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.2006年12月26日；4(1):38.
doi:10.1186/1741-7015-4-38。

肿瘤-基质界面的胶原重组促进局部侵袭

保罗·普罗旺扎诺 1, 凯文·艾利塞里, 杰伊·M·坎贝尔, 大卫·R·英曼, 约翰·怀特, 帕特里夏·J·基利
附属公司

肿瘤-基质界面的胶原重组促进局部侵袭

保罗·普罗旺扎诺等。 BMC医学. .

摘要

背景：基质-上皮相互作用在乳腺组织中具有特别重要的意义，因为这些相互作用的失调会促进肿瘤的发生和侵袭。此外，胶原蛋白密度高的乳腺组织增加了乳腺癌的风险，尽管胶原蛋白密度与肿瘤发生之间的关系尚不清楚。由于对体内上皮-基质相互作用知之甚少，有必要观察完整组织中正常上皮和乳腺肿瘤周围的基质，以更好地了解基质组织、密度和成分如何影响肿瘤的形成和进展。

方法：用组织学、电子显微镜和非线性光学成像方法研究了正常乳腺、乳腺肿瘤和肿瘤外植体在三维培养中的上皮-基质相互作用。利用多光子激光扫描显微镜（MPLSM）对活体肿瘤组织体外肿瘤-基质界面进行成像，以产生内源性荧光团的多光子激发（MPE）和二次谐波产生（SHG）来成像基质胶原。

结果：我们使用激光扫描多光子和二次谐波显微镜来确定完整、未固定和未切除乳腺中导管和肿瘤周围特定胶原结构的组织。胶原蛋白密度的局部变化清晰可见，使我们能够获得有关乳腺基质组织的三维信息，例如用经典组织学技术无法获得的放射状胶原蛋白纤维。此外，我们观察并定义了三种肿瘤相关胶原标志物（TACS），它们提供了新的标记物来定位和表征肿瘤。特别是，局部细胞浸润主要沿着某些排列的胶原纤维进行，这表明胶原纤维相对于肿瘤的径向排列有助于浸润。与此一致的是，在随机组织的胶原基质中培养的原代肿瘤移植物重新排列了胶原纤维，使单个肿瘤细胞沿着径向排列的纤维向外迁移。

结论：这些肿瘤相关胶原特征的呈现使我们能够识别可触及前的肿瘤，并看到肿瘤-基质边界处的细胞沿着径向排列的胶原纤维侵入基质。因此，TACS应提供肿瘤具有侵袭性或可能具有侵袭性的迹象，并可作为策略的一部分，帮助识别和表征动物和人类组织中的乳腺肿瘤。

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数字

图1
图1
乳腺胶原形态与上皮间质相互作用（A）苦味酸红染色（红色），一种选择性胶原蛋白染色，表明主要基质成分是胶原蛋白（bar=50μm）。（B） 小鼠乳腺导管的低倍（bar=10μm）TEM图像（横切面）显示腔（L）外上皮（e）和肌上皮（me）细胞的组织与胶原基质密切相关，肌上皮细胞未将基质与上皮细胞完全分离。（C） 导管末端的SEM图像。（D） 胶原纤维与导管上皮细胞相互作用的SEM图像。（E） 胶原束沿多个方向包裹在细胞周围的SEM图像。（F） 胶原蛋白原纤维具有棒状结构，具有~67 nm的特征条带模式，证实在上皮细胞附近存在原纤维胶原。（G） 紧邻细胞表面的胶原纤维的SEM图像。（H） 上皮细胞旁胶原纤维（col）的TEM图像（e）。
图2
图2
MPLSM/SHG成像揭示活乳腺中的天然胶原结构答：（A）乳腺导管“顶部”的MPE/SHG图像，显示波浪状和紧绷（直）胶原结构以及基质细胞（很可能是成纤维细胞和免疫细胞）中FAD的内源性荧光。（b） 乳腺导管的MPE/SHG图像显示胶原包裹在导管周围，并从导管向外辐射（主要可见于显微照片顶部靠近导管末端的位置）。（c） （a）的放大切片显示了胶原纤维结构的某些方面，类似于结缔组织中胶原纤维的标准条带模式。（d） 小鼠肌腱-小鼠肌腱的SEM显示了胶原纤维~67 nm的带型特征。（e） 导管上皮细胞周围胶原的相关SEM图像显示波浪状（上箭头）和拉紧（下箭头）纤维，与MPE/SHG成像获得的胶原结构相匹配。（f） 组织中乳头附近区域的MPE/SHG图像显示从中央导管结构放射出的胶原纤维拉直。（g） 乳腺导管上方的MPE/SHG图像显示了波浪状和拉紧的纤维结构。注：A中的所有乳腺组织均来自B6/129菌株，该菌株是col1a1小鼠的背景菌株。B： （a）野生型对照（顶部）和Wnt-1小鼠（底部）的整体分析，与野生型腺体相比，它们表现出增生。（b，c）野生型对照动物的乳腺组织学（b；H&E）和Wnt-1小鼠的增生异常导管（c；Masson’s Trichrome）。（d，e）野生型对照乳腺导管的MPLSM/SHG成像显示导管末端（d）和分支（e）。（f） Wnt-1小鼠乳腺导管的MPLSM/SHG成像显示导管结构增生和紊乱胶原沉积增加。注：所有MPE/SHG图像均来自未固定、切片或染色的活的完整组织；MPE/SHG图像的比例尺等于25μm；组织学图像的比例尺等于50μm。
图3
图3
MPLSM/SHG成像检测到乳腺胶原密度增加野生型对照乳腺的H&E染色用亮场显微镜成像。（B） （A）的MPE图像显示了MPLSM可视化胶原结构的能力。（C） col1a1/col1a1纯合小鼠乳腺的H&E染色。（D） （C）的MPE图像显示胶原密度和结构增加，上皮细胞侵入局部增加的胶原基质，不规则上皮-基质边界增加。野生型（E）、杂合型（F）和纯合型（G）col1a1小鼠未固定、切片或染色的活乳腺导管的（E-G）MPLSM/SHG图像，显示转基因动物的胶原蛋白密度增加。（H） 跨度为340μm（典型深度能力为350–440μm）的（F）Z堆叠，说明了压盖的结构及其在压盖中的相对位置（见附加文件4）。注：MPE/SHG图像的比例尺等于25μm。
图4
图4
肿瘤-基质相互作用：三种TACS在Wnt-1小鼠肿瘤中的表达.（A-C）显示已识别TACS的显微照片。A： TACS-1。TACS-1的MPE/SHG图像。也就是说，“在”一个非碱性肿瘤（b，c；黄色轮廓）上方的一个致密胶原区域（a和表面图），表明存在一个小肿瘤（另请参阅附加文件5）。表面图量化了荧光信号相对于x-y位置的强度，并清楚地显示了胶原信号的增加，并且代表了6个Wnt-1肿瘤和8个PyVT肿瘤（未显示）B:TACS-2。第二个TACS的MPE/SHG图像显示存在较大Wnt-1肿瘤特征的拉直（拉紧）纤维。B： Wnt-1小鼠胶原纤维的a-c、MPE/SHG图像围绕一个相对平滑的肿瘤边界延伸（用c中的黄线勾勒），这表明大多数纤维平行于肿瘤边界。B： 直方图中，测量了6个独立肿瘤中86个区域胶原纤维相对于与肿瘤边界相切的线的角度，并绘制成频率分布图，导致纤维分布在0°左右。C： 节气门执行器控制系统-3。第三个TACS：对齐Wnt-1小鼠细胞侵袭区域的胶原纤维。C： a-C，与局部浸润相关的不规则肿瘤边界用黄色（a）表示，并与主要垂直于初始肿瘤边界分布的纤维相连，以相对于肿瘤边界约90°的频率分布表示。C： 直方图中，测量了6个独立肿瘤中71个区域胶原纤维相对于与肿瘤边界相切的线的角度，并绘制出频率分布图，从而使纤维分布接近90°。比例尺等于25μm。
图5
图5
TACS-2和-3在更具侵袭性PyVT小鼠肿瘤模型中的研究（A）TACS-2，在较高的亮度和对比度水平下显示一个扩大的切口区域（B），肿瘤-基质边界大致划分（红线；s=基质；t=肿瘤）为了进一步显示平行于肿瘤边界的胶原包裹（分布在0°附近，见右上角TACS-2直方图，其中包含8个独立肿瘤的106个区域）。（C） TACS-3，在较高的亮度和对比度下显示了一个扩大的剪切区（D），肿瘤-基质边界大致划分（红线；s=基质；t=肿瘤）。请注意，尽管一些细胞已越过此边界（示例=x）进入纤维，但边界是不规则侵入区域进入径向排列胶原纤维的一般表示（频率分布约90°，见右中角TACS-3直方图，其中包含八个独立肿瘤的109个区域）。此外，TACS-3区域（E）在更高放大倍数（F）下的分析显示，内源性细胞与肿瘤基质边界和肿瘤内的纤维相关。*显示与侵袭性肿瘤边界交叉并与侵袭性癌细胞接触的纤维示例（红色箭头）。MPE/SHG图像A、C、E和F的比例尺等于25μm，B和D的比例栏为10μm。
图6
图6
TACS-3–与侵袭相关的径向排列胶原纤维活的完整PyVT乳腺肿瘤的MPE/SHG联合成像表明，（A）非浸润区（*）具有包裹在肿瘤周围的紧绷胶原蛋白（TACS-2；白色箭头），而浸润区（x）与排列的胶原蛋白相关，细胞沿着放射状排列的胶原纤维侵入（TACS-3；黑色箭头）。在更高的放大倍数下检查肿瘤-基质界面的侵袭（B和C）清楚地揭示了特定侵袭区域的胶原排列（B）与肿瘤细胞（*）之间的排列，并与排列的胶原纤维（C）相关。（D） 单个肿瘤细胞附着在远离原发肿瘤的胶原纤维上的示例。此外，通过分离MPE和SHG信号或用FLIM成像，可以看到侵入肿瘤基质边界的肿瘤细胞。（E） TACS-3区域促进局部侵袭的MPE/SHG组合图像。肿瘤-基质边界在这个阶段没有得到很好的保存，但大致用红色勾勒出来。侵入边界的细胞区域用星号标记（t=原发肿瘤）。红色箭头表示肿瘤边界附近的细胞沿着排列的胶原纤维向远离原发肿瘤的方向迁移。（F） 图像的MPE和SHG信号分离如E所示。MPE信号用红色伪彩色表示，而SHG用绿色伪彩色表示。请注意，排列整齐的胶原纤维（绿色）交叉进入肿瘤，单个或多行细胞（E中的*）在胶原纤维上从肿瘤移走。（G） E和F所示TACS-3区域侵袭细胞的FLIM显微照片。胶原（蓝色；无荧光寿命）可与细胞（绿色到黄色）区分开来，证实了肿瘤-基质边界处存在侵袭细胞，以及与胶原相关的细胞已经迁移过边界。G范围内的颜色条表示100 ps（蓝色）到1 ns（红色）的加权平均值。A、E、F和G中的标尺等于25μm；B、C和D中为10μm。
图7
图7
肿瘤细胞重组胶原基质促进肿瘤细胞局部侵袭在三维胶原凝胶中培养8小时的肿瘤外植体的MPE/SHG联合成像表明，肿瘤细胞重组了以前的随机基质，以促进侵袭。（A） 远离肿瘤的3D胶原蛋白凝胶区域，显示了未被特定外力重组的区域中3D胶原蛋白胶内存在的胶原蛋白的随机方向。当细胞收缩并重组胶原基质时，来自肿瘤外植体的细胞会特别改变这种随机组织。与活的完整组织中的数据类似，非浸润区显示胶原在外植体附近被拉入，但包裹在肿瘤边界（B），而在肿瘤细胞侵入胶原凝胶的区域，肿瘤细胞（白色箭头C）与直接接触胶原基质的细胞（*）（白色箭头D）径向排列胶原。因此，在肿瘤细胞侵袭区域，胶原从随机方向重新排列成放射状排列，表明胶原纤维的结构重新排列有助于局部侵袭。比例尺等于25μm。
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    1. Keely P，Fong A，Zutter M，Santoro S.通过在乳腺细胞中表达反义α2整合素mRNA改变胶原蛋白依赖性粘附、运动和形态发生。细胞科学杂志。1995;108:595–607.-公共医学
    1. Roskelley CD、Srebrow A、Bissell MJ。ECM介导的信号传导的层次调节组织特异性基因表达。当前操作细胞生物学。1995;7:736–747. doi:10.1016/0955-0674（95）80117-0。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Keely PJ，Wu JE，Santoro SA。α2β1整合素及其配体、I型胶原、IV型胶原和层粘连蛋白的时空表达表明其在小鼠乳腺形态发生中具有重要作用。区别。1995;59:1–13. doi:10.1046/j.1432-0436.1995.5910001.x。-内政部-公共医学
    1. Chen J，Diacovo TG，Grenache DG，Santoro SA，Zutter MM。α（2）整合素亚单位缺乏小鼠：一种多方面的表型，包括分支形态发生和止血缺陷。《美国病理学杂志》。2002;161:337–344.-项目管理咨询公司-公共医学

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