Zeitschrift für Odontologie

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Offener Zugang

Abstrakt

Auslösen der Invasivität partiell transformierter oraler Keratinozyten

Jane aus Mwambu

Diese Studie prüft die Hypothese, dass die Invasion teilweise transformierter Keratinozyten durch diffusible, proinvasive Signale eingeleitet wird, die von artspezifischen Fibroblasten ausgehen. In vitro wurden organotypische Kulturen neoplastischer menschlicher Mundschleimhaut aufgebaut, indem eine teilweise transformierte, nicht tumorbildende Keratinozyten-Zelllinie, die aus einer dysplastischen menschlichen Mundläsion (DOKECACC94122104) isoliert wurde, auf verschiedenen Arten von Bindegewebeäquivalenten gezüchtet wurde. Die kultivierten Gewebe wurden mittels Histomorphometrie (Tiefe und Bereich der Invasion: Dinv, Ainv) und Immunhistochemie analysiert. Das Vorhandensein menschlicher Fibroblasten in der Matrix induzierte eine lokale Invasion von DOK (Dinv = 95,6 ± 7,1 μm, Ainv = 45,8 ± 3,5 %). Eine minimale Invasion (P < 0,05) wurde beobachtet, wenn DOK auf einer einfachen Kollagenmatrix (Dinv = 14,1 ± 2,1 μm, Ainv = 3,7 ± 0,8 %) oder auf Matrizen mit Fibroblasten von Mäusen (Dinv = 11,5 ± 4,0 μm, Ainv = 4,3 ± 1,0 %) oder Ratten (Dinv = 15,6 ± 1,2 μm, Ainv = 6,1 ± 0,5 %) wuchs. In diesen Kulturen konnte eine lokale Invasion durch die Anwesenheit menschlicher Fibroblasten in einer unteren Schicht der Kollagenmatrix (P < 0,05) oder durch konditioniertes Medium aus organotypischen Kulturen von DOK auf einer Matrix mit menschlichen Fibroblasten (P < 0,05) ausgelöst werden, nicht jedoch durch konditioniertes Medium aus Monokulturen menschlicher Fibroblasten (P > 0,05). Die Ablagerung von menschlichem Kollagen IV wurde an der Epithel-Matrix-Grenzfläche nur dann beobachtet, wenn DOK invasiv war. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Invasion teilweise transformierter oraler Keratinozyten durch keratinozyteninduzierte, aus Fibroblasten stammende diffusible Faktoren auf speziesspezifische Weise ausgelöst wurde und mit der Neusynthese von Kollagen IV einherging. Immer mehr Berichte legen nahe, dass Fibroblasten aus dem Tumorstroma aktiv zur malignen Progression von Epithelneoplasien beitragen. Sowohl normale als auch aktivierte karzinomassoziierte Fibroblasten haben nachweislich die Invasivität menschlicher Plattenepithelkarzinom-Zelllinien (SCC) in vitro erhöht. Mehrere Berichte über Experimente an Monolayer-Kulturen haben nahegelegt, dass dieser Effekt auf diffusible Faktoren zurückzuführen sein könnte, die von Fibroblasten synthetisiert werden. Kürzlich wurde jedoch darauf hingewiesen, dass sich die Ergebnisse aus Studien, die an konventionellen, zweidimensionalen Monolayer-Zellkulturmodellen durchgeführt wurden, nur schwer auf die Situation in vivo übertragen lassen, da sie die viel komplexeren Mechanismen des dreidimensionalen Prozesses der Krebsentstehung und -invasivität nicht berücksichtigen. Daher sind weitere experimentelle Beweise aus komplexeren organotypischen In-vitro-Modellen erforderlich, die die dreidimensionale Gewebestruktur und Zell-Zell-Interaktionen in vivo genau nachahmen, um die spezifischen Fibroblasten-bezogenen Faktoren zu identifizieren, die für die Invasivität von SCCs in vivo von Bedeutung sind. Andererseits wurden in früheren Studien vollständig transformierte Zelllinien mit einem etablierten invasiven In-vivo-Phänotyp verwendet.Ob derselbe Fibroblasten-abhängige Mechanismus der Invasivität in früheren Stadien der Keratinozytentransformation stattfindet, wenn die lokale Invasion eingeleitet wird, ist noch nicht bekannt und stand deshalb im Mittelpunkt dieser Untersuchung. Ein weiterer wichtiger Fibroblasten-bezogener Faktor für die In-vivo-Invasivität von Karzinomzellen scheint der Ursprung der Fibroblasten zu sein. Es wurde nachgewiesen, dass die Organspezifität von Fibroblasten eine Rolle bei der Förderung der Karzinomzellinvasion spielt. Mehrere Studien haben berichtet, dass in Nacktmäusen nur eine begrenzte Anzahl von Tumorzellen menschlichen Ursprungs wuchs. Die Sensibilität des In-vivo-Malignitätstests für menschliche neoplastische Zellen, insbesondere in frühen Stadien der Malignität, wurde in Frage gestellt, und es wurden Versuche unternommen, funktionell zuverlässige In-vivo-Versuchsmodelle von menschlichem Gewebe in Mäusen zu entwickeln, indem die Mikroumgebung der Mäuse durch Zugabe menschlicher Fibroblasten vor der Xenotransplantation der menschlichen Epithelzellen humanisiert wurde, aber die Frage der Speziesspezifität wurde teilweise aufgrund des Mangels an geeigneten Versuchsmodellen nicht weiter untersucht. Die spätere Entwicklung heterologer organotypischer Modelle hat solche Studien durch die Konstruktion von Modellen mit Zelltypen unterschiedlicher Spezies möglich gemacht. In der vorliegenden Studie haben wir solche organotypischen Modelle verwendet, 1) um die Hypothese zu prüfen, dass die Invasion partiell transformierter oraler Epithelzellen durch diffusible, proinvasive Signale ausgelöst wird, die von speziesspezifischen oralen Fibroblasten ausgehen; 2) um zu untersuchen, ob die Wachstumsfaktoren, die laut Monolayer-Kulturstudien für die Invasivität von SCC wichtig sind, eine Schlüsselrolle für die lokale Invasivität partiell transformierter oraler Keratinozyten in organotypischen dreidimensionalen Kulturen spielen; und 3) um spezifische phänotypische Veränderungen partiell transformierter oraler Keratinozyten zu identifizieren, die mit dem Übergang von einem nichtinvasiven zu einem invasiven Verhalten verbunden sind. Teilweise transformierte menschliche orale Keratinozyten wurden von der European Collection of Cell Cultures bezogen und routinemäßig in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium gezüchtet, das mit 10 % fötalem Kälberserum, 20 μg/ml L-Glutamin und 5 μg/ml Hydrocortison ergänzt wurde. Primäre normale menschliche orale Fibroblasten wurden aus sechs Biopsien der menschlichen Mundschleimhaut isoliert, nachdem Weisheitszähne wie zuvor beschrieben chirurgisch entfernt worden waren. Die Studie, die vom Ethikkomitee der Universität Bergen genehmigt wurde, umfasste klinisch gesunde Spender nur nach Einverständniserklärung. Die Forschung wurde in der Abteilung für Zahnheilkunde, Oral durchgeführtMehrere Studien haben berichtet, dass in Nacktmäusen nur eine begrenzte Zahl von Tumorzellen menschlichen Ursprungs wuchs. Die Sensitivität des In-vivo-Malignitätstests für menschliche neoplastische Zellen, insbesondere in frühen Stadien der Malignität, wurde in Frage gestellt, und es wurden Versuche unternommen, funktionell zuverlässige In-vivo-Versuchsmodelle von menschlichem Gewebe in Mäusen zu entwickeln, indem die Mikroumgebung der Mäuse durch Zugabe menschlicher Fibroblasten humanisiert wurde, bevor die menschlichen Epithelzellen xenotransplantiert wurden. Die Frage der Speziesspezifität wurde jedoch nicht weiter untersucht, teilweise weil geeignete Versuchsmodelle fehlten. Die spätere Entwicklung heterologer organotypischer Modelle hat solche Studien durch die Konstruktion von Modellen mit Zelltypen verschiedener Spezies ermöglicht. In der vorliegenden Studie haben wir solche organotypischen Modelle verwendet, um 1) die Hypothese zu testen, dass die Invasion teilweise transformierter oraler Epithelzellen durch diffusible, proinvasive Signale ausgelöst wird, die von speziesspezifischen oralen Fibroblasten bereitgestellt werden; 2) zu untersuchen, ob die Wachstumsfaktoren, die in Monolayer-Kulturstudien als wichtig für die Invasivität von SCCs genannt wurden, eine Schlüsselrolle für die lokale Invasivität von teilweise transformierten oralen Keratinozyten in organotypischen dreidimensionalen Kulturen spielen; und 3) spezifische phänotypische Veränderungen von teilweise transformierten oralen Keratinozyten zu identifizieren, die mit dem Übergang von einem nichtinvasiven zu einem invasiven Verhalten verbunden sind. Teilweise transformierte menschliche orale Keratinozyten wurden von der European Collection of Cell Cultures bezogen und routinemäßig in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium gezüchtet, das mit 10 % fötalem Kälberserum, 20 μg/ml L-Glutamin und 5 μg/ml Hydrocortison ergänzt wurde. Primäre normale menschliche orale Fibroblasten wurden aus sechs Biopsien der menschlichen Mundschleimhaut isoliert, nachdem Weisheitszähne wie zuvor beschrieben chirurgisch entfernt worden waren. Die Studie, die vom Ethikkomitee der Universität Bergen genehmigt wurde, umfasste klinisch gesunde Spender nur nach Einverständniserklärung. Die Forschung wurde in der Abteilung für Zahnheilkunde, OralMehrere Studien haben berichtet, dass in Nacktmäusen nur eine begrenzte Zahl von Tumorzellen menschlichen Ursprungs wuchs. Die Sensitivität des In-vivo-Malignitätstests für menschliche neoplastische Zellen, insbesondere in frühen Stadien der Malignität, wurde in Frage gestellt, und es wurden Versuche unternommen, funktionell zuverlässige In-vivo-Versuchsmodelle von menschlichem Gewebe in Mäusen zu entwickeln, indem die Mikroumgebung der Mäuse durch Zugabe menschlicher Fibroblasten humanisiert wurde, bevor die menschlichen Epithelzellen xenotransplantiert wurden. Die Frage der Speziesspezifität wurde jedoch nicht weiter untersucht, teilweise weil geeignete Versuchsmodelle fehlten. Die spätere Entwicklung heterologer organotypischer Modelle hat solche Studien durch die Konstruktion von Modellen mit Zelltypen verschiedener Spezies ermöglicht. In der vorliegenden Studie haben wir solche organotypischen Modelle verwendet, um 1) die Hypothese zu testen, dass die Invasion teilweise transformierter oraler Epithelzellen durch diffusible, proinvasive Signale ausgelöst wird, die von speziesspezifischen oralen Fibroblasten bereitgestellt werden; 2) zu untersuchen, ob die Wachstumsfaktoren, die in Monolayer-Kulturstudien als wichtig für die Invasivität von SCCs genannt wurden, eine Schlüsselrolle für die lokale Invasivität von teilweise transformierten oralen Keratinozyten in organotypischen dreidimensionalen Kulturen spielen; und 3) spezifische phänotypische Veränderungen von teilweise transformierten oralen Keratinozyten zu identifizieren, die mit dem Übergang von einem nichtinvasiven zu einem invasiven Verhalten verbunden sind. Teilweise transformierte menschliche orale Keratinozyten wurden von der European Collection of Cell Cultures bezogen und routinemäßig in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium gezüchtet, das mit 10 % fötalem Kälberserum, 20 μg/ml L-Glutamin und 5 μg/ml Hydrocortison ergänzt wurde. Primäre normale menschliche orale Fibroblasten wurden aus sechs Biopsien der menschlichen Mundschleimhaut isoliert, nachdem Weisheitszähne wie zuvor beschrieben chirurgisch entfernt worden waren. Die Studie, die vom Ethikkomitee der Universität Bergen genehmigt wurde, umfasste klinisch gesunde Spender nur nach Einverständniserklärung. Die Forschung wurde in der Abteilung für Zahnheilkunde, OralIn der vorliegenden Studie haben wir solche organotypischen Modelle verwendet, 1) um die Hypothese zu prüfen, dass die Invasion teilweise transformierter oraler Epithelzellen durch diffusible, proinvasive Signale ausgelöst wird, die von artspezifischen oralen Fibroblasten ausgehen; 2) um zu untersuchen, ob die Wachstumsfaktoren, die in Monolayer-Kulturstudien als wichtig für die Invasivität von SCC genannt wurden, eine Schlüsselrolle für die lokale Invasivität teilweise transformierter oraler Keratinozyten in organotypischen dreidimensionalen Kulturen spielen; und 3) um spezifische phänotypische Veränderungen teilweise transformierter oraler Keratinozyten zu ermitteln, die mit dem Übergang von nichtinvasivem zu invasivem Verhalten verbunden sind. Teilweise transformierte humane orale Keratinozyten wurden von der European Collection of Cell Cultures bezogen und routinemäßig in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium gezüchtet, das mit 10 % fötalem Kälberserum, 20 µg/ml L-Glutamin und 5 µg/ml Hydrocortison ergänzt wurde. Primäre normale menschliche orale Fibroblasten wurden aus sechs Biopsien der menschlichen Mundschleimhaut isoliert, nachdem Weisheitszähne wie zuvor beschrieben chirurgisch entfernt worden waren. Die Studie, die vom Ethikkomitee der Universität Bergen genehmigt wurde, umfasste klinisch gesunde Spender nur nach Einverständniserklärung. Die Forschung wurde in der Abteilung für Zahnheilkunde, Oral durchgeführt.In der vorliegenden Studie haben wir solche organotypischen Modelle verwendet, 1) um die Hypothese zu prüfen, dass die Invasion teilweise transformierter oraler Epithelzellen durch diffusible, proinvasive Signale ausgelöst wird, die von artspezifischen oralen Fibroblasten ausgehen; 2) um zu untersuchen, ob die Wachstumsfaktoren, die in Monolayer-Kulturstudien als wichtig für die Invasivität von SCC genannt wurden, eine Schlüsselrolle für die lokale Invasivität teilweise transformierter oraler Keratinozyten in organotypischen dreidimensionalen Kulturen spielen; und 3) um spezifische phänotypische Veränderungen teilweise transformierter oraler Keratinozyten zu ermitteln, die mit dem Übergang von nichtinvasivem zu invasivem Verhalten verbunden sind. Teilweise transformierte humane orale Keratinozyten wurden von der European Collection of Cell Cultures bezogen und routinemäßig in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium gezüchtet, das mit 10 % fötalem Kälberserum, 20 µg/ml L-Glutamin und 5 µg/ml Hydrocortison ergänzt wurde. Primäre normale menschliche orale Fibroblasten wurden aus sechs Biopsien der menschlichen Mundschleimhaut isoliert, nachdem Weisheitszähne wie zuvor beschrieben chirurgisch entfernt worden waren. Die Studie, die vom Ethikkomitee der Universität Bergen genehmigt wurde, umfasste klinisch gesunde Spender nur nach Einverständniserklärung. Die Forschung wurde in der Abteilung für Zahnheilkunde, Oral durchgeführt.

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