Name: a rapid filter insert-based 3d culture system for primary prostate cell differentiation
Uploaded: 2017-02-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
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이 연구는 T32 (CA 9686-18) 및 TL1 (TL1TR001431) 박사 교육 그랜트 상 (LT), DOD PC140268 (CA), W81XWH-13-1-0327 (CA) TR000102-04 (CA)뿐만 아니라 의해 지원되었다 U01 PAR-12-095 (쿠마)와 P30의 CA051008-21 (와이너). 샘플 고정, 절편 및 염색은 롬바르디 종합 암 센터의 조직학 및 조직 공유 자원에서 수행되었다. 우리는 도움이 토론 리처드 슈레 겔 제품 개발 부사장 감사합니다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 국립 암 연구소 또는 국립 보건원의 공식 견해를 대변하지 않습니다.

3 차원 셀의 1. 설립 문화 삽입 시스템 <ol><li> 아래로 6 웰 플레이트 (그림 1A)에서 역 방향 (최대 필터 측) 2 폴리 카보네이트 세포 배양 삽입을 놓습니다. </li><li> 인서트의 바닥면에 물을 0.1 % 젤라틴의 얇은 층을 적용하고 멸균을 유지하기 위해 생물학적 안전 캐비넷 (10-20 분) 건조 할 수있다. </li><li> 단계를 반복 1.2 삽입에 0.1 % 젤라틴의 3 응용 프로그램의 총 두 번 더. 주 : 젤라틴 코팅 챔버 사이의 제한 확산 도움이 될 것입니다. </li><li> 문화 플라스크를 씻어 PBS의 5 mL를 넣고, 표준 배양 조건에서 차의 CRC를 수집합니다. <ol><li> 37 ° C에서 5 분 동안 0.25 % 트립신 EDTA (a T-75에 대한 T-25이 용액 1 ㎖)를 사용하여 세포를 Trypsinize. 부드럽게 세포를 빠지에 도움을 플라스크의 측면을 누릅니다. 이어서 트립신 반응을 정지하고 완전 DMEM 5 ㎖를 첨가하여 세포를 수집하기 위해 진행. </li><li> 수집<html> 15 ㎖의 튜브에 세포. 4 ° C와 188 XG에서 튜브를 원심 분리기 및 자동 셀 카운터 또는 혈구를 사용하여 계산합니다. </li><li> 미디어 (CM)를 조절 250 μL에 60의 CRC를 다시 일시 중단하고 제대로 지향 (필터면을 아래로) 문화 삽입 (그림 1B)에 추가 할 수 있습니다. 이는 내부 챔버로 지칭된다. 참고 : CM은 조사 J2 세포에 의해 조절 F-매체이며, 이전에 7, 8, 9, 11 설명 된대로 10 μm의 Y-27632이 포함되어 있습니다. </li></ol></li><li> 6 웰 플레이트의 외부 챔버에 CM의 2 용액을 적용하고 (최소 18 시간) 밤새 37 ° C에서 품어. </li><li> 조심스럽게 한 ML 200 μL 피펫으로 내부 챔버에 CM을 제거하고 천천히 풀 때까지 1 ML의 피펫 내부 챔버에 차별화 미디어 (DM)를 추가합니다. 셀 계층을 방해하지 않도록주의해야합니다. </li></ol>3D 문화의 제작 &quot;&gt; 2. 유지 관리 <ol><li> 매일 문화를 확인합니다. 그림 2와 같이 건강한 세포가 나타납니다. </li><li> 외부 챔버의 CM 매일 또는 세포의 신진 대사에 따라 매일 변경합니다. </li><li> (노란색) 내부 챔버 변경 색상의 매체는 조심스럽게 한 ML 200 μL 피펫으로 내부 필터 챔버에서 용지를 제거합니다. </li><li> 흡인 팁과 외부 6 웰 플레이트 챔버에서 미디어를 대기음. </li><li> 1 ML의 피펫을 사용하여 천천히 풀 때까지 내부 챔버에 신선한 DM을 적용합니다. 긁어하거나 셀 층을 제거하지 않도록주의하십시오. </li><li> 신선한 CM 2 mL로 외부 챔버에서 미디어를 교체합니다. </li><li> 2 주 문화를 유지 한 다음 원하는 생체 분자 분리에 대한 처리를 진행합니다. 주 : 6 웰 플레이트의 각 행은, 여섯 삽입 (그림 1B)의 총, DN에 대한 충분한 세포를 얻기 위해 실험에 따라 처리해야분석을 위해 A, RNA 또는 단백질. </li><li> 외측 챔버 대기음 매체 및 2 ㎖의 인산 완충 식염수 (PBS)로 헹군다. </li><li> 조심스럽게 한 ML 200 μL 피펫과 내부 챔버에서 미디어를 제거하고 500 μL PBS를 추가합니다. 긁어하거나 막에 세포를 방해하지 마십시오. </li><li> 기음 외부 챔버에서 PBS 조심스럽게은 1 mL를 200 μL 피펫으로 내부 챔버에서 PBS를 제거합니다. PBS를 제거하고 나면 아래에 설명 된 해당 응용 프로그램에 직접 진행합니다. 멤브레인이 건조하는 것을 허용하지 않습니다. 응용 프로그램이 시작할 준비가 될 때까지 배양은 PBS로 잠시 유지할 수있다. </li></ol> 3. 펠렛 은행의 필터 처리 <ol><li> 각 내부 챔버 100 μL 0.25 % 트립신 - EDTA를 추가하고 37 ℃에서 5 분 동안 품어. </li><li> 아래로 피펫 팅하는 동안 간단히 조심스럽게이 / 교반 200 μL 피펫으로 막 표면에 세포를 긁어 (punc을 피하기) 막을 튜링. 37 ° C에서 1 분 동안 품어. </li><li> 필터를 씻어 아래로 부드럽게 제 1 내부 챔버에 CM의 250 μL를 추가하고 최대 피펫합니다. </li><li> 전송 매체 같은 조건을 포함하고, 상하 피펫 팅을 반복하여 인접하는 필터 챔버에 세포를 재현 탁. </li><li> 단일 조건의 삽입 각각에 대해이 절차를 반복합니다. 수집 및 1.5 mL의 원심 분리기 튜브에 세포를 전송합니다. </li><li> 남아있는 세포를 수집하는 CM의 추가로 100 ~ 200 μL 각 내부 챔버를 씻어. 단계 3.5에서 1.5 ML의 원심 분리기 튜브에 추가합니다. </li><li> 5 분 동안 4 ℃에서의 microcentrifuge 423 XG에 세포를 스핀. </li><li> 뜨는을 기음 1000 μL PBS로 한 번 세포 펠렛을 씻는다. </li><li> 5 분 동안 4 ° C에서의 microcentrifuge에서 423 XG에 다시 스핀. </li><li> 대기음 PBS하고 나중에 사용하기 위해 -80 ° C에서 동결. </li></ol> 4. RNA 또는 DNA 분리에 대한 필터 처리 <ol&gt; <li> 내부 챔버를 구 아니 디늄 티오 시아 네이트 - 페놀 - 클로로포름 추출 또는 유사 시약 200 μL를 첨가하고 잠시로 pipetting 아래로 막 표면에 세포를 교반한다. </li><li> 외부 챔버 건조한 실온에서 5 분간 추출 시약 부화. <ol><li> 필터 삽입로부터 해리되어 있으므로, 상하 추출 용액을 피펫 팅에 의해 해리 된 여과막을 씻는다. 6 웰 플레이트를 기울 남아있는 액체를 흡입하여 가능한 한 추출 시약의 정도를 수집합니다. </li></ol></li><li> 정화 및 DNA, RNA 또는 단백질의 복구를 위해 제조 업체의 프로토콜을 따르십시오. </li></ol> 5. 단백질 분리를위한 필터 처리 <ol><li> 얼음의 6 웰 플레이트에서 필터 인서트를 놓습니다. 상기 내부 챔버에 10 μL 1 mM의 불소화 나트륨 (NaF로부터), 1 mM 나트륨 바나 데이트 (NAV)를 100mM dithiothre 보충 된 단백질을 용해 완충액으로 추가itol (DTT) 및 안티 단백질 분해 효소 칵테일의 100 μL. </li><li> / 교반로 pipetting 상하 동안 20 μL 피펫 막 표면에서 세포를 긁어. 용해 버퍼에 거품을 생성하지 마십시오. </li><li> 10 분 동안 얼음에 필터 삽입과 6 웰 플레이트를 품어. </li><li> 스크래핑 반복 한 후 용해 완충액으로 막 표면을 헹군다. </li><li> 6 삽입에서 해물을 수집하고 얼음에 1.5 mL의 원심 분리기 튜브로 전송할 수 있습니다. </li><li> 다음 필터 용해 완충액과 전사의 추가 10 μL와 제 막을 씻어. </li><li> 모든 삽입 단계를 반복 5.6, 잔류 용해 완충 용액을 수집하고 1.5 mL의 튜브 (단계 5.5)에 추가 할 수 있습니다. </li><li> 추가로 5 분 동안 얼음에 샘플을 품어. </li><li> 4 ℃에서 15 분 동안 최대 속도 (테이블 탑 원심 분리기에서 16,873 XG)에서 스핀. </li><li> 신선한 1.5 ML의 튜브에 피펫 해물 상청. </li><li> 단백질 농도 또는 석재의 분석을 진행-80 ° C에서 해물을 다시. </li></ol> H &amp; E 및 면역 염색 6. 처리 <ol><li> 내부 및 외부 챔버에 500 μL 10 %의 1 mL의 NBF (중성 완충 포르말린)를 추가하고 4 ℃에서 하룻밤 배양 할 수 있습니다. </li><li> 외부 챔버에서 NBF를 대기음 1 ML의 히드 록시 에틸 아가로 오스 (HEA) 1.5 mL를 원심 분리기로 처리 겔을 추가합니다. 천천히 낮은 전력을 사용하여 전자 레인지에 아가로 오스를 용융 아가로 오스가 용해 될 때까지 10 ~ 20의 펄스를 반복했다. </li><li> 사용할 준비가 될 때까지의 응고를 방지하기 위해 37 ℃ 온욕 중에서 HEA 유지. </li><li> 내부 챔버에서 NBF를 제거하고 내부 챔버에 용융 HEA의 25 μL를 적용하고 아가로 오스는 2-5 분 동안 응고 할 수 있습니다. </li><li> 10 % NBF 젖은 2 거품 조직학 패드 (그림 3D 참조) 포함 카세트에 하나의 패드를 배치합니다. </li><li> 삽입의 바닥면에서 필터를 점수 (매우 날카로운, 미세 뾰족한 날이있는)을 # 11 블레이드 메스를 사용하여챔버는 부분적으로 플라스틱 삽입 챔버에서 방출. </li><li> 페트리 접시에 NBF 소량 (100 ~ 200 μL)를 놓고 NBF (그림 3A)에서 부분적으로 벗겨져 필터를 체험. </li><li> A # 10 메스 블레이드 부드럽게 완전히 삽입 배럴 (도 3b)로부터 필터를 꺼 내려 삽입 챔버의 내부에서, 상기 필터의 중앙에 대해 누른다. 여전히 배럴에 부착 된 필터의 어느 부분이 있으면, 메스로 절단. </li><li> # 10 블레이드 메스 (그림 3C)와 함께 반으로 HEA 코팅 필터를 잘라. </li><li> 단계 6.4 (그림 3D)에서 제조 한 조직학 카세트의 폼 패드에 필터의 각각의 절반을 놓습니다. </li><li> 필터를 사이에두고, 카세트에 두 번째 10 % NBF 적신 스폰지를 추가합니다. </li><li> 스냅 NBF에서 카세트, 장소를 밀봉하고, 밤새 품어. </li><li> 단면 처리 및 염색 등을위한 파라핀 블록으로 처리 필터이전 12 설명했다. </li></ol>

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	<li>Gao, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organoid+cultures+derived+from+patients+with+advanced+prostate+cancer.">Organoid cultures derived from patients with advanced prostate cancer.</a> Cell. 159 (1), 176-187 (2014).</li><li>Chapman, S., Liu, X., Meyers, C., Schlegel, R., McBride, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+keratinocytes+are+efficiently+immortalized+by+a+Rho+kinase+inhibitor.">Human keratinocytes are efficiently immortalized by a Rho kinase inhibitor.</a> J Clin Invest. 120 (7), 2619-2626 (2010).</li><li>Liu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ROCK+inhibitor+and+feeder+cells+induce+the+conditional+reprogramming+of+epithelial+cells.">ROCK inhibitor and feeder cells induce the conditional reprogramming of epithelial cells.</a> Am J Pathol. 180 (2), 599-607 (2012).</li><li>Yuan, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+reprogrammed+cells+to+identify+therapy+for+respiratory+papillomatosis.">Use of reprogrammed cells to identify therapy for respiratory papillomatosis.</a> N Engl J Med. 367 (13), 1220-1227 (2012).</li><li>Signoretti, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=p63+is+a+prostate+basal+cell+marker+and+is+required+for+prostate+development.">p63 is a prostate basal cell marker and is required for prostate development.</a> Am J Pathol. 157 (6), 1769-1775 (2000).</li><li>Lang, S. H., Frame, F. M., Collins, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prostate+cancer+stem+cells.">Prostate cancer stem cells.</a> J Pathol. 217 (2), 299-306 (2009).</li><li>Ringer, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+induction+of+the+p53+tumor+suppressor+protein+bridges+the+apoptotic+and+autophagic+signaling+pathways+to+regulate+cell+death+in+prostate+cancer+cells.">The induction of the p53 tumor suppressor protein bridges the apoptotic and autophagic signaling pathways to regulate cell death in prostate cancer cells.</a> Oncotarget. 5 (21), 10678-10691 (2014).</li><li>Pollock, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strigolactone+analogues+induce+apoptosis+through+activation+of+p38+and+the+stress+response+pathway+in+cancer+cell+lines+and+in+conditionally+reprogrammed+primary+prostate+cancer+cells.">Strigolactone analogues induce apoptosis through activation of p38 and the stress response pathway in cancer cell lines and in conditionally reprogrammed primary prostate cancer cells.</a> Oncotarget. 5 (6), 1683-1698 (2014).</li><li>Crogliom, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analogs+of+the+Novel+Phytohormone,+Strigolactone,+Trigger+Apoptosis+and+Synergy+with+PARP1+Inhibitors+by+Inducing+DNA+Damage+and+Inhibiting+DNA+Repair.">Analogs of the Novel Phytohormone, Strigolactone, Trigger Apoptosis and Synergy with PARP1 Inhibitors by Inducing DNA Damage and Inhibiting DNA Repair.</a> Oncotarget. , (2016).</li><li>Saeed, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+Drug+Testing+of+Patient-derived+Conditionally+Reprogrammed+Cells+from+Castration-resistant+Prostate+Cancer.">Comprehensive Drug Testing of Patient-derived Conditionally Reprogrammed Cells from Castration-resistant Prostate Cancer.</a> Eur Urol. , (2016).</li><li>Palechor-Ceron, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation+induces+diffusible+feeder+cell+factor(s)+that+cooperate+with+ROCK+inhibitor+to+conditionally+reprogram+and+immortalize+epithelial+cells.">Radiation induces diffusible feeder cell factor(s) that cooperate with ROCK inhibitor to conditionally reprogram and immortalize epithelial cells.</a> Am J Pathol. 183 (6), 1862-1870 (2013).</li><li>Coffey, A., Johnson, M. D., Berry, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SpOT+the+Correct+Tissue+Every+Time+in+Multi-tissue+Blocks.">SpOT the Correct Tissue Every Time in Multi-tissue Blocks.</a> J Vis Exp. (99), e52868 (2015).</li><li>Hidalgo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient-derived+xenograft+models:+an+emerging+platform+for+translational+cancer+research.">Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research.</a> Cancer Discov. 4 (9), 998-1013 (2014).</li><li>Drost, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organoid+culture+systems+for+prostate+epithelial+and+cancer+tissue.">Organoid culture systems for prostate epithelial and cancer tissue.</a> Nat Protoc. 11 (2), 347-358 (2016).</li></ol>

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일차 세포주 암 연구의 중요하고 빠르게 개발 플랫폼이다. 배양 인서트 기반 3 차원 배양 시스템은 2 주 기간 내에 기본 전립선 CRC로의 분화를 지원한다. 상기 CRC 필터 방법은 전립선 연구를위한 새로운 중간 처리량 방법을 나타낸다. 기존 마우스 PDX 모델은 시간 소모적이며 매우 비싸고, 상기 PDX 샘플의 많은 연구자 시작한 실험과 그 유용성을 제한 배양에서 성장 될 수 없다. PDX 확립의 성공률을 ?...

개인에게 개인화 된 식별 및 암 치료의 사용은 암 연구의 주요 목표입니다. 최근, 새로운 접근법은 잠재적 모두 파악하고 맞춤형 치료를 테스트하는 방법을 제공하는 일차 세포 배양 확립 더 큰 용이성을 허용 개발되었다. 예를 들어, R-spondin 기반 전립선 organoid 접근법 1 허용 상용 외 매트릭스에서 정상 및 전이성 전립선 암 세포의 3 차원 배양 (예, 마트 리겔)에 대한 세포의 조건부 재 프로그래밍 (CRC) 법 반면 조지 타운 2에서 개발, 3 개 표준 2 차원 배양 조건을 사용한다. 구체적으로는, Rho 키나아제 억제제 (Y-27632) 및 조사 J2 뮤린 섬유 모세포 피더 세포의 결합은 각질 세포의 CRC가이 부정 배양 이어질. 상기 CRC 방법은매우 강력한 일차 전지 라인이 성공적으로 설립 전립선 및 기타 여러 정상 및 악성 상피 조직 (3)로부터 무기한 유지와 함께. 중요한 것은, 우리의 CRC 기술은 이전의 약물 치료의 숫자를 실패한 환자에서 재발 성 호흡기 유두종의 병인으로의 신속한 식별을 허용했다. 또한, 정상 및 종양 유래의 CRC를 사용하여, FDA의 성공적인 식별 초기 조직 생검의 2 주 이내에되었다, vorinostat을 약물을 승인했다. 환자들은 질환 (4)의 성공적인 치료 결과 vorinostat에 넣었다. 정상적인 전립선은 내강, 기초 및 희귀 신경 내분비 세포 (5)으로 구성되어 있습니다. 내강 세포 선의 원주 상피 층을 형성하고, 안드로겐 수용체 (AR),뿐만 아니라 8 및 18 cytokeratins 친 다른 내강 마커를 발현국가 특이 항원 (PSA) 6. 역으로, 기저 세포 내강 층 아래에 지역화 및 사이토 케라틴 5 P63 있지만, AR (5)의 낮은 레벨을 표현한다. 우리는 7, 8, 9, 10 등을 성공적 임상 약물 역학적 감도 연구에서 전립선의 CRC를 사용했다. 2D 표준 조직 배양 조건 하에서 성장 된 경우에는, 이들 세포가 완전히 열 신호 AR 맞물린 못한다. 면역 결핍 쥐의 신장 캡슐 아래에 위치 할 때 중요한 점은 CRC가이 허용 환경에 배치 할 때 전립선 CRC가 자신의 혈통의 의지를 유지할 것을 나타내는 정상 전립선 선의 구조와 기능을 회복했습니다. 여기에 설명 된 필터 인서트 계 세포 배양 시스템의 개발이 급속 (2 주)를위한 증명 B와 같은 전립선의 CRC의 체외 분화를 허용Y 증가 아칸소와 AR 대상 유전자의 발현도 감소 등의 P63 수준. 사용되는 필터 삽입은 포유 동물 세포의 배양을지지 할 수 카보네이트 멤브레인 (기공 크기 0.4 ㎛의)을 포함한다. 시스템이 개발로, 정상 및 악성 전립선 CRC로 6 웰 배양 접시 필터 인서트를 사용한다. J2 전지 (11)에 의해 조절 된 세포 배지는 상부 챔버 하부 측실 전립선 분화 배지에서 배치된다. 기술은 본원 맞춤 의학의 목적과 일치하는 2 주 기간 내에 전립선 내강 세포 분화를 지원 설명한다. 문화의 포괄적 인 분자 유전 학적 및 세포 프로파일을 허용 방법론을 개발하는 것이 필수적이었다. 필터 표면으로부터 방출 세포에서 DNA, RNA 및 단백질을 분리하는 방법을 개발하고 정확한 반복 시료 처리 간소화되었다. FINA에서야 베드로, 방법론은 H &amp; E, 면역 조직 화학 및 면역 형광 염색, 삽입을 사용할 수 있도록 필터를 제거 절편과 필요한 완전히 설명되어 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Corning Costar Snapwell Culture Inserts</td><td>Corning</td><td>3801</td><td></td></tr><tr><td>Millicell Cell Culture Inserts</td><td>Millipore</td><td>PIHP01250</td><td></td></tr><tr><td>Multiwell 6 Well</td><td>Falcon</td><td>353046</td><td></td></tr><tr><td>Gelatin 0.1% in water</td><td>Stemcell Technologies</td><td>7903</td><td></td></tr><tr><td>Sterile Saftey Scapel 10 Blade</td><td>Integra Miltex</td><td>4-510</td><td></td></tr><tr><td>Sterile Standard Scalpel 11 Blade</td><td>Integra Miltex</td><td>4411</td><td></td></tr><tr><td>RIPA Lysis and Extraction Buffer</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>89900</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Fluoride</td><td>Fishcer Scientific</td><td>S299-100</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Vanadate</td><td>Fishcer Scientific</td><td>13721-39-6</td><td></td></tr><tr><td>Dithiothreitol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>3483123</td><td></td></tr><tr><td>Protease Inhibitor Cocktail (AEBSF, Aprotinin, Bestatin, E-64, Leupeptin and Pepstatin A)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P8340</td><td></td></tr><tr><td>0.25% Trypsin-EDTA (1x)</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>25200-056</td><td></td></tr><tr><td>DMEM</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>11965-092</td><td></td></tr><tr><td>FBS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F2442</td><td></td></tr><tr><td>Glutamine</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>25030081&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Penicillin Streptomycin</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>F-12 Nutrient Mix Media</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>11765054</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632 dihydrochloride Rock inhibitor</td><td>Enzo</td><td>ALX-270-333-M025</td><td></td></tr><tr><td>Hydrocortisone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H0888</td><td></td></tr><tr><td>EGF</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>PHG0315</td><td></td></tr><tr><td>Insulin</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>12585-014</td><td></td></tr><tr><td>Cholera Toxin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C3012</td><td></td></tr><tr><td>Gentamicin</td><td>Thermofisher Scientific</td><td>15710-064</td><td></td></tr><tr><td>Fungizone</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP264550</td><td></td></tr><tr><td>Trizol Reagent</td><td>Invitrogen</td><td>15596026</td><td></td></tr><tr><td>Histogel Specimen Processing Gel (hydroxyethyl agarose (HEA))</td><td>Thermo Scientific</td><td>HG-4000-012</td><td></td></tr><tr><td>Non-Adherent Dressing</td><td>Telfa</td><td>KDL2132Z</td><td></td></tr><tr><td>Cell Culture Dish</td><td>Sigma</td><td>SIAL0167</td><td></td></tr><tr><td>HISTOSETTE II Tissue Processing / Embedding Cassettes</td><td>Crystalgen</td><td>CG-M492</td><td></td></tr></tbody></table>

a rapid filter insert-based 3d culture system for primary prostate cell differentiation

조건부 재 프로그램 세포 (CRC가)는 차 세포 ​​배양 및 환자 유래 세포 라인의 광범위한 &quot;살아있는 바이오 뱅크&quot;를 개발 할 수있는 능력에 대한 지속 가능한 방법을 제공한다. 상피 세포의 많은 유형의 다양한 삼차원 (3D) 배양 방법은 개선 된 분화 상태를 지원하는 것을 설명 하였다. CRC가 그들이 절연되어있는 조직에 자신의 혈통의 의지를 유지하는 동안, 그들은 보통 두 개의 차원 (2D) 배양 조건 하에서 성장하는 경우 원산지의 조직과 관련된 분화 마커의 많은 표현하지 못한다. 전립선 암 연구 환자 유래의 CRC의 적용을 강화하기 위해, 3 차원 배양 포맷은 정상 및 종양 유래 전립선 상피 세포 모두에서 급속한 (2 주 전체) 내강 세포 분화를 가능하게한다는 정의되었다. 여기서, 필터 삽입 기반 포맷은 정상 및 악성 전립선 CRC가 양자의 배양과 분화를 위해 설명된다. 드면역 조직 화학 및 면역 형광 염색 세포 수집 및 처리에 필요한 절차 꼬리 설명이 제공됩니다. 총체적으로 기본 CRC 라인과 함께 설명 된 3D 배양 형식은 biospecimen 기반 전립선 연구 처리량 모델 시스템을 릅니 중요한 중간을 제공한다.

세포 배양 인서트 기반 시스템 내강 세포 분화를 지원 전립선 CRC가 3 차원 배양 물을 제조하기위한 상대적으로 간단하고 신속한 방법이다. 시스템의 개략적 필터 인서트의 바닥면에 젤라틴 코팅의 적용을 강조 (도 1A)를 나타낸다. 삽입물은 젤라틴의 적용 번복된다. 도 1b에 필터는 배양에 적절한 방향이다. 투명 셀 인서트를 사용하여 3 차원 전립?...

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A Rapid Filter Insert-based 3D Culture System for Primary Prostate Cell Differentiation

Here, we present a method for the establishment of a rapid in vitro system that supports the three dimensional culturing and subsequent luminal differentiation of primary prostate epithelial cells.

기본 전립선 세포 분화에 대한 신속한 필터 삽입 기반의 3D 문화 시스템

Conditionally reprogrammed cells (CRCs) provide a sustainable method for primary cell culture and the ability to develop extensive &#34;living ...

a-rapid-filter-insert-based-3d-culture-system-for-primary-prostate

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Cancer Research

8.5K 조회수.  Lombardi Comprehensive Cancer Center. Here, we present a method for the establishment of a rapid in vitro system that supports the three dimensional culturing and subsequent luminal differentiation of primary prostate epithelial cells.

비디오: A Rapid Filter Insert-based 3D Culture System for Primary Prostate Cell Differentiation

How to Study Basement Membrane Stiffness as a Biophysical Trigger in Prostate Cancer and Other Age-related Pathologies or Metabolic Diseases

Here we describe a protocol that can be used to study the biophysical microenvironment related to increased thickness and stiffness of the basement membrane (BM) during age-related pathologies and metabolic disorders (e.g. cancer, diabetes, microvascular disease, retinopathy, nephropathy and neuropathy). The premise of the model is non-enzymatic crosslinking of reconstituted BM (rBM) matrix by treatment with glycolaldehyde (GLA) to promote advanced glycation endproduct (AGE) generation via the Maillard reaction. Examples of laboratory techniques that can be used to confirm AGE generation, non-enzymatic crosslinking and increased stiffness in GLA treated rBM are outlined. These include preparation of native rBM (treated with phosphate-buffered saline, PBS) and stiff rBM (treated with GLA) for determination of: its AGE content by photometric analysis and immunofluorescent microscopy, its non-enzymatic crosslinking by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS PAGE) as well as confocal microscopy, and its increased stiffness using rheometry. The procedure described here can be used to increase the rigidity (elastic moduli, E) of rBM up to 3.2-fold, consistent with measurements made in healthy versus diseased human prostate tissue. To recreate the biophysical microenvironment associated with the aging and diseased prostate gland three prostate cell types were introduced on to native rBM and stiff rBM: RWPE-1, prostate epithelial cells (PECs) derived from a normal prostate gland; BPH-1, PECs derived from a prostate gland affected by benign prostatic hyperplasia (BPH); and PC3, metastatic cells derived from a secondary bone tumor originating from prostate cancer. Multiple parameters can be measured, including the size, shape and invasive characteristics of the 3D glandular acini formed by RWPE-1 and BPH-1 on native versus stiff rBM, and average cell length, migratory velocity and persistence of cell movement of 3D spheroids formed by PC3 cells under the same conditions. Cell signaling pathways and the subcellular localization of proteins can also be assessed.

Here we explain a protocol for modelling the biophysical microenvironment where crosslinking and increased stiffness of the basement membrane (BM) induced by advanced glycation endproducts (AGEs) has pathological relevance.

전립선 암과 기타 노화 관련 병리 또는 대사 질환의 생물 물리학 트리거로 지하실 막 강성을 공부하는 방법

Here we describe a protocol that can be used to study the biophysical microenvironment related to increased thickness and stiffness of the basement ...

연구

암 연구학

Identification, Histological Characterization, and Dissection of Mouse Prostate Lobes for In Vitro 3D Spheroid Culture Models

Genetically engineered mouse models (GEMMs) serve as effective pre-clinical models for investigating most types of human cancers, including prostate cancer (PCa). Understanding the anatomy and histology of the mouse prostate is important for the efficient use and proper characterization of such animal models. The mouse prostate has four distinct pairs of lobes, each with their own characteristics. This article demonstrates the proper method of dissection and identification of mouse prostate lobes for disease analysis. Post-dissection, the prostate cells can be further cultured in vitro for mechanistic understanding. Since mouse prostate primary cells tend to lose their normal characteristics when cultured in vitro, we outline here a method for isolating the cells and growing them as 3D spheroid cultures, which is effective for preserving the physiological characteristics of the cells. These 3D cultures can be used for analyzing cell morphology and behavior in near-physiological conditions, investigating altered levels and localizations of key proteins and pathways involved in the development and progression of a disease, and looking at responses to drug treatments.

Genetically engineered mice are useful models for investigating prostate cancer mechanisms. Here we present a protocol to identify and dissect prostate lobes from a mouse urogenital system, differentiate them based on histology, and isolate and culture the primary prostate cells in vitro as spheroids for downstream analyses.

식별, 조직학 특성화 및 체 외 3D 회전 타원 체 문화 모델에 대 한 마우스 전립선 돌출부의 해 부

Genetically engineered mouse models (GEMMs) serve as effective pre-clinical models for investigating most types of human cancers, including prostate ...

Generation of Tumor Organoids from Genetically Engineered Mouse Models of Prostate Cancer

Methods based on homologous recombination to modify genes have significantly furthered biological research. Genetically engineered mouse models (GEMMs) are a rigorous method for studying mammalian development and disease. Our laboratory has developed several GEMMs of prostate cancer (PCa) that lack expression of one or multiple tumor suppressor genes using the site-specific Cre-loxP recombinase system and a prostate-specific promoter. In this article, we describe our method for necropsy of these PCa GEMMs, primarily focusing on dissection of mouse prostate tumors. New methods developed over the last decade have facilitated the culture of epithelial-derived cells to model organ systems in vitro in three dimensions. We also detail a 3D cell culture method to generate tumor organoids from mouse PCa GEMMs. Pre-clinical cancer research has been dominated by 2D cell culture and cell line-derived or patient-derived xenograft models. These methods lack tumor microenvironment, a limitation of using these techniques in pre-clinical studies. GEMMs are more physiologically-relevant for understanding tumorigenesis and cancer progression. Tumor organoid culture is an in vitro model system that recapitulates tumor architecture and cell lineage characteristics. In addition, 3D cell culture methods allow for growth of normal cells for comparison to tumor cell cultures, rarely possible using 2D cell culture techniques. In combination, use of GEMMs and 3D cell culture in pre-clinical studies has the potential to improve our understanding of cancer biology.&#160;

We show a method for necropsy and dissection of mouse prostate cancer models, focusing on prostate tumor dissection. A step-by-step protocol for generation of mouse prostate tumor organoids is also presented.

전립선암의 유전자 조작 마우스 모델에서 종양 오르가노이드의 생성

Methods based on homologous recombination to modify genes have significantly furthered biological research. Genetically engineered mouse models (GEMMs) ...

유전학

Evaluating the Differentiation Capacity of Mouse Prostate Epithelial Cells Using Organoid Culture

The prostate epithelium is comprised predominantly of basal and luminal cells. In vivo lineage tracing has been utilized to define the differentiation capacity of mouse prostate basal and luminal cells during development, tissue-regeneration and transformation. However, evaluating cell-intrinsic and extrinsic regulators of prostate epithelial differentiation capacity using a lineage tracing approach often requires extensive breeding and can be cost-prohibitive. In the prostate organoid assay, basal and luminal cells generate prostatic epithelium ex vivo. Importantly, primary epithelial cells can be isolated from mice of any genetic background or mice treated with any number of small molecules prior to, or after, plating into three-dimensional (3D) culture. Sufficient material for evaluation of differentiation capacity is generated after 7-10 days. Collection of basal-derived and luminal-derived organoids for (1) protein analysis by Western blot and (2) immunohistochemical analysis of intact organoids by whole-mount confocal microscopy enables researchers to evaluate the ex vivo differentiation capacity of prostate epithelial cells. When used in combination, these two approaches provide complementary information about the differentiation capacity of prostate basal and luminal cells in response to genetic or pharmacological manipulation.

Mouse prostate organoids represent a promising context to evaluate mechanisms that regulate differentiation. This paper describes an improved approach to establish prostate organoids, and introduces methods to (1) collect protein lysate from organoids, and (2) fix and stain organoids for whole-mount confocal microscopy.

유기체 배양을 사용하여 마우스 전립선 상피 세포의 분화 능력 평가

The prostate epithelium is comprised predominantly of basal and luminal cells. In vivo lineage tracing has been utilized to define the differentiation ...

Prostate Organoid Cultures as Tools to Translate Genotypes and Mutational Profiles to Pharmacological Responses

Presented here is a protocol to study pharmacodynamics, stem cell potential, and cancer differentiation in prostate epithelial organoids. Prostate organoids are androgen responsive, three-dimensional (3D) cultures grown in a defined medium that resembles the prostatic epithelium. Prostate organoids can be established from wild-type and genetically engineered mouse models, benign human tissue, and advanced prostate cancer. Importantly, patient derived organoids closely resemble tumors in genetics and in vivo tumor biology. Moreover, organoids can be genetically manipulated using CRISPR/Cas9 and shRNA systems. These controlled genetics make the organoid culture attractive as a platform for rapidly testing the effects of genotypes and mutational profiles on pharmacological responses. However, experimental protocols must be specifically adapted to the 3D nature of organoid cultures to obtain reproducible results. Described here are detailed protocols for performing seeding assays to determine organoid formation capacity. Subsequently, this report shows how to perform drug treatments and analyze pharmacological response via viability measurements, protein isolation, and RNA isolation. Finally, the protocol describes how to prepare organoids for xenografting and subsequent in vivo growth assays using subcutaneous grafting. These protocols yield highly reproducible data and are widely applicable to 3D culture systems.

Presented here is a protocol to study pharmacological responses in prostate epithelial organoids. Organoids closely resemble in vivo biology and recapitulate patient genetics, making them attractive model systems. Prostate organoids can be established from wildtype prostates, genetically engineered mouse models, benign human tissue, and advanced prostate cancer.

약리학적 반응에 유전형과 돌연변이 단면도를 번역하는 공구로 전립선 오르가노이드 문화

Presented here is a protocol to study pharmacodynamics, stem cell potential, and cancer differentiation in prostate epithelial organoids. Prostate ...

Isolation of Stem-like Cells from 3-Dimensional Spheroid Cultures

Despite advances in adult stem cell research, identification and isolation of stem cells from tissue specimens remains a major challenge. While resident stem cells are relatively quiescent with niche restraints in adult tissues, they enter the cell cycle in anchor-free three-dimensional (3D) culture and undergo both symmetric and asymmetric cell division, giving rise to both stem and progenitor cells. The latter proliferate rapidly and are the major cell population at various stages of lineage commitment, forming heterogeneous spheroids. Using primary normal human prostate epithelial cells (HPrEC), a spheroid-based, label-retention assay was developed that permits the identification and functional isolation of the spheroid-initiating stem cells at a single cell resolution.
HPrEC or cell lines are two-dimensionally (2D) cultured with BrdU for 10 days to permit its incorporation into the DNA of all dividing cells, including self-renewing stem cells. Wash out commences upon transfer to the 3D culture for 5 days, during which stem cells self-renew through asymmetric division and initiate spheroid formation. While relatively quiescent daughter stem cells retain BrdU-labeled parental DNA, the daughter progenitors rapidly proliferate, losing the BrdU label. BrdU can be substituted with CFSE or Far Red pro-dyes, which permit live stem cell isolation by FACS. Stem cell characteristics are confirmed by in vitro spheroid formation, in vivo tissue regeneration assays, and by documenting their symmetric/asymmetric cell divisions. The isolated label-retaining stem cells can be rigorously interrogated by downstream molecular and biologic studies, including RNA-seq, ChIP-seq, single cell capture, metabolic activity, proteome profiling, immunocytochemistry, organoid formation, and in vivo tissue regeneration. Importantly, this marker-free functional stem cell isolation approach identifies stem-like cells from fresh cancer specimens and cancer cell lines from multiple organs, suggesting wide applicability. It can be used to identify cancer stem-like cell biomarkers, screen pharmaceuticals targeting cancer stem-like cells, and discover novel therapeutic targets in cancers.

Using human primary prostate epithelial cells, we report a novel biomarker-free method of functional characterization of stem-like cells by a spheroid-based label-retention assay. A step-by-step protocol is described for BrdU, CFSE, or Far Red 2D cell labeling; three-dimensional spheroid formation; label-retaining stem-like cell identification by immunocytochemistry; and isolation by FACS.

3차원 스페로이드 배양에서 줄기와 같은 세포의 분리

Despite advances in adult stem cell research, identification and isolation of stem cells from tissue specimens remains a major challenge. While resident ...

Establishment and Analysis of Three-Dimensional (3D) Organoids Derived from Patient Prostate Cancer Bone Metastasis Specimens and their Xenografts

Three-dimensional (3D) culture of organoids from tumor specimens of human patients and patient-derived xenograft (PDX) models of prostate cancer, referred to as patient-derived organoids (PDO), are an invaluable resource for studying the mechanism of tumorigenesis and metastasis of prostate cancer. Their main advantage is that they maintain the distinctive genomic and functional heterogeneity of the original tissue compared to conventional cell lines that do not. Furthermore, 3D cultures of PDO can be used to predict the effects of drug treatment on individual patients and are a step towards personalized medicine. Despite these advantages, few groups routinely use this method in part because of the extensive optimization of PDO culture conditions that may be required for different patient samples. We previously demonstrated that our prostate cancer bone metastasis PDX model, PCSD1, recapitulated the resistance of the donor patient&rsquo;s bone metastasis to anti-androgen therapy. We used PCSD1 3D organoids to characterize further the mechanisms of anti-androgen resistance. Following an overview of currently published studies of PDX and PDO models, we describe a step-by-step protocol for 3D culture of PDO using domed or floating basement membrane (e.g., Matrigel) spheres in optimized culture conditions. In vivo stitch imaging and cell processing for histology are also described. This protocol can be further optimized for other applications including western blot, co-culture, etc. and can be used to explore characteristics of 3D cultured PDO pertaining to drug resistance, tumorigenesis, metastasis and therapeutics.

Establishment and Analysis of Three-Dimensional 3D Organoids Derived from Patient Prostate Cancer Bone Metastasis Specimens and their Xenografts

Three-dimensional cultures of patient BMPC specimens and xenografts of bone metastatic prostate cancer maintain the functional heterogeneity of their original tumors resulting in cysts, spheroids and complex, tumor-like organoids. This manuscript provides an optimization strategy and protocol for 3D culture of heterogeneous patient derived samples and their analysis using IFC.

환자 전립선암 뼈 전이 표본 및 이종이식에서 파생된 3차원(3D) 오르가노이드의 설립 및 분석

Three-dimensional (3D) culture of organoids from tumor specimens of human patients and patient-derived xenograft (PDX) models of prostate cancer, referred ...

Handling and Assessment of Human Primary Prostate Organoid Culture

This paper describes a detailed protocol for three-dimensional (3D) culturing, handling, and evaluation of human primary prostate organoids. The process involves seeding of epithelial cells sparsely in a 3D matrix gel on a 96-well microplate with media changes to cultivate expansion into organoids. Morphology is then assessed by whole-well capturing of z-stack images. Compression of z-stacks creates a single in-focus image from which organoids are measured to quantify a variety of outputs, including circularity, roundness, and area.DNA, RNA, and protein can be collected from organoids recovered from the matrix gel. Cell populations of interest can be assessed by organoid dissociation and flow cytometry. Formalin-fixation-paraffin-embedding (FFPE) followed by sectioning is used for the histological assessment and antibody staining. Whole-mount immunofluorescent staining preserves organoid morphology and facilitates observation of protein localization in organoids in situ. Commercial assays that are traditionally used for 2D monolayer cells can be modified for 3D organoids. Used together, the techniques in this protocol provide a robust toolbox to quantify prostate organoid growth, morphologic characteristics, and expression of differentiation markers.

Here, we present a protocol to guide human primary prostate organoid handling then suggest endpoints to assess phenotype. Seeding, culture maintenance, recovery from matrix gel, morphologic quantification, embedding and sectioning, FFPE sectioning, whole-mount staining, and application of commercial assays are described.

처리 및 인간의 기본 전립선 Organoid 문화에 대 한 평가

This paper describes a detailed protocol for three-dimensional (3D) culturing, handling, and evaluation of human primary prostate organoids. The process ...

생체공학

A Triple Culture Cell System Modeling the Human Blood-Brain Barrier

The delivery of drugs to the brain remains a challenge due to the blood-brain barrier's (BBB) highly specific and restrictive properties, which controls and restrict access to the brain parenchyma. However, with the development of nanotechnologies, large panels of new nanomaterials were developed to improve drug delivery, highlighting the need for reliable in vitro microsystems to predict brain penetration in the frame of preclinical assays. Here is a straightforward method to set up a microphysiological system to model the BBB using solely human cells. In its configuration, the model consists of a triple culture including brain-like endothelial cells (BLECs), pericytes, and astrocytes, the three main BBB cellular actors necessary to induce and regulate the BBB properties in a more physiological manner without the requirement of tightening compounds. The model developed in a 12-well plate format, ready after 6 days of triple culture, is characterized in physical properties, gene, and protein expressions and used for polymeric nanogel transport measurement. The model can be used for an extensive range of experiments in healthy and pathological conditions and represents a valuable tool for preclinical assessments of molecule and particle transport, as well as inter-and intracellular trafficking.

This protocol describes a method to establish a human blood-brain barrier (BBB) in vitro model. The endothelial cells and pericytes are seeded on each side of an insert filter (blood compartment), and astrocytes are seeded in the bottom well (brain compartment). The model characterized was used for nanoparticles transport experiments.

인간 혈액-뇌 장벽을 모델링하는 삼중 배양 세포 시스템

The delivery of drugs to the brain remains a challenge due to the blood-brain barrier's (BBB) highly specific and restrictive properties, which controls ...

생물학

An Innovative 3D-Printed Insert Designed to Enable Straightforward 2D and 3D Cell Cultures

The classical analyses of indirect communication between different cell types necessitate the use of conditioned media. Moreover, the production of conditioned media remains time-consuming and far from physiological and pathological conditions. Although a few models of co-culture are commercially available, they remain restricted to specific assays and are mostly for two types of cells. 
Here, 3D-printed inserts are used that are compatible with numerous functional assays. The insert allows the separation of one well of a 6-well plate into four compartments. A wide range of combinations can be set. Moreover, windows are designed in each wall of the compartments so that potential intercellular communication between every compartment is possible in the culture medium in a volume-dependent manner. For example, paracrine intercellular communication can be studied between four cell types in monolayer, in 3D (spheroids), or by combining both. In addition, a mix of different cell types can be seeded in the same compartment in 2D or 3D (organoids) format. The absence of a bottom in the 3D-printed inserts allows the usual culture conditions on the plate, possible coating on the plate containing the insert, and direct visualization by optical microscopy. The multiple compartments provide the possibility to collect different cell types independently or to use, in each compartment, different reagents for RNA or protein extraction. In this study, a detailed methodology is provided to use the new 3D-printed insert as a co-culture system. To demonstrate several capacities of this flexible and simple model, previously published functional assays of cell communication were performed in the new 3D-printed inserts and were demonstrated to be reproducible. The 3D-printed inserts and the conventional cell culture using conditioned media led to similar results. In conclusion, the 3D-printed insert is a simple device that can be adapted to numerous models of co-cultures with adherent cell types.

In this paper, a newly designed 3D-printed insert is presented as a model of co-culture and validated through the study of the paracrine intercellular communication between endothelial cells and keratinocytes.

간단한 2D 및 3D 세포 배양이 가능하도록 설계된 혁신적인 3D 프린팅 인서트

The classical analyses of indirect communication between different cell types necessitate the use of conditioned media. Moreover, the production of ...