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암 줄기 세포의 존재는 방사선 요법 후에 재발 또는 나쁜 결과와 연관되었습니다. 이 원고는 폐암 세포주에서 암 줄기 세포의 방과성을 연구하는 방법을 설명합니다.
암 줄기 세포의 존재 (CSCs) 방사선 요법 후 재발 또는 가난한 결과와 관련 된. 방사능 CSC를 연구하는 것은 방사능 저항을 극복하기 위한 단서를 제공할 수 있습니다. 전압 게이트 칼슘 채널 α2δ1 소단위 이소폰 5는 비소세포 폐암(NSCLC) 세포주에서 내성 CSC에 대한 마커로서 보고되었다. CSC 마커의 예로 칼슘 채널 α2δ1 소부를 사용하여, NSCLC 세포주에서 CSC의 방과성성을 연구하는 방법이 제시된다. CSC는 유세포측정에 의해 가설 마커로 분류되고, 정렬된 세포의 자기 갱신 능력은 구형 분석에 의해 평가된다. 얼마나 많은 세포가 방사선의 특정 복용량 후에 식민지를 형성하는 자손을 생성하는 능력을 분실하는지 결정하는 식민지 형성 분석, 그 후에 분류된 세포의 방과민성을 평가하기 위하여 능력을 발휘합니다. 이 원고는 CSC의 방과성 연구를 위한 초기 단계를 제공하며, 이는 기본 메커니즘에 대한 추가 이해를 위한 기초를 확립합니다.
방사선 요법은 암 치료에 중요한 역할을합니다. 그러나, 방사선 저항하는 암 줄기 세포 (CSC)의 존재는 방사선요법 1,2후에 재발 또는 나쁜 결과로 이끌어 낼 수 있습니다. CSC는 자기 재생 능력과 이종성 암세포를 생성하는 능력이특징입니다 3. 보다 효율적인 DNA 손상 수리 능력 또는 자유 래 디 칼 청소 시스템 또는 다른 메커니즘의 상부와장갑, CSC는 방사선 요법에 상대적으로 저항 4,5,6,7 , 8.CSC 마커를 식별하고 메커니즘을 탐구하면 정상적인 조직 손상을 증가시지 않고 내성을 극복 할 수있는 약물 개발을 촉진할 수 있습니다.
전압 게이트 칼슘 채널 α2δ1 소단위 이소폰 5는 NSCLC 세포주 9에서방사성 CSC에 대한 마커로서 보고되었다. α2δ1은 원래 간세포암(HCC)10에대한 CSC 마커로 확인되었다. 동일한 환자에서 원발성 및 재발성 종양으로부터 유래된 HCC 세포주 쌍을 이용한 감산 면역을 사용하여, 1B50-1이라는 항체가 재발성 HCC 세포를 특이하게 표적으로 하는 것으로 확인되었다. 1B50-1-양성 세포는 생체외에서 높은 구체 형성 효율을 나타내고 생체 내에서 높은 종양 발생성을 보였다. 이의 항원들은 질량분석법에 의해, 칼슘 채널 α2δ1 소단위 이소암5로서 확인되었다. α2δ1은 특히 CSC에서 표현되며 대부분의 정상 조직에서 탐지할 수 없기 때문에 CSC10을대상으로 하는 잠재적 후보입니다. α2δ1은 또한 NSCLC 세포주를 위한 CSC 마커로서 작용할 수 있으며, 방사선 9에 반응하여 DNA 손상 복구의 효율을향상시킴으로써 부분적으로 NSCLC 세포에 방사성을 부여하는 것으로 나타났다.
방사능 CSC를 연구하는 것은 방사능 저항을 극복하기 위한 단서를 제공할 수 있습니다. NSCLC에서 α2δ1을 예로 사용하여, CSC의 방과성을 연구하는 주요 방법이 제시된다. 일반적으로 CSC는 가성 표면 마커로 단리되고, 양성 및 음성 세포 집단의 줄기 세포 특성 및 방사능 민감도가 비교된다. 자가 재생을 지원하는 성장 인자로 보충된 무혈청 배지에서구 형성은 시험관 내에서 세포의 줄기를 평가하는 유용한 분석이다. 구체 형성 능력이 높은 세포는 면역결핍 마우스10,11,12에주사시 높은 종양성 성을 보일 가능성이 있다. 콜로니 형성 분석은 세포의 방과성을 평가하기 위해 사용되며, 이는 얼마나 많은 사람들이 방사선13의투여 후 식민지를 형성하는 후손을 생성하는 능력을 잃었는지 결정한다.
참고: 단계는 표시된 온도에서 수행됩니다. 온도가 언급되지 않은 단계의 경우 실온(18-25°C)에서 수행합니다. 세포 배양 배지는 4°C에서 보관되어야 하며, 다른 시약은 제조사의 가이드에 따라 보관되어야 한다. 배지는 세포에 첨가되기 전에 37°C로 미리 데워야 한다.
1. 셀 정렬
2. 구형성 분석
참고: 구체 형성 분석은 세포의 자기 갱신 능력을 결정하기 위해 적용됩니다. 자기 갱신 능력을 가진 세포는 성장 인자로 보충된 이 혈청 없는 반고형 배지에 있는 구를 형성할 수 있었습니다. 모든 단계는 생물학적 안전 캐비닛 또는 층상 청소 벤치에서 수행해야합니다. 오염을 피하기 위해 항생제 (페니실린 및 연쇄상 구균)는 분류 후 배양 배지에 추가하는 것이 좋습니다.
3. 식민지 형성 분석
참고 : 식민지 형성 분석은 세포의 방과성을 결정하기 위해 적용됩니다. 방사선은 방사선 요법에 사용되는 선형 가속기에 의해 전달될 수 있습니다. 실험실 사용을 위한 세포 조사 시스템은 장비를 사용할 수 있는 경우에 또한 이용될 수 있습니다. 단계 3.1, 3.2.3 및 3.2.6은 생물학적 안전 캐비닛 또는 층상 클린 벤치에서 수행해야합니다. 오염을 피하기 위해 항생제 (페니실린 및 연쇄상 구균)는 분류 후 배양 배지에 추가하는 것이 좋습니다.
α2δ1-고 및 α2δ1-로우 A549 세포를분류하였다(도 1A). 일부 마커는 뚜렷한 모집단을 표시할 수 있으며 게이트하기가 쉽습니다. 그러나 일부 마커는 뚜렷한 긍정 및 음수 채우기보다는 높고 낮은 식 패턴을 표시합니다. 이 상황에서, 이소형 제어는 게이팅에 매우 중요합니다. 정렬된 셀에서 α2δ1의 발현은 qPCR에 의해 검증된다. Α2δ1을 인코딩하는 유전자인 CACNA2D1의발현은 α2δ1-저세포에 비해 분류된 α2δ1-높은 세포에서 더 높다(도1B).
구체의 일반적인 형태는 그림 2A에나와 있습니다. 구체 형성 효율은 α2δ1-높음 및 α2δ1-저셀(도2B)에서계산된다. α2δ1-높은 세포는 더 높은 구체 형성 효율을 보였으며, 이는 더 높은 자기 재생 능력을 시사한다. 세포 식민지의 전형적인 이미지는 그림 3A에도시되어 있습니다. 대략 50개의 세포를 가진 식민지는 현미경의 밑에 검토되고 참고로 표시될 수 있습니다. 각 투여량에서 생존 분획을 계산할 수 있고, 생존 곡선은 도 3B에제시된다. α2δ1-높은 세포는 α2δ1-저세포에 비해 방사선에 상대적으로 내성이 있다.
짝을 이루지 않은 양면 학생의 t-시험은 그룹 간의 중요성을 평가하기 위해 수행되었다. p<0.05의 값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다. 데이터는 평균 및 표준 편차(SD)로 표시됩니다. 유사한 결과를 가진 적어도 3개의 생물학적으로 독립적인 실험에서 대표적인 데이터가 제시된다.
그림 1: A549에서 α2δ1-하이 및 α2δ1-로우 셀 분류. (a) α2δ1 발현의 대표적인 유세포 분석. 세포는 등전형 제어에 기초하여 게이트된다. (B) QPCR에 의한 높고 낮은 집단에서 α2δ1 발현의 확인. 오류 막대는 SD를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 2: α2δ1-높및 α2δ1-로우 A549 세포의 구체 형성 분석. (a) 정렬된 α2δ1-높 및 α2δ1-저세포에 의해 형성된 구체의 대표적인 형태(bar= 200 μm). (B) α2δ1-높 및 α2δ1-저세포의 구체 형성 효율. 오류 막대는 SD(***p&0.001)를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 3: α2δ1-높및 α2δ1-로우 A549 세포의 콜로니 형성 분석. (a) 분류된 α2δ1-고 및 α2δ1-로우 셀에 의해 형성된 콜로니의 대표적인 이미지. (B) α2δ1-높 및 α2δ1-저세포의 생존 곡선. 종자세포의 수는 0Gy에 대해 웰당 200개의 세포, 4Gy에 대한 웰당 400개의 세포, 8Gy에 대한 800개의 세포였다. 오류 막대는 SD(**p<, 0.05, ***p & 0.001)를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
이 프로토콜은 시험관내 암 세포주에서 CSC의 방독증을 연구하는 방법을 설명합니다. 본 연구에서, α2δ1의 발현은 NSCLC 세포주에서 연속적이다. 따라서 게이팅은 이소타입 제어를 기반으로 합니다. 분류하기 전에 α2δ1 발현은 유세포측정에 의해 여러 세포주에서 검사되고 QPCR 또는 웨스턴 블롯에 의해 검증되어야 한다. 유세포측정법에 의해, 형광 현미경하에서 형광을 관찰하거나, 또는 QPCR(선별 후)에 의해 분류된 α2δ1 발현을 재분석하는 것이 좋습니다.
구체 형성 분석은 자기 재생 능력을 평가하는 간단한 방법이며, 이는 가설 CSC를 예비적으로 특성화하는 데 사용될 수 있다. 이 방법은 신경교종 또는 유방암 세포에서 줄기 세포를 특성화하기 위해 신경구 또는 유방구를 배양하는 데 사용되었으며, 상기 공식은 다른 유형의 암배양으로변형되어 4,6,10. EGF 및 bFGF는 혈청이 없는 배지에서 줄기 세포의 자가 재생을 지원할 수 있다; 그러나, 기본 매체 및 성장 인자는 다른 세포 모형을 배양하기 위해 다를 수 있습니다. 반고체 배지는 구체가 함께 클러스터링보다는 세포 증식에 의해 형성되도록 세포를 고정시키는 데 사용됩니다. 초저 부착 플레이트는 구 형태학을 유지하기 위해 실험에 사용됩니다. 더욱이, CSC가 구배 배양 후 농축됨에 따라, 구체가 수집, 소화되고, 이차 구체 형성을 위해시드될 때, 구체 형성 효율은 후속 직렬 전파 9,10에서증가할 가능성이 있다. CSC를 특성화하기 위한 보다 엄격한 기준은 일련의 분류된 양성 및 음성 세포가 면역 결핍 마우스에 피하 주사되는 일련의 희석 분석실험을 제한하는 생체 내 이며, 그 다음에는 종양성 세포의 주파수를 양성 및 음세포 집단은10,14로계산됩니다. 가설암 줄기세포 마커가 구형 분석에 의해 확인되는 경우, 생체 내 특성 제한 희석 분석법을 사용하는 것이 좋습니다.
이 연구에서 CSC의 방과성 평가. 식민지 형성 분석은 방과민성을 평가하는 고전적인 방법입니다. 중요 병렬 우물에서 동일한 수의 셀을 시드. 각 웰에 첨가된 셀 현탁액의 부피가 100 μL 이상인지 확인하기 위해 mL당 셀 수를 적당한 범위로 조정한다. 볼륨이 너무 작으면 오류가 증가할 수 있습니다. 세포 방사선의 경우, 1cm 높이의 배지가 투여량 축적을 위해 첨가되고, 조직 과 동등한 볼루스가 투여 량 백스캐터용 플레이트 아래에 놓입니다. 연구원은 세포 방사선 모형을 설치하고 복용량을 계산하기 위하여 방사선 물리학자 및 기술자를 참조하는 것이 좋습니다.
이 원고는 CSC의 방과성 연구를 위한 초기 몇 단계를 제공합니다. 추가 적인 기계장치 연구 결과는 DNA 손상 복구, 반응성 산소 종의 정리, 세포 주기 체포 등과 관련있는 단백질을 관련시킬 수 있습니다15. 이러한 실험은 다량의 세포가 필요합니다. 따라서, 세포의 많은 요리가 준비될 필요가 있다. CSC 유전자의 과발현 또는 녹아웃/녹다운은 또한 CSC가 방사성성을 얻는 방법에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.
이 방법은 잠재적으로 암 조직에 있는 CSC를 확인하기 위하여 적용될 수 있습니다. Zhang 외. NSCLC 외과 샘플에서 CD166 양성 린 음성 세포를 분리하는12. 조직은 멸균 블레이드로 다진 효소 칵테일로 소화되었다. 세포 스트레이너를 통과하여 수집된 세포는 선별을 위해 표지된 다음, 구형 형성 분석및 생체 내 희석 분석법을 특징으로 하였다. α2δ1의 경우, 간세포암 수술 조직 및 소세포 폐암 환자 유래 이종이식 조직10,16에서CSC를 분리하는 것으로 보고되었다. 분석에 필요한 세포의 수가 많다는 것을 고려할 때, 생검 또는 순환 종양 세포에서 CSC를 분리하는 것은 상대적으로 어렵다. 양자택일로, 생검의 단면도를 염색하는 것은 잠재적으로 종양에 있는 CSC의 존재를 위한 단서를 제공할 수 있습니다. 그러나, 이 추정 적용은 참을성 있는 조직 및 임상 데이터에서 평가될 필요가 있다.
저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.
이 작품은 중국 국립 자연 과학 재단 (81402535 및 81672969)과 국가 핵심 연구 개발 프로젝트 (2016YFC0904703)에 의해 지원되었습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.5% Trypsin-EDTA (10X), no phenol red | Thermo Fisher | 15400054 | Dilute in to 0.05% (1X) with autoclaved distilled water |
1B50-1 | This antibody is produced and friendly supplied by Laboratory of Carcinogenesis and Translational Reseach (Ministry of Education/Beijing), Department of Cell Biology, Peking University Cancer Hospital and Institute. See reference 10. Alternatively, commercial antibody of calcium channel α2δ1 subunit can be used (ABCAM, ab2864) (Yu, et al., Am J Cancer Res, 2016; 6(9): 2088-2097) | ||
4% formaldehyde solution | Solarbio | G2160 | |
A549 | ATCC | RRID: CVCL_0023 | |
B27 | Thermo Fisher | 17504044 | |
Biological Safety Cabinet | Thermo Fisher | 1336 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5910R | |
DMEM/F-12 | Thermo Fisher | 12500062 | |
EGF Recombinant Human Protein | Thermo Fisher | PHG0311 | |
Fetal bovine serum | Thermo Fisher | 16140071 | |
FGF-Basic (AA 1-155) Recombinant Human Protein | Thermo Fisher | PHG0261 | |
Flow cytometer/cell sorter | BD | FACSARIA III | |
H1299 | ATCC | RRID: CVCL_0060 | |
H1975 | ATCC | RRID: CVCL_1511 | |
Lightning-Link Fluorescein Kit | Innova Biosciences | 310-0010 | |
linear accelerator | VARIAN | CLINAC 600C/D | |
Methyl cellulose | Sigma Aldrich | M7027 | |
Penicillin-Streptomycin, Liquid | Thermo Fisher | 15140122 | |
Phosphate buffered saline | Solarbio | P1020 | |
RPMI-1640 | Thermo Fisher | 11875093 | |
SYBRGREEN | TOYOBO | QPK-201 | |
TRIzol | Thermo Fisher | 15596026 | |
Violet crystal staining solution | Solarbio | G1062 |
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