Method Article
Наличие раковых стволовых клеток было связано с рецидивом или плохими исходами после лучевой терапии. Данная рукопись описывает методы изучения радиочувствительности раковых стволовых клеток в линиях раковых клеток легких.
Наличие раковых стволовых клеток (CSCs) было связано с рецидивом или плохими исходами после лучевой терапии. Изучение радиорезистентных CSCs может дать ключ к преодолению радиорезистентности. Волтат-gated кальциевый канал No2 '1 субъединицы изоформы 5 было сообщено в качестве маркера для радиорезистентных CSCs в немелкоклеточного рака легких (NSCLC) клеточных линий. В качестве примера маркера CSC представлены методы изучения радиочувствительности CSCs в клеточных линиях NSCLC. ЦСР сортируются с помощью ориентировочных маркеров по цитометрии потока, а способность самообновления отсортированных клеток оценивается по оценке формирования сферы. Анализ формирования колонии, который определяет, сколько клеток теряют способность генерировать потомков формирования колонии после определенной дозы излучения, затем осуществляется для оценки радиочувствительности отсортированных клеток. Данная рукопись содержит первые шаги для изучения радиочувствительности CSCs, что закладывает основу для дальнейшего понимания основополагающих механизмов.
Радиотерапия играет важную роль в лечении рака. Однако наличие радиорезистентных раковых стволовых клеток (CSCs) может привести к рецидиву или плохим исходам после лучевой терапии1,2. CSCs характеризуются их самообновления способности и способность генерировать неоднородные раковые клетки3. Бронированные с более эффективной способностью восстановления повреждений ДНК или более высокими уровнями свободно-радикальных систем очистки или других механизмов, CSCs относительно устойчивы к лучевой терапии4,5,6,7 , 8.Выявление маркеров CSC и изучение их механизмов будет способствовать разработке препаратов, которые будут преодолевать радиорезистентность без увеличения нормального повреждения тканей.
Voltage-gated кальциевый канал No2 '1 субединый изоформ 5 было сообщено в качестве маркера для радиостойких CSCs в NSCLC клеточных линий9. Первоначально был идентифицирован как маркер CSC для гепатоцеллюлярной карциномы (HCC)10. Использование высубтактивной иммунизации с парой линий клеток HCC, полученных из первичных и рецидивирующих опухолей у одного и того же пациента, антитело под названием 1B50-1 было идентифицировано для целевой периодических клеток HCC в частности. 1B50-1-положительные клетки показали высокую эффективность формирования сферы в пробирке и высокую туморигенность in vivo. Его антиген был идентифицирован масс-спектрометрией, как кальциевый канал No2 No1 субунит изоформы 5. No2 No 1 специально выражается в CSCs и не обнаруживается в большинстве нормальных тканей, что делает его потенциальным кандидатом для ориентации CSCs10. Также может служить маркером CSC для клеточных линий NSCLC, и было показано, что он частично придает радиорезистую устойчивость клеткам NSCLC, повышая эффективность восстановления повреждений ДНК в ответ на излучение9.
Изучение радиорезистентных CSCs может дать ключ к преодолению радиорезистентности. В качестве примера можно сделать основные методы изучения радиочувствительности CSC. Как правило, CSCs изолированы с putative маркером поверхности, и характеристики стволовой клетки и радиочувствительность положительных и отрицательных популяций клетки сравниваются. Формирование сферы в среде, свободной от сыворотки, дополненной факторами роста, поддерживающими самообновление, является полезным анализом для оценки стеблий клеток in vitro. Клетки с высокой способностью формирования сферы, вероятно, проявляют высокую опухоленность при введении в иммунодефицитных мышей10,11,12. Колония формирования анализ затем используется для оценки радиочувствительности клеток, который определяет, сколько потеряли способность генерировать потомков формирования колонии после дозы радиации13.
ПРИМЕЧАНИЕ: Шаги выполняются при указанной температуре. Для шагов, в которых температура не упоминается, выполнять при комнатной температуре (18-25 градусов по Цельсию). Среда культуры клеток должна храниться при 4 градусах Цельсия, а другие реагенты должны храниться в соответствии с руководствами производителя. Средний должен быть предварительно разогрет до 37 градусов по Цельсию, прежде чем добавлять в клетки.
1. Сортировка клеток
2. Сфер формирования асссе
ПРИМЕЧАНИЕ: Сфер формирования асссе применяется для определения способности самообновления клеток. Клетки с способностью к самообновлению могут образовывать сферы в этой безысыворотке полутвердой среде, дополненной факторами роста. Все шаги должны быть выполнены в кабинете биологической безопасности или ламинарной чистой скамейке. Во избежание загрязнения антибиотики (пенициллин и стрептомицин) рекомендуется добавлять в среднюю среду культуры после сортировки.
3. Образование колонии
ПРИМЕЧАНИЕ: Анализ формирования колонии применяется для определения радиочувствительности клеток. Излучение может быть доставлено линейным ускорителем, используемым для лучевой терапии. Система облучения клеток для лабораторного использования также может быть использована при наличии оборудования. Шаги 3.1, 3.2.3 и 3.2.6 должны выполняться в шкафу биологической безопасности или ламинаре чистой скамейке. Во избежание загрязнения антибиотики (пенициллин и стрептомицин) рекомендуется добавлять в среднюю среду культуры после сортировки.
Были отсортированы ячейки A549(рисунок 1A). Некоторые маркеры могут отображать различные популяции и легко ворота. Тем не менее, некоторые маркеры просто показывают высокие и низкие модели выражения, а не различные положительные и отрицательные популяции. В этой ситуации, изотип управления очень важно для gating. Выражение No2 No1 в отсортированных ячейках проверяется qPCR. Выражение CACNA2D1, гена, который кодирует No2 No1, выше в отсортированных клетках высотой 2 х1 по сравнению с клетками с низкими(рисунок 1B).
Типичная морфология сфер показана на рисунке 2A. Эффективность формирования сферы рассчитывается в клетках с высотой 2 х1 и 2х1 -низких(рисунок 2B). Клетки с высоким уровнем 2х1 показали более высокую эффективность формирования сферы, что свидетельствует о более высокой способности к самообновлению. Типичные изображения клеточных колоний показаны на рисунке 3A. Колония с около 50 клетками может быть исследована под микроскопом и помечена как эталон. Доля выживания в каждой дозе может быть рассчитана, и кривые выживания представлены на рисунке 3B. Клетки с высокими высотами 2х1 относительно устойчивы к радиации по сравнению с клетками с низкими и низкими.
Для оценки значимости между группами был проведен неспаренный двухсторонний тестстудента. Значение p qlt; 0.05 было сочтено статистически значимым. Данные представлены со средним и стандартным отклонением (SD). Представлены репрезентативные данные по крайней мере трех биологически независимых экспериментов с аналогичными результатами.
Рисунок 1: Сортировка ячеек A549 высотой 2 х1 и 2 х1. (A) Представительный анализ цитометрии потока выражения No2. Клетки закрыты на основе контроля изотипов. (B) Подтверждение выражения No2-1 в высоких и низких популяциях ЗПКР. Бары ошибок указывают SD. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2: Сферформирование асссес и 2-1-высокие и No 2 -1-низкий A549 клеток. (A) Представительная морфология сфер, образованных отсортированными клетками высотой 2 х1 и 2х1 (бар no 200 мкм). (B) Эффективность формирования сферы ячеек высотой 2 х1 и 2 х1. Бары ошибок указывают на SD (зп злт; 0,001). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3: Образование колонии ассссис из 2-1-высокий и No 2 -1-низкий A549 клеток. (A) Репрезентативные изображения колоний, образованных отсортированными клетками no2 и 2х1-низкими. (B) Кривые выживаемости ячеек высотой 2 х1 и 2-1-низкими. Число сеяных клеток было 200 клеток на скважину для 0 Gy, 400 клеток на хорошо для 4 Gy, и 800 клеток для 8 Gy. Бары ошибок указывают на SD (зп злт; 0,05, qp lt; 0.001). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Этот протокол описывает методы для изучения радиочувствительности CSCs в раковых клеточных линий в пробирке. В этом исследовании выражение No2 No1 непрерывна в линиях клеток NSCLC. Таким образом, gating основан на изотипном контроле. Перед сортировкой выражение No2 No1 должно быть исследовано в нескольких клеточных линиях цитометрией потока и проверено ЗПКР или западным пятном. Рекомендуется повторно проанализировать экспрессию отсортированных клеток No2 х1 и 2х1-низких клеток по цитометрии потока, наблюдая за флуоресцентной флуоресцентной микроскопом, или с помощью ЦПКР (после сортировки).
Анализ формирования сферы – это простой способ оценки способности к самообновлению, который можно использовать для предварительной характеристики мнимых CSCs. Этот метод был использован для культуры нейросфер или маммосфер, чтобы охарактеризовать стволовые клетки в глиоме или раковых клетках молочной железы, и формула модифицируется в культуру других видов рака4,6,10. EGF и bFGF могут поддерживать самообновление стволовых клеток в среде, свободной от сыворотки; однако основные факторы среднего и роста могут отличаться для культивирования различных типов клеток. Полутвердая среда используется для обездвиживания клеток, так что сферы образуются путем пролиферации клеток, а не кластеризации вместе. Ультранизкая пластина крепления используется в эксперименте для поддержания морфологии сферы. Более того, по мере обогащения CSCs после культуры сферы, когда сферы собраны, усваиваются, и семя для формирования вторичной сферы, эффективность формирования сферы, вероятно, возрастет в последующем последовательном распространении9,10. Более строгим критерием для характеристики CSCs является in vivo ограничение разбавления анализ, в котором ряд номеров отсортированных положительных и отрицательных клеток вводятся подкожно в иммунодефицитных мышей, то частоты опухолевых клеток в положительную и отрицательные популяции клеток рассчитаны10,14. Если предположенный маркер стволовых клеток рака определяется по сфере формирования ассе, дальнейшая характеристика in vivo ограничение разбавления асссеерекомендуете рекомендуется.
В этом исследовании оценивается радиочувствительность CSCs. Анализ формирования колонии является классическим способом оценки радиочувствительности. Посев одинаковое количество клеток в параллельных скважинах в важном. Отрегулируйте номер ячейки на мл до подходящего диапазона, чтобы обеспечить объем клеточной подвески, добавленной к каждой скважине, более чем на 100 л. Если объем слишком мал, вероятность увеличения погрешности. Для клеточного излучения, средний с высотой 1 см добавляется для наращивания дозы, и ткани эквивалентный болюс помещается под пластину для дозы backscatter. Исследователям рекомендуется обратиться к физикам радиации и техникам для настройки модели излучения клеток и расчета дозы.
Данная рукопись содержит первые несколько шагов для исследования радиочувствительности CSCs. Дальнейшие исследования механизма могут включать белки, связанные с восстановлением повреждений ДНК, очистка реактивных видов кислорода, арест клеточного цикла и т.д.15. Эти эксперименты требуют большого количества клеток; поэтому, многие блюда из клеток должны быть подготовлены. Переэкспрессия или нокаут / нокдаун генов CSC также обеспечивают важное понимание того, как CSCs получить радиорезистентности.
Эти методы потенциально могут быть применены для выявления CSCs в раковых тканях. Чжан и др. описаны изоляции CD166-положительных Лин-отрицательных клеток из NSCLC хирургических образцов12. Ткани нарезали стерильным лезвием и переваривали ферментным коктейлем. Клетки, собранные путем прохождения через клеточные ситечко, были помечены для сортировки, а затем характеризуются сферой формирования асссеи и in vivo, ограничивающими разбавление. Для No 2 '1 в качестве маркера CSC, было сообщено, чтобы изолировать CSC в гепатоцеллюлярной карциномы хирургических тканей и мелкоклеточного рака легких пациента полученных ксенотрансплантат тканей10,16. Учитывая большое количество клеток, необходимых для анализа, это относительно трудно изолировать CSCs в биопсии или циркулирующих опухолевых клеток. Кроме того, окрашивание участков биопсии потенциально может дать ключ к существованию CSC в опухолях. Тем не менее, это предполагаемое применение должно быть оценено в тканях пациента и клинических данных.
Авторы не заявляют о конфликте интересов.
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (81402535 и 81672969) и Национальным проектом ключевых исследований и разработок (2016YFC0904703).
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены