우리는 X 레이 방사선 Caco-2와 주변 혈액 단 세포 (PBMC) 사이 누화를 조사 하는 프로토콜을 제시. 프로토콜은 Caco-2 조사와 PBMC; 공동 문화권의 시작 그 후, 트랜스 상피 전기 저항 48 h 및 서양 오 점 Caco-2에 PBMC 수행을 통해 정기적으로 측정 됩니다.
프로토콜 채택에이 작품을 어떻게 엑스레이 교란 장 장벽의 기능 대 장 종양 세포와 면역계 사이의 상호 작용에 초점을 맞추고 탈피 목표로. 대 장 암 암, 수술, 화학요법, 그리고 방사선 치료에 의해 일반적으로 처리의 가장 일반적인 유형 중 하나입니다. 타겟팅 종양에 방사선 치료의 장점은 잘 알려져 있습니다. 그러나, 건강 한 조직의 제한 노출 장의 장벽 및 면역 체계에 미치는 영향에 대해 특히 큰 관심사입니다. 일반 세포 배양에 비해 더 생리 적인 것과 유사한 조건에서 두 셀 인구 사이 상호 작용을 공부 하 채택된 설치 수 있습니다. 이 위해 우리가 다른 기술에 리조트와 우리는 생체 외에서 공동 문화 모델 사용, 단층과 같은 문화 매체를 공유 PBMC 분화 Caco-2 셀에 따라. 이 프로토콜에 염증 통로의 활성화 그리고, 서쪽 오 점, 분자 변경, 즉 거시적인 효과, 즉 세포 생존 능력 및 트랜스 상피 전기 저항 (TEER)에 초점을 개발 되었습니다. 면역 세포와 Caco-2 셀에 꽉 접합 단백질 표정. Caco-2 세포 생존 능력에 방사선 효과의 초기 평가 동안 TEER는 ohmmeter를 통해 고정된 시간 간격 측정 되었다 Trypan 블루 분석 실험, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium 브 로마 이드 (MTT)를 통해 평가 되었다 특히 공동 문화 시스템을 위해 설계 되었습니다. 이 방법에서는, 방사선, 존재의 주변 혈액 단 세포 (PBMC), 그리고 결국 그들의 시너지 효과 인해 효과 설명할 수 있습니다. 이러한 상호 보완적인 기술을 통해 PBMCs 추가 된 때 높은 라디오-저항 Caco-2의 2-10 Gy의 x-레이 및 증가 Caco-2 단층 침투성의 범위 내에서 관찰 합니다. 특히, PBMC 존재 관련 꽉 접합 비 계 단백질 식에서 변형 된 것으로 밝혀졌다.
이 작품에서 채택 하는 방법론은 대 장 암 세포와 면역 체계를 이용 하는 일반 2 차원 세포 배양에 비해 생리 적 조건에 가깝게 설정 간의 상호 작용을 조사 하도록 설계 되었습니다.
대 장 암 (CRC) 세 번째 가장 빈번한 유형의 (글로벌 암 전망대, 암, 세계 보건 기구, http://gco.iarc.fr에 대 한 연구를 위한 국제 기관)의 경우 전세계 1 백만 이상으로 암으로 간주 됩니다. CRC의 관리는 수술, 화학요법 또는 방사선 치료1통해 정기적으로 수행 됩니다. 수술 또는 화학요법 같은 침략 적 기법에 비해, 방사선 치료는 크게 일반적인 해로운 조직의 반응 방사선 복용량의 지역화 된 배달 덕분에 이러한 임상 접근에서 파생 방지 합니다. 그러나, 부작용은 건강 한 세포에 직접적인 피해와 피해 대상 비 효과2,,34중재 염증 트리거링 주변의 건강 한 조직에 발생할 수 있습니다. 대 장 암 치료 중 방사선 조사로 인해 불리 한 효과에 초점을 맞추고, 두 가지 측면 조사 될 필요가 있다. 첫째, 장 불 침투성의 책임 메커니즘 방사선 전달 일으키는, 차례 차례로, 세균성 인구 변경된 포함 및 paracellular 통로 분자와 용액의 부작용의 가능성에 의해 변경 될 수 있습니다. 둘째, 창 자 연관 된 림프 조직 (GALT)의 존재 세균성 성장을 통제 하 고 일반적인 면역 반응5,,67중재의 기능을 가진 면역 시스템의 전초 역할을 합니다. 이러한 기능을 수행 하기 위해 장 불 침투성 세포의 세포 막 사이 접합 단지의 기능 때문에 유지 됩니다. 이러한 이유로, 엑스레이의 다른 복용량 인해 유발된 해로운 결과 혼자 및 공동 문화 PBMC Caco-2 셀에 조사 되었다.
생물 의학 연구에 조사의 첫번째 setline는 세포 배양에 대 한 연구를 실시, 운전 하는 다른 세포 유형 사이 세포 생물학과 상호 상호 작용 하는 메커니즘의 상세한 지식이 부족 될 수 있습니다 중요 한 때 기관, 시스템, 그리고 실험실에서 쉽게 다시 만들 수 없는 기구의 생리학의 학문에 접근. 따라서, 우리 두 셀 인구 함께의 연구와 세포와 extracellular 메커니즘에 관련 된 측면의 해 부를 수 있도록 공동 문화 체제를 채택 하기로.
공동 문화 상피 기능과 다른 세포 유형 사이 상호 작용을 공부 하는 때 악용 하는 기법 이다. 특히, 이러한 기술의 사용 epithelia 셀 특징 극성으로 구성 되어 있기 때문에 우리의 경우, 필수 됩니다. 장 배리어의 경우 enterocytes 표시 꼭대기와 잘 정의 된 분극 하 고 basolateral 극 일반적으로 꽉 교차점을 만드는 접착 분자의 존재로 인해 분리 합니다. 이 구획은 paracellular 인신 매매와 결정된 분자만 통과 허용 피하 조직 생리학에 대 한 필요 합니다. 이 기능은 물론 설정 배양 정상 세포와 함께 재현 가능한 되지 않습니다. 또한, 공동 문화 체제의 채택 꼭대기 표면 (창 자 루멘에 해당)은 다른 세포와 직접 접촉 하는 동안만 basolateral 표면에에서 면역 세포의 존재를 재현 합니다.
최근, Caco-2 셀 라인 장 방 벽의 생체 외에서 모델로 더 많은 중요성을 얻었다. 인간 결 장 선 암에서 파생, Caco-2 세포 분화 능력을 유지 하 고 기능 편광된 단층8, 공동 문화 삽입에서 성장 될 때 세포 막 속성의 조사 수 있는 만듭니다.
Caco-2 다공성 막에 경작 장 단층의 잘 설립 된 생체 외에서 모델 이후 개선 Caco-2와 다른 세포 사이 공동 문화 되었습니다. 이 설치는 빈번 하 게 채택 되었다 측정 다른 사이 누화 종류9 셀 Caco-2를 해명 하는 데 사용 수 불안정 Caco-2 혼자 경작에 관하여 공동 문화에서 외 인 자극에 응답.
많은 연구 Caco-2 해결 동작 때 모두 비 병원 성 박테리아와 공동 경작 하 고 주변 혈액 단 세포, 특히 면역 시스템10와 혼선을 명료 하 게. 포-루비 오 외. 11 공부 Caco-2/PBMC 공동 문화에 여러 가지 cytokines의 표정을 Caco-2 세포를 자극 하는 bifidobacteria. 그들의 작품에 cytokine 식 프로필 PBMC의 존재/부재에서 세균성 자극에 따라 상당한 수정 강조 표시 됩니다. 그들의 결과 PBMC 존재 bifidobacteria에 Caco-2 sensitizes 결론으로 이어질.
비 병원 성 및 병원 성 박테리아 Caco-2 셀의 다른 응답 다른 연구 팀에 의해 평가 되어 있다. Parlesak 외. 12 대장균에 Caco-2 셀의 면역 억제 효과 입증-PBMC를 자극. 또한, 할 러 외. 13 enteropathogenic 대장균 종 또는 비 enteropathogenic 박테리아 i.e.E. 대장균 종, Caco-2 셀 두 lipopolysaccharide (LPS)와 자극된의 응답 공부 균 종, 강화는 Caco-2 세포의 응답 공동 문화 설정에 백혈구의 존재에 엄격 하 게 따라 하는 추측.
다른 상호 보완적인 실험실 분석을 수행 하 여 (예: 서쪽 오 점, 트랜스 상피 전기 저항, MTT, 등), 공동 문화에서 성장 하는 다른 세포 유형의 분석 뿐만 아니라 전체 방법론 약속 더 많은 대표에 비보를 정말 어떻게 간주 될 수 있는 결과. 또한,이 설정 관련된 셀 형식의 연구 뿐만 아니라 위 대 더 낮은 구획에 또는 존재 에서에서 발표 하는 세포 신호 분자를 수 있도록 다른 공동 문화 구획의 분리 수 있습니다. 대 공동 문화의 부재.
선진국에서 그것의 높은 발생으로 대 장 암 사망률 및 인구에서 사망률의 가장 빈번한 원인 중 하나입니다. 그것은 일반적으로 수술, 화학요법, 그리고 방사선 치료1에 의해 관리 됩니다. 방사선 치료의 프레임 워크에서 특정 주의 건강 한 조직을 노출4;의 효과를 부여 해야 합니다. 또한, 방사선 노출 및 면역 체계의 관계에 대 한 체계적인 연구는 라디오 immunotherapy3의 접근을 개발 하기 위한 기본.
우리는이 작품에서 채택 하는 방법론 Caco-2 셀 및 PBMC 크로스 토크의 조사를 맞게 되었습니다. 우리는 종양 세포의 엑스레이 노출의 효과에 집중 하지만 동일한 프로토콜 약리 작용 연구에 적용할 수 있습니다. 표준 세포 배양 관련 생리 적 조건에 가까이 되 고, 강한이 방법의 장점은 다른 세포 유형 및 자료의 분석의 가능성을 주어진 복잡 한 시스템의 완전 한 해 부의 가능성 공동 문화 자체의 두 구획으로 신호 분자. 이 방법에서는, 정기적으로 적용 된 생물 학적 방법 상호 관련된 메커니즘 휴대의 이해를 도울 수 있다.
Caco-2 셀에 X 레이 유도 효과의 초기 특성 두 보완 측정에 근거 했다, 즉 MTT 색도계 분석 결과 고 Trypan blue 염료 제외 테스트. 이러한 두 가지 분석 실험의 다른 초점에 의해 분명히 일관성 없는 결과 설명할 수 있었다. MTT은 Trypan 파랑 염료 생활 셀 제외 염료 메커니즘에 기반 하면서 oxidoreductase 효소 활동을 평가 합니다.
Caco-2-PBMC 상호 작용의 조사 공동 문화의 2 개의 구획 사이 완전 한 별거에 지도할 수 있는 상피 단층의 생성을 필요 합니다. Caco-2 셀 공동 문화 삽입에 뿌리기의 가능성이 셀 인구 조사 수 있습니다. 공동 문화 조사 후 시작, 이후 PBMC의 어떤 실수로 노출으로 인해 아무 편견이 있다. 이 설정 해야 손상 (또는 오염)을 피하기 위해 신중 하 게 처리 되어야 세포 단층 삽입의 움직임 동안 다른 한 6 잘 플레이트에서 합니다. 신중 하 게 수행 하는 경우 TEER 측정 조사 단층 침투성을 간단 하 고 비-침략 적 방법입니다. 이 분석 결과 엄격 하 게 공동 문화 설정에 관련 된 그리고 단층 침투성의 조사에 대 한 유일한 선택이 아니다. 그것은 잘 신선한 완전 한 매체와 보정은 일단 좋은 재현성을 측정의 수 있습니다. 일반적인 분석 아래 “basolateral” 하나에 위 “꼭대기” 구획에서 화학 염료의 확산에 초점 (예: fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran 분석 결과)16. 그러나, PBMC이이 연구에서 basolateral 구획에 있기 때문에, 우리는 실험에서 화학 시 약의 소개를 방지 하기로.
이 작품에서 채택 하는 다른 기법 중 TEER 측정은 유일 하 게 공동 문화 설정17,18필요 합니다. 그러나, 다른 일반적인 실험실 기술은 설치 생리에 가까운 조건의 조사 수 데이터 강한 생물 학적 중요성으로 셀 공동 문화에 적용 될 때 더 유익한 결과 제공 합니다. 다른 한편으로, 그것은 다공성 지원에 성장 하는 세포를 사용 하 여 서 부 럽 통해 분석할 세포 추출의 준비를 위한 세포 세포의 용 해 등 샘플을 준비 하는 데 필요한 작업에 몇 가지 문제가 발생할 수 언급 해야 합니다.
이 연구에서 채택 하는 시스템 개선, 예를 들면 기질 환경 재현 수 물질의 응용 프로그램으로 추가 될 가능성이 있다. 그러나,이 또한 시스템의 증가 복잡성 귀 착될 것 이다 고 설정의 완전 한 해 부 달성 될 더 어려울 것 이다.
셀 공동 문화에 대 한 설정을 확실히 복잡 한 시스템의 이해에 대 한 생체 외에서 연구의 발전을 위한 강력한 도구를 나타냅니다. 이 기술은 분자 신호에 그리고 가능한 응용 프로그램의 프레임 워크에서 면역 체계의 활동의 변조에 기초 연구 연구에 새로운 입력을 제공 하는 기본 메커니즘에 대 한 지식을 증가 하는 종양학 임상 환자 관리입니다.
The authors have nothing to disclose.
이탈리아 연구소 핵 물리학 (INFN)에 대 한 부분적으로 INFN 자오선 프로젝트를 통해이 작품을 자금. 저자는 INFN 자오선 프로젝트 조정;에 대 한 교수 Edoardo Milotti (물리학과, 대학교의 트리 에스테, 이탈리아)를 인정 닥터 Roberto Chignola (생명 공학 부, 대학교의 베로나, 이탈리아) Caco-2 셀, ohmmeter, 제공 하 고 그의 귀중 한 도움과 훈련에 대 한. 우리는 또한 기술 지원에 대 한 Agnese Solari 인정합니다.
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 |