אנו מתארים פרוטוקול מפורט לבידוד של תאים מתחילים הגידול מחולה סרקומה האדם נגזר xenografts תלי על ידי מיון מופעל על ידי קרינה פלואורסצנטית, באמצעות אנטיגן לוקיציט אנושי-1 (HLA-1) כסמן שלילי, ועל אימות נוסף האפיון של התאים האלה HLA-1-שלילי גידול מתחיל.
הקיום והחשיבות של תאים מתחילים הגידול (טיקים) נתמכים על ידי הגדלת ראיות בעשור האחרון. טיקים אלה הוכחו להיות אחראים לחניכה הגידול, גרורות, והתנגדות לסמים. לכן, חשוב לפתח טיפול ספציפיים למיקוד טיק בנוסף אסטרטגיות כימותרפיה הנוכחית, אשר בעיקר להתמקד על הכמות של הלא טיקים. כדי להבין עוד יותר את המנגנון מאחורי ממאירות של טיקים, אנו מתארים שיטה לבודד ולאפיין טיקים בסרקומות אנושיים. בזאת, אנו מראים פרוטוקול מפורט כדי ליצור החולה נגזר שתלי xenografts PDXs) של סרקומות אנושיים ולבודד טיקים על ידי מיון המופעל על ידי קרינה פלואורסצנטית (FACS) באמצעות מחלקת אנטיגן לוקיציט האדם I (HLA-1) כסמן שלילי. כמו כן, אנו מתארים כיצד לאפיין מבחינה פונקציונלית טיקים אלה, כולל שיטת היווצרות הספירה ושיטת היווצרות הגידול, כדי לגרום לבידול לאורך מסלולים mesenchymal. הבידוד והאפיון של הטיקים PDX לספק רמזים לגילוי של ריאגנטים לטיפול מיקוד פוטנציאלי. יתר על כן, הראיות הגוברת עולה כי פרוטוקול זה עשוי להיות מורחב עוד יותר כדי לבודד ולאפיין טיקים מסוגים אחרים של סרטן האדם.
טרוגניות הסלולר intrאטומוראלית של סרטן האדם נתמך על ידי הגדלת ראיות במהלך העשור האחרון1. בדומה רקמות נורמלי, סרטן רקמת מורכב תת אוכלוסייה קטנה של טיקים (נקרא גם תאי גזע הסרטן), אשר מוצג היכולת ליצירת גידול; בינתיים, רוב התאים הסרטניים התערוכה פנוטיפים הבדיל2. אלה טיקים להראות מאפיינים כמו תא גזע, כולל הביטוי של סמן תא גזע ואת היכולת של שני התחדשות עצמית ו-אסימטרית החטיבה התא, ולכן, יכול ליזום את היווצרות של גידול הטרוגנית הסלולר3. מחקרים שנעשו לאחרונה חשפו כי טיקים הם לא רק אחראי חניכה הגידול אבל הם גם קשורים תוקפנות הגידול4, גרורות5, התנגדות תרופה6. לכן, חשוב להבין את הביולוגיה של טיקים, ובכך, לפתח אסטרטגיית טיפול ספציפי מיקוד אלה טיקים.
FACS מבוססי שיטות שימשו כדי לזהות טיקים באמצעות סמנים טיקים, כולל CD133, CD24, ו CD441. רוב הסמנים הללו מבוטאים גם בתאי גזע נורמליים7. עם זאת, אף אחד מהסמנים הללו אינו מסמן אך ורק טיקים. התפקידים מולקולות אלה לשחק ממאירות של טיקים עדיין לא ברור. לדוגמה, CD133 יכול להיות מופעל לעתים קרובות על ידי מתילציה DNA, ולכן, זה טרוגניות intertumoral עשוי להפוך את הדיוק של סמנים אלה8. ALDH1 הוא סמן כי גם פונקציות כדי לשמור על הסטנס של טיקים9. זה נראה יעיל יותר בזיהוי טיקים סרטן השד אבל הוא עדיין בספק בסוגי גידולים אחרים9. כמה מסלולים איתות לשחק תפקידים חשובים בביולוגיה תא גזע, כולל Wnt (שילוב כנפיים הקשורות אתר), TGF-β (שינוי גורם הצמיחה ביתא), ו קיפוד1. אבל קשה להוכיח כי מסלולים אלה הם טיק ספציפיים להשתמש בפעילות של מסלולים אלה כדי לבודד טיקים מפני גידולים ראשוניים. לפיכך, סמן מהימן של הספר טיק הדרוש בדחיפות.
האדם MHC מחלקה אני, נקרא גם HLA-1, הוא חלבון משטח התא המבוטא כמעט כל התאים הנוקלאומים10. HLA-1 פונקציות כמו אנטיגן הצגת מולקולה המזוהה באופן מפורש על ידי CD8 T תאים10. ההשפעה ציטוטוקסיט של תאים CD8 T ניתן להפעיל כאשר תאים סרטניים להציג אנטיגן הגידול על ידי HLA-1. לכן, חסר HLA-1 על משטח התא של התאים הסרטניים יכול להוביל לבריחה החיסונית מתאי T ציטוטוקסיט CD8. Downregulation של HLA-1 תוארה בסוגים שונים של סרטן האדם הוא מתואם עם פרוגנוזה נמוכה, גרורות, התנגדות תרופה11. הצגנו כי אובדן ביטוי hla-1 על פני השטח התא יכול לשמש כדי לזהות טיקים ב סרקומות, כמו גם סרטן הערמונית6,12.
כאן, אנו מתארים פרוטוקול מפורט כדי לבודד טיקים מ-סרקומה האדם PDXs על ידי FACS, באמצעות HLA-1 כסמן שלילי, כדי לוודא עוד ולאפיין אלה HLA-1-שלילי טיקים.
ישנם כמה שלבים קריטיים אשר מגבילים את ההצלחה של פרוטוקול זה כדי לבודד ולאפיין את התאים היוזמים הגידול מ-סרקומה של האדם PDXs. סרקומה האדם כולל סוגי מסוגים שונים רבים. הבחנו כי היווצרות PDX הוא תלוי מאוד בסוגי סרקומה. סרקומות אגרסיבי קליני עם מובחן היסטולוגית פנוטיפ (g., מובחן הסרקומות [שיעור הצלחה 100%, n = 2], הבדיל ליפוסרקומות [הצלחה שיעור 100%, n = 2], ו אמתחת סרקומות [ שיעור הצלחה 100%, n = 3]) יש שיעור הצלחה גבוה של מערך pdx. בינתיים, סרקומות עם פנוטיפים הבדיל (למשל, היטב מובחנת ליפוסרקומות [שיעור הצלחה 0%, n = 3]) להראות נמוך יותר pdx שיעורי היווצרות. ייתכן כי תאים היוזמים את הגידול נמצאים תת-סוגי ממאירים יותר באחוזים גבוהים יותר מאשר בסוגי המשנה פחות ממאירים, מובחנים. בנוסף, אנו ממליצים לסיים את הליך הבידוד היוזם התהליך בידוד בתוך יום אחד ללא כל עצירה כדי למזער כל אובדן של הכדאיות התא.
זיהינו שתאי HLA-1-שליליים. קיימים באופן נרחב בסרקומות אנושיים אבל אחוז התאים HLA-1-שלילי יכול להשתנות בין דגימות מחולים שונים. בשיטה זו, יש לנו בהצלחה בידוד תאים מתחילים הגידול מדגימות כי יש HLA-1-שלילי תאים החל פחות מ 0.5% כדי יותר מ 30%12. חשוב לאפיין את התאים hla-1-שלילית פונקציונלי על ידי היווצרות הספירה היווצרות הגידול בחני לאשר את הגידול-יוזם זהות התא של התאים hla-1-שליליים מבודדים.
עם זאת, לפרוטוקול המוצג כאן יש גם מגבלות. הנתונים הקודמים הראו כי HLA-1 ביטוי הוא מוסדר גנטית, אשר עקבי עם התבוננות של טרוגניות הסלולר של HLA-1 בתוך הגידול אותו12. HLA-1 מוטציות גנומית זוהו סרקומות וסוגי סרטן אחרים. מוטציות ב HLA-1 גנים עשויים להוביל לאובדן מוחלט של HLA-1 על משטח התא בגידול כולו או כדי לבטא מוטציה לא תפקודית HLA-1. בכל מקרה, לא ניתן להשתמש ב-HLA-1 שליליות כדי לזהות טיקים בתוך הגידול.
באמצעות HLA-1 כסמן שלילי, יש לנו בהצלחה מבודד טיקים מתוך מגוון של תתי-סוגי סרקומה אנושיים ומאומת התוצאות שלנו על ידי ניתוח פונקציונלי. כך, הצלחנו לבצע מחקרים מולקולריים כולל ניתוח ביטוי גנים על טיקים, כדי לפתח טיפול ספציפי מיקוד אלה טיקים.
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה היה נתמך על ידי NCI-P01-CA087497 (כדי סיסי-C. ו-d) ו-NIH-U 54-0OD020353 (לסיסי-C., ד. ד., ו-jd-D.), פרס מנהיג המחשבה של Agilent (לסיסי-C), וקרן מרטל (לסיסי-סי.
0.2 μm cell culture filter | ThermoFisher | 450-0020 | |
100 mm Petri dish | Falcon | 353003 | |
15 mL conical tube | Falcon | 352196 | |
35 μm cell strainer | Falcon | 352340 | |
50 mL polystyrene tube | Falcon | 352070 | |
96-well ultra-low attachment cell culture plate | Corning | 7007 | |
Alizarin Red S | Sigma-Aldrich | A5533 | |
B-27 | Gibco | 08-0085SA | |
bFGF | Invitrogen | PHG0021 | |
dexamethasone | Sigma-Aldrich | D4902 | |
EGF | Invitrogen | PHG0311 | |
HLA-1-PE antibody | Abcam | ab43545 | |
hMSC growth medium | ATCC | PCS-500-030 | |
indomethacin | Sigma-Aldrich | I7378 | |
isobutylmethylxanthine | Sigma-Aldrich | I5879 | |
isopropanol | Sigma-Aldrich | W292907 | |
Isotype Control Antibody | Abcam | ab103534 | |
L-ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A5960 | |
lithium chloride | Sigma-Aldrich | 62476 | |
Matrigel basement membrane matrix | Corning | 354230 | |
MEM Alpha | Gibco | 12571-063 | |
N2 | Gibco | 17502-048 | |
NSG mice | The Jackson Lab | 005557 | |
Oil Red O | Sigma-Aldrich | O0625 | |
PBS | Corning | 21-040-CM | |
penicillin/streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
RPMI 1640 | Gibco | 11875-093 | |
Syringe with needle | BD | 309626 | |
β-glycerophosphate | Sigma-Aldrich | G9422 |