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Heterogeneous induction of an invasive phenotype in prostate cancer cells by coculturing with patient‐derived fibroblasts
Journal of Cellular Biochemistry ( IF 4 ) Pub Date : 2021-01-22 , DOI: 10.1002/jcb.29893
Kenichiro Ishii 1 , Yasuhisa Nakagawa 1, 2 , Chise Matsuda 1 , Daisuke Katoh 3 , Masako Ichishi 1 , Taku Shirai 1 , Yoshifumi Hirokawa 1 , Masaya Fujiwara 1, 4 , Yoshiki Sugimura 5 , Masatoshi Watanabe 1
Affiliation  

Prostate cancer (PCa) cells frequently invade the surrounding stroma, leading to heterogeneous formation of structural atypia. The surrounding stroma contains multiple functionally diverse populations of fibroblasts that trigger numerous changes in PCa cells including motility. Thus, we hypothesized that direct or indirect contact of PCa cells with fibroblasts determines an invasive phenotype in PCa cells. We investigated the effects of 10 different patient‐derived fibroblast lines on the three‐dimensional (3D) morphogenesis of PCa cells growing on a viscous substrate in vitro. When grown alone, all 10 patient‐derived fibroblast lines clumped on the viscous substrate, whereas the human androgen‐sensitive PCa cell line LNCaP did not. Cocultures of LNCaP cells with seven of the patient‐derived fibroblast lines (PrSC, pcPrF‐M5, pcPrF‐M7, pcPrF‐M23, pcPrF‐M24, pcPrF‐M28, and pcPrF‐M31) formed a thick fibroblast layer that resembled human prostate stromal structures. In contrast, cocultures of LNCaP cells with the remaining three fibroblast lines (NPF‐M13, pcPrF‐M10, and pcPrF‐M26) did not form a thick fibroblast layer. Of the seven fibroblast lines that caused thick layer formation, four patient‐derived fibroblast lines (PrSC, pcPrF‐M5, pcPrF‐M28, and pcPrF‐M31) induced an invasive phenotype in LNCaP cells with a cord‐like infiltrating growth pattern, whereas the other three fibroblast lines (pcPrF‐M7, pcPrF‐M23, and pcPrF‐M24) induced no or a very weak invasive phenotype. Using cell culture inserts, none of the four patient‐derived fibroblast lines that induced an invasive phenotype (PrSC, pcPrF‐M5, pcPrF‐M28, and pcPrF‐M31) affected CDH1 mRNA expression in LNCaP cells; yet, two patient‐derived fibroblast lines (pcPrF‐M5 and pcPrF‐M28) increased CDH2 mRNA expression in LNCaP cells, whereas the other two fibroblast lines (PrSC and pcPrF‐M31) did not. These results suggest that the existence of multiple functionally diverse populations of fibroblasts in PCa tissue may be responsible for the diversity in PCa cell invasion, leading to heterogeneous formation of structural atypia.

中文翻译:

通过与患者来源的成纤维细胞共培养异质诱导前列腺癌细胞的侵袭性表型

前列腺癌 (PCa) 细胞经常侵入周围的基质,导致结构异型性的异质形成。周围的基质包含多种功能不同的成纤维细胞群,这些成纤维细胞会引发 PCa 细胞的许多变化,包括运动性。因此,我们假设 PCa 细胞与成纤维细胞的直接或间接接触决定了 PCa 细胞的侵袭性表型。我们研究了 10 种不同的患者来源的成纤维细胞系对体外在粘性基质上生长的 PCa 细胞的三维 (3D) 形态发生的影响。当单独生长时,所有 10 种患者来源的成纤维细胞系都聚集在粘性基质上,而人类雄激素敏感性 PCa 细胞系 LNCaP 则没有。LNCaP 细胞与七种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M7、pcPrF-M23、pcPrF-M24、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31) 形成了类似于人类前列腺基质结构的厚成纤维细胞层。相比之下,LNCaP 细胞与其余三个成纤维细胞系(NPF-M13、pcPrF-M10 和 pcPrF-M26)的共培养没有形成厚的成纤维细胞层。在导致厚层形成的 7 个成纤维细胞系中,4 个患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)在 LNCaP 细胞中诱导侵袭性表型,具有索状浸润生长模式,而其他三个成纤维细胞系(pcPrF-M7、pcPrF-M23 和 pcPrF-M24)不诱导或诱导非常弱的侵袭性表型。使用细胞培养插入物,诱导侵袭性表型的四种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)均未受影响 和 pcPrF-M31) 形成了类似于人类前列腺基质结构的厚成纤维细胞层。相比之下,LNCaP 细胞与其余三个成纤维细胞系(NPF-M13、pcPrF-M10 和 pcPrF-M26)的共培养没有形成厚的成纤维细胞层。在导致厚层形成的 7 个成纤维细胞系中,4 个患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)在 LNCaP 细胞中诱导侵袭性表型,具有索状浸润生长模式,而其他三个成纤维细胞系(pcPrF-M7、pcPrF-M23 和 pcPrF-M24)不诱导或诱导非常弱的侵袭性表型。使用细胞培养插入物,诱导侵袭性表型的四种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)均未受影响 和 pcPrF-M31) 形成了类似于人类前列腺基质结构的厚成纤维细胞层。相比之下,LNCaP 细胞与其余三个成纤维细胞系(NPF-M13、pcPrF-M10 和 pcPrF-M26)的共培养没有形成厚的成纤维细胞层。在导致厚层形成的 7 个成纤维细胞系中,4 个患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)在 LNCaP 细胞中诱导侵袭性表型,具有索状浸润生长模式,而其他三个成纤维细胞系(pcPrF-M7、pcPrF-M23 和 pcPrF-M24)不诱导或诱导非常弱的侵袭性表型。使用细胞培养插入物,诱导侵袭性表型的四种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)均未受影响 LNCaP 细胞与其余三个成纤维细胞系(NPF-M13、pcPrF-M10 和 pcPrF-M26)的共培养没有形成厚的成纤维细胞层。在导致厚层形成的 7 个成纤维细胞系中,4 个患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)在 LNCaP 细胞中诱导侵袭性表型,具有索状浸润生长模式,而其他三个成纤维细胞系(pcPrF-M7、pcPrF-M23 和 pcPrF-M24)不诱导或诱导非常弱的侵袭性表型。使用细胞培养插入物,诱导侵袭性表型的四种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)均未受影响 LNCaP 细胞与其余三个成纤维细胞系(NPF-M13、pcPrF-M10 和 pcPrF-M26)的共培养没有形成厚的成纤维细胞层。在导致厚层形成的 7 个成纤维细胞系中,4 个患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)在 LNCaP 细胞中诱导侵袭性表型,具有索状浸润生长模式,而其他三个成纤维细胞系(pcPrF-M7、pcPrF-M23 和 pcPrF-M24)不诱导或诱导非常弱的侵袭性表型。使用细胞培养插入物,诱导侵袭性表型的四种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)均未受影响 在导致厚层形成的 7 个成纤维细胞系中,4 个患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)在 LNCaP 细胞中诱导侵袭性表型,具有索状浸润生长模式,而其他三个成纤维细胞系(pcPrF-M7、pcPrF-M23 和 pcPrF-M24)不诱导或诱导非常弱的侵袭性表型。使用细胞培养插入物,诱导侵袭性表型的四种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)均未受影响 在导致厚层形成的 7 个成纤维细胞系中,4 个患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)在 LNCaP 细胞中诱导侵袭性表型,具有索状浸润生长模式,而其他三个成纤维细胞系(pcPrF-M7、pcPrF-M23 和 pcPrF-M24)不诱导或诱导非常弱的侵袭性表型。使用细胞培养插入物,诱导侵袭性表型的四种患者来源的成纤维细胞系(PrSC、pcPrF-M5、pcPrF-M28 和 pcPrF-M31)均未受影响LNCaP 细胞中CDH1 mRNA 的表达;然而,两种源自患者的成纤维细胞系(pcPrF-M5 和 pcPrF-M28)增加了 LNCaP 细胞中CDH2 mRNA 的表达,而其他两种成纤维细胞系(PrSC 和 pcPrF-M31)则没有。这些结果表明,PCa 组织中存在多种功能多样的成纤维细胞群可能是 PCa 细胞侵袭多样性的原因,导致结构异型性的异质形成。
更新日期:2021-01-22
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