이온화 방사선 (IR)에 대 한 연구-유도 clonogenic 세포 죽음은 악성 종양과 정상 조직에 적외선의 효과 이해 하기 위한 중요 한. 여기, 우리는 4′, 6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI)의 형태에 따라 clonogenic IR 유도 된 세포 죽음의 주요 모드를 평가 하기 위한 1 단계 분석 결과 설명-스테인드 핵 형광 현미경 검사 법에 의해 시각.
이온화 방사선 (IR)에 대 한 연구-유도 clonogenic 세포 죽음은 악성 종양과 정상 조직에 적외선의 효과 이해 하기 위한 중요 한. 여기, IR, 즉, apoptosis, mitotic 재앙과 세포 노화에 의해 유도 된 clonogenic 세포 죽음의 주요 모드를 동시에 평가 대 한 신속 하 고 비용 효율적인 단계 분석 결과 설명 합니다. 이 방법에서는, 커버 슬립에 성장 하는 세포는 엑스레이와 방사선 하 고 물 4′, 6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI). 형광 현미경 검사 법을 사용 하 여, apoptosis, mitotic 재앙과 세포 노화 식별 됩니다 DAPI 스테인드 핵의 특징적인 형태학에 따라. Apoptosis는 apoptotic 몸 (즉, 압축 및 조각난 핵)의 존재에 의해 결정 됩니다. Mitotic 재앙은 두 개 이상의 고유한 돌출부 및 micronuclei 핵의 존재에 의해 결정 됩니다. 세포 노화 노화 관련 heterochromatic foci (즉, 포함 하는 30-50, 밀도 foci 핵 DNA)의 존재에 의해 결정 됩니다. 이 방법은 쉽게 clonogenic 세포 죽음 모드 elucidating 관심의 조건과 대상 세포에 세포 죽음의 메커니즘의 목표와 함께 다양 한 셀 라인, 치료 설정, 또는 시간 포인트를 사용 하 여 화면을 실험 수 있습니다.
이온화 방사선 (IR) clonogenic 세포 죽음의 여러 모드를 유도합니다. Clonogenic IR 유도 된 세포 죽음에 대 한 연구는 암 방사선 요법의 치료 효능을 증가 하는 방법을 개발 뿐만 아니라 정상 조직에 IR의 독성을 이해 하기 위한 중요 합니다. Apoptosis, mitotic 재앙과 세포 노화는 IR1에 의해 유도 된 clonogenic 세포 죽음의 주요 모드. Apoptosis는 DNA 손상1에 의해 시작 된 세포 죽음의 통제 모드입니다. Mitotic 재앙은 배달된 DNA 이중 가닥 나누기1에서 발생 하는 탈 선 유사 분열으로 인해 발생 하는 세포 죽음 이다. 세포 노화는 돌이킬 수 없는 세포 성장 체포2;의 상태로 정의 됩니다. 세포 노화 세포 죽음 본질적 아니다, 하지만 그것은 clonogenic 세포 죽음의 모드 때문에 노화 세포의 clonogenic 생존 곧 note.
다양 한 세포 기반 분석 실험 개별적으로 apoptosis, mitotic 재앙과 세포 노화를 평가 하기 위해 개발 되었습니다. Apoptosis 흐름 cytometry1터미널 deoxynucleotidyl 전이 효소 dUTP 닉-끝 레이블 (TUNEL) 얼룩, annexin V 얼룩, DNA 파편 분석 실험, 그리고 하위-G1 세포 주기 단계 결정으로 평가 될 수 있다. Mitotic 재앙 면역 형광 mitotic 마커, MPM2, TUNEL 염색, 전자 현미경1등에 대 한 얼룩에 의해 평가 될 수 있다. 세포 노화 노화 관련 된 β-galactosidase (SA-β-Gal) 얼룩, 성장 검거 분석 실험, 및 전자 현미경1에 의해 평가 될 수 있다. 중요 한 것은, clonogenic 세포 죽음의 우세 모드 셀 라인 및 치료 설정3,4마다 다릅니다. 따라서, 주어진된 실험 설정에 대 한 clonogenic 세포 죽음의 전반적인 프로필, 명료 하 모든 죽음의 이러한 모드를 포함 분석 하는 여러 실험 해야 합니다 실시 함께, 노동 및 비용 집중입니다.
이 문서에서 우리는 apoptosis, mitotic 혁명과 IR3,4에 의해 유도 된 세포 노화를 동시에 평가 대 한 분석 결과 신속 하 고 비용 효율적인 단계를 설명 합니다. 이 방법에서는, 커버 슬립에 성장 하는 세포는 엑스레이와 방사선 하 고 물 4′, 6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI). 형광 현미경 검사 법을 사용 하 여, apoptosis, mitotic 재앙과 세포 노화는 각각 식별 DAPI 스테인드 핵의 각각 특징적인 형태학에 기반. 이 방법은 다양 한 셀 라인, 치료 설정, 및 조사 대상 세포 조건에 세포 죽음의 메커니즘의 목표와 시간 포인트에서 clonogenic 세포 죽음 프로필에 대 한 심사를 포함 하 여 응용 프로그램에 대 한 도움이 될 것입니다. 관심입니다.
프로토콜 내에서 중요 한 단계는 다음과 같습니다. 첫째, 세포 해야 될 성장 문화 접시에는 단층으로 다층 셀 어렵습니다 DAPI 스테인드 핵의 형태 평가 실시 하기 때문에. 2.9, 단계에서이 끝에 인큐베이터에 문화 접시의 주의 전송 것이 좋습니다; 문화 접시의 동요 문화 접시의 중앙에 세포의 농도에 이르게 중단된 셀의 소용돌이 생성 합니다. 또한, overconfluence 다층 셀 선도 피해 야 한다. 이 위해, 단계, 2.7에서에서 문화 접시에 시드 셀 수 시간과 방사선 및 고정 사이의 간격을 두 배로 하는 인구에 따라 수정할 수 있습니다. 고정 시간에 약 80의 합류는 것이 좋습니다. 둘째, 속도 고정 및 DAPI 얼룩 (즉, 4-5 단계)에서 중요 하다. 이러한 단계에 대 한 시간에 관한 간 샘플 불일치가 형태학 평가 애매 한 것이 핵에 DAPI 신호 강도 발생할 수 있습니다.
2.2 단계에서 단일 문화 접시에 커버 슬립의 수를 증가 수 있습니다; 4 덮개 미 끄 러 짐의 최대 35 mm 접시에 놓일 수 있다 그리고 더 큰 접시를 사용 하 여 수를 더 증가 될 수 있다. 여러 표지 전표 각 문화 접시에 배치 (즉, 커버 전표 관심의 여러 시간 점에서 문화 접시 하나 하나에서에서 수집 될 수 있습니다) 특정된 치료에 대 한 시간 코스 평가의 효율적인 운영 수 있습니다.
3.2 단계에서 방사선 복용량은 연구자의 관심에 따라 수정할 수 있습니다. 여러 셀 라인에 일관 된 복용량의 응용 프로그램에는 셀 라인 중 clonogenic 세포 죽음의 각 모드에 감도의 비교 수 있습니다. 다른 한편으로, 각 셀 라인에 대 한 iso clonogenic 생존 복용량의 사용 비교를 셀 라인 중 clonogenic 세포 죽음 프로필의 있습니다. Iso clonogenic 생존 복용량 clonogenic 생존 분석 결과12에의해 결정 될 수 있습니다. D10 값 10 %clonogenic 생존을 제공 하는 복용량 iso clonogenic 생존 복용량에 대 한 일반적인 끝점입니다.
3.3 단계에서 고정 하는 방사선에서 시간; 연구자의 관심에 따라 수정할 수 있습니다. 적외선 유도 된 apoptosis, mitotic 재앙과 세포 노화에 대 한 피크 시간 셀 라인 및 치료에 따라 다르기 때문에 이것이 중요 합니다. 이 문서에서는, 우리는 clonogenic 세포 죽음 프로필, 우리의 그룹에 의해 여러 연구에 따라의 초기 심사에 가장 유용할 것 이다 시간 지점으로 방사선 조사 후 72 h를 사용 하 고 다른 설명 다음과 같습니다1,2, 3 , 4 , 8 , 9: (i) X-레이-유도 된 apoptosis 단단한 종양에서 주로 설립 셀에 발생 하는 방사선 조사 후 몇 일. (두 번째 또는 세 번째에서 가장 눈에 띄게 발생 하는 암 세포에 mitotic 재앙 ii) X-레이-유도 방사선에 의해 유도 된 임시 세포 주기 검거에서 출시 후 유사 분열. 릴리스는 일반적으로 다음, 방사선 조사 후 약 24 시간 발생 반복된 mitoses 약 24 h. (iii)의 간격에 의해 X-레이-유도 세포 노화 된다 분명 후 셀 라인에 의존 간격: 2 일 후 일부 초기 사례 및 대부분의 셀 라인에 대 한 방사선 조사 후 7 일에 대 한 조사. 취득 후 clonogenic 셀의 전반적인 그림 죽음 프로필 초기 심사, 시간 과정 실험 clonogenic 세포 죽음의 상태 또는 특정 셀 라인의 각 모드에 대 한 피크 타임의 자세한 설명을 제공할 것입니다 이자4.
그 분석 결과 및 clonogenic 생존 시험을 얼룩이 지기 DAPI 방사선 민감도 평가 대 한 표준 메서드는 주목 한다. Apoptosis와 mitotic 재앙만 시간 지속. 따라서, 주어진된 시간 지점에 대 한 분석 결과 얼룩 DAPI apoptosis와 평가의 시간 지점에 mitotic 재앙을 감지 합니다. 다른 한편으로, clonogenic 생존의 결과 포인트 apoptosis와 mitotic 재앙 발생 했다 잠복기 동안 일반적으로 방사선 조사 후 10-14 일의 총 금액을 포함 하는 주어진된 시간에 시험. Apoptosis와 mitotic 재앙, 노화 세포에서 다른 문화 접시;에 남아 그들은 방사선 조사 후 시간이 지남에 따라 점차적으로 축적. 따라서, 둘 다의 결과 분석 결과 및 clonogenic 생존 시험을 얼룩이 지기 DAPI 반영 인큐베이션 기간 동안 발생 한 노화의 총 금액. 중요 한 것은, apoptosis, mitotic 혁명과 방사선에 의해 유도 된 노화의 비율이 다릅니다 널리 셀 선 및 방사선 복용량. 함께 찍은, 이론적으로, 한 시험의 결과 변환할 수 없습니다 그 다른 분석 결과에 직접.
DAPI 시험을 얼룩이 지는 몇 가지 제한이 있습니다. 첫째, mitotic 재앙 세포 죽음의 다른 모드 인지 논란이 남아 있습니다. 방사선 생물학의 분야, mitotic 재앙은 clonogenic 세포 죽음1의 다른 장치에서 IR 유도 된 세포 죽음의 주요 모드를 간주 됩니다. 다른 한편으로, 다른 그 mitotic 재앙은 세포 죽음 그러나 apoptosis와 괴 사13,14를 포함 하 여 세포 죽음 앞에 오히려 프로세스의 고유 모드 논쟁. 따라서, apoptosis와 mitotic 재앙은 어느 정도 겹칠 수 있습니다. 둘째, 이전 연구는 세포 노화 일부 세포 치료 설정2에서 SAHF의 부재에서 발생할 수 있습니다 것이 좋습니다. 각 clonogenic 셀을 위해 설계 된 현재, 다른 분석 실험에서 죽음 모드는 주어진된 실험의 결론의 견고성을 높이기 위해 사용 되어야 한다. 셋째, 시험을 얼룩이 DAPI apoptosis, mitotic 재앙, 세포 노화 (예, 괴 사 및 autophagy) 이외의 clonogenic 세포 죽음의 모드 평가 수 없습니다. 넷째, 분석 결과 종양 방사선 치료 반응의 예측으로 얼룩 DAPI 유틸리티 하지 병원에 해명 되었습니다. 이 관점에서 clonogenic 세포 죽음의 총 금액을 평가, clonogenic 생존 분석 결과 상관 관계 SF2, 셀 2 Gy와 반구의 살아남은 분수 간에 설정 된 때문에 시험을 얼룩이 DAPI에 우수한 X-레이, 그리고 방사선 치료15종양 응답. 그럼에도 불구 하 고, 그것은 데이터 수집을 위한 clonogenic 생존 분석 결과 주로 전문성의 높은 학위와는 오랜 기간 (즉, 14 일)에 대 한 요구 사항으로 인해 병원에 널리 활용 되지가 주목 된다. 비교 함으로써, DAPI 얼룩 분석 결과 대 한 절차 간단 하 고 시간이 크게 단축, 약 3-4 일, 결과를 생성. DAPI 얼룩의 유틸리티방사선 치료 종양 응답의 예언자로 서 분석 결과 가까운 장래에 병원에서 테스트 됩니다.
요약 하자면, 분석 결과 얼룩 DAPI clonogenic IR 유도 된 세포 죽음의 세 가지 주요 모드를 동시에 평가 하는 비용 효율적인 단계 분석 결과 이다. 이 이렇게 쉽게 elucidating 관심의 조건과 대상 세포에 세포 죽음의 메커니즘의 목표와 함께 다양 한 셀 라인, 치료 설정, 및 시간 포인트, clonogenic 세포 죽음의 모드에 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
우리는 기술 지원에 대 한 부인 아키코 시바타를 감사합니다. 이 작품 최고의 졸업 학교, 무거운 이온 치료제와 공학에 글로벌 리더 양성을 위한 프로그램에 대 한 교육, 문화, 스포츠, 과학, 그리고 일본의 기술에서 연구비 지원 했다.
cover slip | Matsunami | C013001 | |
paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148-1KG | |
sucrose | Sigma-Aldrich | 84097-250G | |
phosphate-buffered saline | Cosmo Bio | 16232000 | |
scalpel | Kai Medical | No.20, 520-A | |
35 mm cell culture dish | Falcon | 353001 | |
trypsin | Wako | 201-16945 | |
inverted phase microscope | Shimazu | 114-909 | |
X-ray irradiator | Faxitron Bioptics | Faxitron RX-650 | |
square culture dish | Corning | 431110 | |
slide glass | Matsunami | Pro-11 | |
DAPI staining reagent | Cell Signaling | 8961S | |
fluorescence microscope | Nikon | ECLIPSE Ni | |
fluorescence microscope DAPI filter | Nikon | U-FUW, BP340-390, BA420IF, DM410 | |
fluorescence microscope lens (20×) | Nikon | Plan Apo λ 20X/0.75 | |
fluorescence microscope lens (60×, oil) | Nikon | Plan Apo λ 60X/1.40 oil | |
oil | Olympus | N5218600 | |
CCD camera | Nikon | DS-Qi2 | |
digital image acquisition software | Nikon | NIS-Elements Document | |
lens cleaner | Olympus | OT0552 | |
chloroform | Wako | 035-02616 |