002 | Fisher | 559405 | CXCR2 inhibitor, keep in -20 oC, warm in room temperature before use. |
Primary human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) | ScienCell Research Laboratories | 8000 | culture it according reference 10. |
Trypsin 0.05%-EDTA phenol red | Invitrogen | 25300-054 | keep in 4 oC, warm in 37 oC before use. |
Nikon ECLIPSE Ti | Nikon | Inverted Research Microscope. | |
NIS-Elements AR 4.20.02 64 bit | Nikon | Inverted Research Microscope software | |
Graph-pad Prism 5 | GraphPad Software, Inc. | scientific 2D graphing and statistics software, to calculate IC50. |