Krooninen sairaus

tiivistelmä

varhainen toteaminen ja hoito ovat elintärkeitä onnistuneen hävittämiseksi eri syöpiä, ja kehitys taloudellinen ja ei-invasiivisia romaani syövän seulonta järjestelmiä on kriittinen. Aiemmat raportit käyttävät koiran tuoksu havaitseminen todentaneensa syöpää erityisiä hajuja. On kuitenkin vaikea ottaa käyttöön koiran tuoksu tunnustamista kliiniseen käytäntöön, koska tarve säilyttää tarkkuus. Tässä tutkimuksessa kehitimme Nematode Scent havaitsemistesti (NSDT) käyttäen

Caenorhabditis elegans

tarjota uusi erittäin tarkka syövän havaitseminen, joka on taloudellinen, kivuton, nopea ja kätevä. Osoitimme villityypin

C

.

elegans

näy houkutteleva kemotaksista kohti ihmisen syöpäsolu eritteistä, syöpä kudoksia ja virtsaa syöpäpotilaiden mutta välttää ohjaus virtsasta rinnakkain, vaste hajuaistin neuronien

C

.

elegans

virtsan syöpäpotilaista oli merkittävästi voimakkaampaa kuin hallita virtsaan. Sen sijaan G-proteiini α mutantteja ja hajuaistin neuronien-ablatoitu eläimiä ei puoleensa syöpäpotilaan virtsaa, mikä viittaa siihen, että

C

.

elegans

aistii hajua virtsaan. Testasimme 242 näytettä mitata suorituskykyä NSDT, ja löysi herkkyys oli 95,8%; Tämä on huomattavasti korkeampi kuin muiden olemassa olevien kasvainmerkkiaineet. Lisäksi spesifisyys oli 95,0%. Tärkeää on, tämä testi pystyi diagnosoimaan eri syöpätyyppejä testataan alkuvaiheessa (vaihe 0 tai 1). Lopuksi

C

.

elegans

tuoksu perustuvia analyyseja voisi tarjota uuden strategian havaita ja tutkia sairauteen liittyvän tuoksuja.

Citation: Hirotsulle T, Sonoda H, Uozumi T, Shinden Y, Mimori K, Maehara Y , et ai. (2015) erittäin tarkka Inclusive syöpäseulontatestejä käyttäminen

Caenorhabditis elegans

Scent Detection. PLoS ONE 10 (3): e0118699. doi: 10,1371 /journal.pone.0118699

Academic Editor: Myon-Hee Lee, East Carolina University, Yhdysvallat |

vastaanotettu: 26 syyskuu 2014; Hyväksytty: 22 tammikuu 2015; Julkaistu: 11 maaliskuu 2015

Copyright: © 2015 Hirotsulle et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään

Data Saatavuus: kaikki asiaankuuluvat tiedot kuuluvat paperin ja sen tukeminen Information tiedostoja.

Rahoitus: Tämä tutkimus tukivat JSPS Grant-in-tukea nuorten tutkijoiden (A), Grant-in-Aid tieteellisen tutkimuksen (C), Senri Life Science Foundation, Inamori säätiö, Kurata Memorial Hitachin Science and Technology Foundation, The Japan Health Foundation, Mishima Kaiun Memorial Foundation ja Kyushu University Interdisciplinary koulutusalan ohjelmat ja hankkeet Research Development (Type E-4, 24425). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Syöpä on yleisin kuolinsyy maailmassa ja oli 7,6 miljoonaa kuolemantapausta (noin 13% kaikista kuolemista) vuonna 2008; tämä luku ennustetaan edelleen kasvavan, arviolta 17 miljoonaa kuolemaa vuonna 2030 [1]. Harvat oireet näkyvät alkuvaiheen syöpä ja syöpä ei nopeasti etukäteen käymättä varhaisessa vaiheessa. Syöpä on paljon vaikeampi hoitaa, koska se etenee edennyt pitkälle ja oireita ilmenee. Näin ollen, on olemassa kiireellinen tarve kehittää uusia taloudellisia ja ei-invasiivisen seulontamenetelmä, joka pystyy havaitsemaan varhaisessa vaiheessa syöpä. On raportoitu, että syöpä tihkua hajuja, jotka voidaan havaita suurella tarkkuudella koirat [2-5] tai hiirillä [6]. Kuitenkin käytännöllisyys käyttöön koiran tuoksu havaitseminen kliiniseen käytäntöön on vaikeaa, koska sen tarkkuus vaikuttaa koirien keskittymä. Alempi organismeja, jotka voivat havaita hajuja synnyttämä syöpien kanssa korkea tarkkuus koirat voivat olla sopivia kehittää teknologiaa havaitsemaan tuoksuja synnyttämä syöpiä. Sukkulamatoja kuten

Anisakis simplex

saattaa aiheuttaa ruoansulatuskanavan anisakidosis kun ihmiset syövät saastunutta raakaa tai huonosti kypsennettyä kalaa, ja raportteja noin 30 potilasta, joilla alkuvaiheen mahasyövän kanssa Anisakis toukat kiintyneitä kasvaimet ovat erityisen provokatiivisia (tapausselostus ja tarkastelun Sonoda, et al., 2014 [7]). Koska genomin

Caenorhabditis elegans

koodaa ainakin 1500 ennustettu G-proteiiniin kytkettyjen reseptorien (GPCR: t), mukaan lukien hajureseptorien [8,9], tavoitteena tässä tutkimuksessa oli käyttää

C

.

elegans

kehittää järjestelmä havaitsemiseksi hajusteita synnyttämä syöpiä. Kutsumme tätä ”Nematode Scent Detection Test” (NSDT).

Materiaalit ja menetelmät

valmistaminen kasvatusväliaineen ihmisen syöpäsoluja ja fibroblastit

Ihmisen syöpäsolulinjoissa SW480, COLO201, Colo205 ja joka ei aiheuttanut kasvaimia kuolematon fibroblastien ihmisen solulinja KMST-6 saatiin japani Collection of Research Bioresources Cell Bank (Tokio, https://cellbank.nibio.go.jp). Ihmisen fibroblastisolulinjassa CCD-112CoN, joka oli peräisin normaalista paksusuolikudos, hankittiin American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA), ja muut solulinjat kuvataan alla oli peräisin Cell Resource Centre for Biomedical Research, Institute of Development, Aging ja Cancer (Tohoku University, Sendai, Japani). Kaikki syöpäsolulinjat pidettiin subkonfluenssiin RPMI 1640, KMST-6-soluja viljeltiin MEM, ja CCD-112CoN soluja viljeltiin EMEM. Kaikki viljelyalustassa, johon oli lisätty 10% naudan sikiön seerumia, ja soluja pidettiin 37 ° C: ssa kostutetussa ilmakehässä, joka sisälsi 5% kostutetussa CO

2. Selkeä kerrokset yläosassa väliaineen saatiin ja täplittäin Koelevyjä tutkia niiden aiheuttama kemotaktinen vaste

C

.

elegans

.

Syöpä ja normaalin kudoksen näytteitä

tuore kirurgisista näytteistä saatiin potilailla, joilla on paksusuolen ja peräsuolen tai mahalaukun syöpä ja ylläpidetään 10 ml: ssa suolaliuosta -20 ° C: ssa. Normaali kudos uutettiin osa, joka on erotettu syövän niin paljon kuin mahdollista resektoitua elimessä. Potilaat oli tehty kirurgian Imari Arita Kyoritsu Hospital (Arita, Japani) tammikuusta toukokuuhun 2014.

Patient ja kontrollinäyte luovuttajien

osanottajaa Imari-Arita Kyoritsu sairaala otettiin vuodesta 12 lokakuu 2011 4. huhtikuuta 2012 laajennettu analyysejä ja 20. syyskuuta 2012-22 toukokuuta 2013 rajoitettu analyysejä. Ei ollut rajoituksia aterioita tai toimintaa näytteenottoa. Osallistujat oltava 20-vuotias. Osallistujat täytti kyselylomakkeen tekijöistä, jotka voivat vaikuttaa haihtuvan molekyylien virtsassa tai seeruminäytteet kuten ikä, fyysiset oireet (esim ruokahalu, väsymystä, päänsärkyä, rinta- tai vatsan turvotus, yskä, verinen ulosteesta, ummetus, ripuli), raskaus, historia syövän hoitoon, nykyinen käyttö lääketieteessä, alkoholin kulutus (3 tai useamman päivän viikossa) ja tupakointi sisällä edellisestä 2 viikkoa. Hylkäämisperusteet mukana osallistujia, jotka oli tehty syöpä vuoden sisällä, jotka eivät olleet tutkittiin syövän uusiutumista huolimatta tehty syövän leikkaus yli 5 vuotta aikaisemmin ja nykyisin saavat kemoterapiaa. Kuten me epäillään, että kemoterapiaa tai toimenpide muuttaa virtsan kemikaaleja syöpäpotilailla, haimme potilasta, jotka olivat vielä käsitelty mitenkään. Sarjanumero on kirjoitettu kuhunkin näyteputkeen aikaan kokoelma tunnistaa yksittäisiä tietoja.

Ethics hyväksyminen

Tämä tutkimus suoritettiin suostumuksella institutionaalisten tarkastuslautakunta at Imari-Arita Kyoritsu Hospital, ja kaikki aiheet tarjotaan kirjallinen lupa.

veren seerumin ja virtsan näytteenotto

Jokaisessa seeruminäytteet erotettiin noin 7 ml verta. Sitten, 1-5 ml seerumia sisältyi 10 ml polypropyleenikierrekorkki putkeen ja säilytettiin -20 ° C: ssa, kunnes esitys testin.

Noin 10 ml virtsaa kerättiin jokaisen osallistujan, lisättiin 10 ml polypropeenikierrekorkki putkeen ja säilytettiin -20 ° C: ssa ennen kuin testit. Vain yksi näyte kerättiin kultakin osallistujalta.

määritys kasvainmerkkiaineet

Kasvain merkki pitoisuudet määritettiin Central Laboratory CRC Inc. Fukuoka. Seerumin CEA pitoisuudet määritettiin käyttäen kemiluminesenssi entsyymi-immunomääritys [10], ja cut-off-arvo seerumin CEA oli 5,0 ng /ml. Seerumin anti-p53 Ab pitoisuudet määritettiin entsyymi-immunologisella [11], jossa on raja-arvo seerumin anti-p53 Ab 1,30 U /ml. Virtsan DiAcSpm pitoisuudet määritettiin käyttäen Auto DiAcSpm reagenssipakkauksen (Alfresa Pharma Co., Osaka, Japani). Tämä määritys perustuu spesifiseen sitoutumiseen välillä naudan seerumin albumiini-acetylspermine konjugaatti, kuten DiAcSpm matkivat ja vakaa punainen-purppuranpunainen liuos kolloidisen kullan vasta-aineen komplekseja [12]. Cut-off-arvot virtsan DiAcSpm olivat 243 nmol /g Cre miehillä ja 354 nmol /g Cre naisilla, vastaavasti.

Tilastollinen

erot osallistujien ominaisuuksien, laboratoriotuloksia ja kasvainmerkkiaineet välinen ohjaus ja syövän osallistujat tutkittiin käyttämällä pariksi

t

-testi jatkuvien muuttujien ja χ

2 testi kahtia muuttujia.

P

-arvo 0,05 katsottiin tilastollisesti merkitsevä. Syöpä lavastus perustui unionin Internationale Contre le Cancer (UICC) kriteerit. Tämän jälkeen kertoimet suhdeluvut (syrjäisimmillä alueilla) ja 95%: n luottamusvälit (CI) Syövän havaitseminen arvioitiin käyttämällä viittä logistisen regression malleja. Malli 1: NSDT, ikä ja valitukset [ruokahalun menetys, ummetus tai ripuli, joitakin valituksia]; Malli 2: NSDT, ikä ja muut sairaudet [verenpainetauti, hyperlipidemia, aivoinfarkti, jotkut muut sairaudet]; Malli 3: NSDT, ikä, Plt, CEA, anti-p53 Ab ja DiAcSpm /Cre; Malli 4: NSDT, ikä, kohonnut verenpaine, jotkut muut sairaudet, CEA ja jotkut käännösmuistit; Malli 5: NSDT, ikä ja CEA. OR Kunkin portaattomasti ilmaistiin yhden keskihajonnan (SD) nousu. Diagnostinen tarkkuus laskettiin herkkyys, spesifisyys positiivinen ennustearvo ja tehokkuutta CEA, anti-p53 Ab DiAcSpm, jotkut TMS ja NSDT näytteiden, verrattuna nykyiseen diagnoosi.

Worm kulttuurien ja kantoja

C

.

elegans

kantoja viljeltiin 20 ° C: ssa vakio-olosuhteissa on NGM levyillä [13] kanssa

Escherichia coli

NA22, joka kasvaa paksuina kerroksina, jotka toimivat sopiva ravinnonlähde laajamittaiseen mato viljelmiä käytetään kemotaksista analyysejä [14-17]. Kannat Tässä tutkimuksessa käytetyt oli villin tyypin N2 ja

ODR-3 (n2150)

.

Kemotaksisanalyysit

kemotaksismäärityksiä suoritettiin käyttäen 50-100 noin synkronoitu nuori aikuisilla, ja laskenta kemotaksista indeksin suoritettiin, kuten aiemmin on kuvattu [16,18]. Oli tärkeää säilyttää huoneenlämmössä 23 ± 1 ° C. Virtsanäytteitä säilytettiin -20 ° C: ssa, sulatettiin ja pidettiin huoneen lämpötilassa juuri ennen määrityksiä. Vain hyvin ruokittu eläimistä käytettiin, koska nälkään vaikuttaa vetovoima syöpään virtsa sekä välttäminen valvonnan virtsaa.

geneettinen ablaatio aistihermoilla

Käytimme hiiren kaspaasi-1 (mCasp1) varten ablaation of AWC, AWA, ASH ja AWB neuronien [16,17].

CEH-36

[19],

ODR-10

[20],

SRA-6

[21] ja

str-1

[ ,,,0],22] promoottoreita käytettiin ajamaan ilmentymistä mCasp1 kussakin näistä neuronien, vastaavasti.

Kalsium kuvantamisen

Koska virtsanäytteet virtauksen ohuet putket kuvantaminen kokeita käyttäen mikrofluidilaitetta, saostuu ja aines virtsassa oli poistettava sentrifugoimalla ja suodattamalla (huokoskoko 0,22 pm, MillexGP, Merck Millipore). Voit seurata vastaukset AWC ja AWA neuronien YC3.60 [23] ilmaistiin näissä neuronien

ODR-1

[24] ja

ODR-10

[20] promoottorit, vastaavasti. Kalsium kuvantaminen suoritettiin, kuten aiemmin on kuvattu [25-27]. Kukin eläin liikkumattomaksi mikrokanavalevyllä niin että nenä eläimen altistui virtaavasta sisältävä virtsa 10

-1 laimennus. Vasteet sekä valvonnan virtsaan ja virtsan syöpäpotilaista testattiin samojen henkilöiden. Fluoresoiva kuvia YC3.60 saatiin käyttämällä Leica DMI3000B mikroskooppi on varustettu 40 x objektiivin linssin ja ORCA-D2 digitaalikamera (Hamamatsu). Kaikki kuvat kerättiin vastuita 200 ms. Aika kasana AWC tai AWA solurungoissa vangittiin ja analysoitiin päästöjen suhteen YFP YKP fluoresenssi käyttämällä Metamorph ohjelmistoa (Molecular Devices). Suhde laskettiin YFP intensiteetti /CFP-intensiteetti (= R), ja keskimääräinen suhde 10 s ikkuna (-10-0 s) asetettiin R0.

Tulokset ja keskustelu

C

.

elegans

vetää puoleensa tai vältetään eri haihtuvien hajusteita [18]. Sen tutkimiseksi,

C

.

elegans

havaita hajuja erittyy syöpäkudoksessa, ensin analysoinut yksittäisten

C

.

elegans

ja väliaine Ihmisen syövän ja fibroblastisolulinjat. Solulinjat ovat peräisin ihmisen kasvaimista olivat seuraavat: paksusuolen syövän, SW480, COLO201 ja Colo205; rintasyöpä, MCF7; ja mahasyövän, NUGC4, MKN1 ja MKN7. Solulinjoissa normaaleista ihmisen kudoksista olivat seuraavat: alkion fibroblasteissa, KMST-6 (kuolemattomiksi käyttämällä

60Co säteilytys) ja koolonin fibroblasteissa, CCD-112CoN. Selkeä kerrokset yläosassa viljelyalustan saatiin ja täplittäin Koelevyjä arvioida kemotaktinen käyttäytymiseen villikannan

C

.

elegans

. Poissulkemiseksi vaikutuksen haju väliaineen, laimennettu tuoretta väliainetta bongattiin vastakkaisella puolella kunnostettu alusta kokeeseen levyt. Huomasimme, että villin tyypin

C

.

elegans

osoitti merkittävää vetovoima 10

-6 tai 10

-7 laimennoksia väliaineen, jossa syöpäsolut oli säilynyt (Fig. 1A). Annoksesta riippuvaa vastetta, ja huippu vetovoima indusoitiin 10

-6 ja 10

-7 laimennosten väliaineen (S1 Kuva. A). Sitä vastoin villityypin madot eivät puoleensa monenlaisia ​​pitoisuuksia viljeltyjen median ihmisen fibroblastisolulinjat (Fig. 1A ja S1B Fig.). Villityypin

C

.

elegans

osoitti myös vetovoima mediaa toisesta viljelystä linja syöpäsolujen, mutta ei kuin fibroblasteissa (S2 Kuva.). Korkeammilla pitoisuuksilla, eläimet pyrkivät osoittamaan väistämiskäyttäytymistä (S1 Kuva. A), vastaa meidän edellisessä raportissa, että

C

.

elegans

vältetään suurempia pitoisuuksia houkutteleva hajusteita [16-18,21,28,29].

(A) uttamaa villityypin

C

.

elegans

10

-6 ja 10

-7 laimennoksia MEM, EMEM tai RPMI vain, tai kasvatusväliaineen fibroblasti (KMST-6 ja CCD-112CoN), peräsuolen syöpä (SW480 , COLO201 ja COLO205), rintasyöpä (MCF7) tai mahasyövän (NUGC4, MKN1 ja MKN7) soluja (n ≥ 5 määritykset). (B) kemotaksista villityypin ja

ODR-3

mutanttien (n ≥ 5 määritykset) vastauksena 10

-6 laimennus vakioitua kasvatusväliaineen peräsuolen syöpä, rintasyöpä tai mahalaukun syöpäsoluja. (C) kemotaksista villityypin 10

-2, 10

-3 ja 10

-4 laimennoksia suolaliuosta normaali ja syöpäkudoksessa (n ≥ 5 määritykset). (D) Kemotaksis normaaliksi ja syöpäkudoksessa villityypin ja

ODR-3

mutanttien (n ≥ 5 määritykset). (E) kemotaksista villityypin ihmisen virtsa- näytettä verrokeilla (siniset palkit, c1-c10) tai syöpäpotilailla (oranssi baaria; p1-p20) 10

-1 laimennus (n = 5 määritykset). (F) Kemotaksis ja virtsaa syöpäpotilaiden villityypin ja

ODR-3

mutanttien 10

-1 laimennus (n ≥ 6 määritykset). Virhe palkit edustavat SEM. Merkittäviä eroja kontrollinäytteistä osoitetaan * (

P

0,05); ** (

P

0,01); *** (

P

0,001) Dunnettin testeissä (A) tai Opiskelijan

t

-testaukset (B, C, D, F). † todetaan merkittävä ero (

P

0,05) Studentin

t

-testaukset (A).

C

.

elegans

, viehättävä hajusteita ovat havaitsee AWC ja AWA hajuaistin neuronien [18]. Näissä aistihermoilla, ODR-3 (G-proteiini α) toimii keskeisenä osana haju signalointireitin, ja

ODR-3

mutantit eivät pysty vastaamaan houkutteleva hajusteita [30]. Kuitenkin ODR-3 ei ole mukana vastauksista muunlaisiin houkuttelevia kemikaaleja kuten vesiliukoisia aineita. Havaitsimme, että

ODR-3

mutanttien osoittivat vakavia vikoja vetovoima välineellä syöpäsolulinjoista (Fig. 1 B), mikä osoittaa, että

C

.

elegans

havaitsee tuoksuvien materiaalien viljellyistä syöpäsoluja.

Seuraavaksi testasimme

C

.

elegans

osoittaa vetovoima kohti ihmisen syövän kudosta syöpäpotilaasta. Löysimme villityypin

C

.

elegans

esillä ilmeinen vetovoima syöpäkudoksessa 0,1-0,8 mm halkaisijaltaan syöpäpotilaasta (sigmasuolessa syöpä, mahalaukun syöpä tai peräsuolen syöpä), mutta heikosti vältetään normaalin kudoksen samasta osallistujan (S3 kuvassa). . Kun syöpä tai normaali kudos sijoitettiin vastapäätä pistettä toisiaan samalla levyllä, villityypin

C

.

elegans

ensisijainen syöpä kudoksen (S1 Kuva. A).

kvantitatiivisesti arvioida tämän ongelman me leikattiin syöpä ja normaalin kudoksen 0,5 cm pituista päässä identtinen vaiheen II sigmasuolessa syöpäpotilaasta ja ylläpidetään ne 10 ml suolaliuosta. Villityypin

C

.

elegans

osoitti vetovoima 10

-3 tai 10

-4 laimennoksia syöpäkudoksessa hoidettuja suolaliuosta, kun se osoitti välttäminen suolaliuos normaalin kudoksen (Fig. 1 C). Samanlainen kuin edellä tulos kemotaksista syöpäsoluja, eläimet yleensä osoittaa heikko vetovoima korkeammilla pitoisuuksilla [16]. Nämä tulokset osoittavat, että

C

.

elegans

osoittavat vetovoima syöpäkudoksessa. Lisäksi

ODR-3

mutanttien ei esiintynyt vetovoima syöpäkudoksessa (Fig. 1 D), mikä osoittaa, että

C

.

elegans

havaitsee tuoksuvien materiaalien syöpään kudoksesta. Päinvastoin mutantit oli normaali välttäminen normaalia kudosta, joka on luultavasti yhdenmukainen aiempien tulos ODR-3 lähinnä välittää vetovoima taas osittain säännellä välttäminen ja muut G-proteiinit ovat osallisena tunnistava karkotteet [16,30].

Voit selvittää, onko NSDT voisi olla tehokas väline seulontaan ihmisen syövissä, vertasimme vastaukset

C

.

elegans

että seerumin ja virtsan verrokeilla ja syöpäpotilaiden (rajoitettu kuvaamista). Testasimme 30 seerumin ja virtsanäytteet; 10 näytettä tarkastukset, joilla ei ollut syöpää ja 20 näytettä potilaista, joilla on peräsuolen, maha- tai haimasyöpä (S1 taulukko). Sen vaste seerumin, mitään eroa ei havaittu näytteissä verrokeilla ja syöpäpotilaat, vaikka pitoisuudet seerumissa olivat muuttuneet (S4 Fig.). Tämä saattaa johtua siitä, että on muita vahvoja hajusteita tai molekyylejä, jotka peittää haju molekyylit erittyvät verenkiertoon. Kuitenkin

C

.

elegans

oli vetää 10

-1 laimennus Virtsanäyteanalyysit syöpäpotilaista, kun taas ne välttää kaikki kontrollivirtsanäytettä (Fig. 1 E ja S5 kuvassa.). Testasimme eri pitoisuuksia virtsassa ja totesi, että vetovoima syöpää virtsan ja välttäminen valvonnan virtsan korkeimmillaan 10

-1 laimennus kunkin (S6 Fig.). Tämä tulos osoittaa, se mahdollisuus, että

C

.

elegans

syrji virtsaa valvontaa ja syöpäpotilailla. Niistä potilaista testattiin, oli kuusi tapausta alkuvaiheen syöpä (vaihe 1) (p1, P3, P6, P8 p11 ja p12) (S1 taulukko), mikä viittaa siihen mahdollisuuteen, että NSDT voidaan käyttää seulontaan varhaisen syövän . Lisäksi

ODR-3

mutanttien näytteille merkittäviä puutteita niiden vetovoima virtsaa syöpäpotilaiden lisäksi viittaa siihen, että

C

.

elegans

aistii hajua virtsaan (Fig. 1 F).

Kuten edellä mainittiin, viehättävä hajusteita ovat havaitsee AWC ja AWA hajuaistin neuronien

C

.

elegans

, kun taas karkotteet ovat aistitaan ASH, AWB ja muut aistihermoilla [21,22,31,32]. Sen määrittämiseksi, mitkä aistihermoilla aistivat syöpä hajuja virtsassa, analysoimme vastauksia eläinten kanssa tuntohermosolun ablaatio. Aiempi raportti osoitti, että ilmentyminen hiiren kaspaasi 1 (mCasp1) tehokkaasti tappaa AWC, AWA, ASH ja AWB neuronien [16,17]. Löysimme Ash tai AWB- ablaatio aiheuttanut puutteita välttäminen ohjaus virtsan (Fig. 2A), mikä viittaa siihen, että nämä hermosolut säätelevät tätä käyttäytymistä. Sen sijaan AWC- tai AWA-ablatoitu eläimet osoittivat merkittäviä vikoja niiden vetovoima virtsaa syöpäpotilaille (Fig. 2A), mikä osoittaa, että AWC ja AWA hajuaistin neuronien välittää vetovoima syöpään hajuja virtsaan.

( A) kemotaksiksen ja virtsaa valvontaa (c5 ja c10) tai syöpäpotilailla (p5, p8 ja P18) villityypin eläimiä AWC, AWA, ASH tai AWB neuroni ablaatio (n ≥ 5 määritykset). (B) uttamaa villityypin

C

.

elegans

ja virtsanäytteiden valvonnan (A ja B) tai syöpäpotilailla (C ja D) kanssa tai ilman suodatusta, joita käytettiin kuvantaminen kokeissa (n ≥ 5 määritykset). Suodatus virtsan ei ollut merkittävää vaikutusta. (C) Kalsium vastaukset AWC hajuaistin neuronien poistettaessa valvontaa tai syöpäpotilaan virtsaa. (D) Keskimääräinen fluoresenssin muutokset AWC 10 s seuraavat virtsa poiston (n ≥ 8 eläintä). Arvot on normalisoitu keskimääräinen muutos suhteessa Ohjaus-A. (E) Kalsium vasteita AWA hajuaistin hermosolujen lisäämisen jälkeen virtsaa valvonnan tai syöpäpotilailla. (F) Keskimääräinen fluoresenssin muutokset AWA 10 s kuluttua virtsan stimulaation (n ≥ 8 eläintä). Arvot on normalisoitu keskimääräinen muutos suhteessa Ohjaus-A. Ruskea varjostus osoittaa, että virtsa oli läsnä. Error baareja ja tummennetut alueet ympäri käyrät edustavat SEM. Merkittäviä eroja kontrollinäytteistä osoitetaan * (

P

0,05); ** (

P

0,01); *** (

P

0,001) laskettuna Dunnettin testeissä (A, D, F).

Tulosten perusteella edellä kuvatun, suoraan seurata vastauksia

C

.

elegans

haju neuronien virtsaa syöpäpotilailla, suoritimme kalsium kuvantaminen kokeita käyttäen geneettisesti koodattu kalsiumin indikaattorina, keltainen cameleon (YC) 3,60 [23,25-27]. Kuvantaminen kokeita, saimme suuria määriä virtsaa valvonnan (A ja B) sekä potilailla, joilla on mahalaukun syövän (C ja D), ja havaittiin välttäminen tai vetovoima nämä virtsanäytteistä by

C

.

elegans

, vastaavasti (kuvio. 2B). Sillä kuvantaminen kokeita, saostuu ja kiinteitä elimiä virtsassa poistettiin sentrifugoimalla ja suodattamalla (katso menetelmät). Tällainen käsittely ei vaikuttanut kemotaktinen käyttäytymiseen

C

.

elegans

kohti virtsanäytteitä (Fig. 2B). Koska edellisessä tulokset osoittivat, että AWC ja AWA hajuaistin neuronien välittää

C

.

elegans

vetovoima virtsaa syöpäpotilaille (Fig. 2A), me seurataan vastaukset näiden neuronien seuraavista virtsan stimulaatiota. Aiemmat raportit paljastivat korotukset kalsiumpitoisuuden esiintyvät AWC neuronien poistoon (hajua OFF vastaus) [25], kun taas että AWA neuronien havaitaan jälkeen haju lisäksi (hajua ON vastaus) [33]. Löysimme AWC hajuaistin neuronien vastasi selvästi virtsaa potilaalla on mahasyöpä (Fig. 2C ja S1 Elokuva). Lisääntynyt solunsisäistä Ca

2 + tasot AWC hermosolut havaittiin poistamisen jälkeen virtsaan ja AWC hermosolujen vastauksia syöpäpotilaan virtsassa oli merkittävästi vahvempi kuin hallita virtsan (Fig. 2D), mikä osoittaa, että nämä neuronit tärkeä rooli erotteleva välillä virtsaa valvontaa ja syöpäpotilailla. Havaitsimme merkittävästi vahvempi vasteita AWC neuronien virtsaa potilaalla on muiden syöpien (peräsuolen ja sigmoid paksusuolen syöpä) (S7 Fig.). AWC hermosolut myös heikosti vastasi valvoa virtsan, mikä viittaa epäpuhtaudet virtsa saattaa hieman aktivoida AWC neuronien. Myös AWA hajuaistin neuronien, heikko mutta merkittävä vastauksia lisäämällä virtsaa syöpäpotilaiden havaittiin (Fig. 2E ja F), vaikka mitään eroja virtsaa valvonnasta ja potilaiden havaittiin kuvantaminen kokeita, koska vastausten AWA neuronit olivat hyvin heikko verrattuna AWC neuronien.

tutkia tarkkuutta NSDT, analysoimme 242 virtsanäytteistä; 218 vertailunäytteet sekä 24 näytettä syöpäpotilaista (laajennettu luonnehdinta) (S2 taulukko). Kaikki virtsanäytteet laimennettiin 10

-1 pitoisuus ja kemotaksista määritykset suoritettiin kolme kertaa kullekin näytteelle. Kun tuloksena kolme kertaa määrityksissä straddled 0, kolme kertaa määritykset suoritettiin uudelleen samasta näytteestä.

C

.

elegans

osoitti vetovoima eri syöpäpotilaan virtsanäytteet (23/24) (Fig. 3). Herkkyys NSDT oli 95,8% (taulukko 1). Kuitenkin

C

.

elegans

näytteillä välttäminen useimpien kontrollivirtsanäytettä (207/218) (Fig. 3). Spesifisyys NSDT oli 95,0%, ja positiivinen ennustearvo ja tehokkuutta testin olivat 67,6% ja 95,0%, tässä järjestyksessä (taulukko 1). Olemme myös analysoineet potilaan kyselylomake ja muiden kasvainmerkkiaineet lukien seerumin CEA [10], seerumin anti-p53-vasta-ainetta (anti-p53 Ab) [11] ja virtsan N

1, N

12-diacetylspermine (DiAcSpm) [12] samassa osallistujille. Verrattuna Näiden olemassa olevien kasvainmerkkiaineet, spesifisyys NSDT oli paljon korkeampi (taulukko 1). Kuitenkin herkkyys nykyisten kasvainmerkkiaineet taipumus olla pienempi aiemmin vaiheessa syöpä, mutta että on NSDT pysyi korkeana kaikissa vaiheissa syöpä. Mittasimme myös virtsan kreatiniini, jota käytetään indikaattorina virtsan pitoisuuden kaikissa näytteissä. Kuitenkin vastaukset

C

.

elegans

virtsan eivät liittyneet virtsan pitoisuus, mikä viittaa siihen, että syöpä haju eritys on itsenäinen. Vaikka DiAcSpm tasot ilmeisesti lisännyt virtsaan kaikkien kolmen raskaana olevien naisten testattu, NSDT ei vaikuttanut raskaus. Myös kemotaksista virtsan ollut mitään korrelaatiota sukupuoli osallistujien eniten fyysisiä vaivoja ja sairauksia muita kuin syöpä kuten diabetes tai tyypin lääke annetaan (S2 taulukko). Oli huomattavia eroja NSDT, osallistuja ikä, ruokahalun menetys, ummetus tai ripuli, joitakin valituksia, kohonnut verenpaine, hyperlipidemia, aivoinfarkti, jotkut muut sairaudet, verihiutaleita, CEA, ja jotkut kasvainmerkkiaineet (TMS) välillä syöpäpotilaiden ja kontrolliosallistujaan (S2 taulukko). Logistinen regressio analyysit suoritettiin tunnistamaan riippumattomia tekijöitä syövän havaitsemiseen ja vaikutus NSDT tutkittiin kautta Analyysien. Ruokahalun menetys, ummetus tai ripuli, joitakin valituksia, kohonnut verenpaine, hyperlipidemia, aivoinfarkti, jotkut muut sairaudet, verihiutaleiden, anti-p53 Ab ja DiAcSpm /Cre eivät merkitsevästi liittyy syövän havaitseminen (S3 taulukko). Tämän seurauksena NSDT ja osallistuja ikä olivat riippumattomia muuttujia syövän havaitsemiseen kaikissa malleissa logistisessa analyyseissä. Kertoimet suhde 0,2 kasvu NSDT oli välillä noin 30,4-49,8 kaikkiin malleihin (S3 taulukko). Nämä tulokset osoittavat, että NSDT voi spesifisesti syövän toteamiseksi. Osallistujat tässä testissä mukana potilaita, joilla varhaisessa syöpä (vaihe 0 tai 1) (taulukko 1), mikä osoittaa, että NSDT voi havaita alkuvaiheen syöpä. Huomaa, että viisi osallistujaa, jotka eivät luokiteltiin syöpäpotilaille, kun virtsa on saatu vuonna 2011, NSDT tunnistettu virtsaan näiden osallistujien syöpäpositiivisille; syöpä todettiin aikana seuraavien kahden vuoden aikana. NSDT voi havaita erityyppisiä syöpiä tässä tutkimuksessa testatuilla lukien ruokatorven, mahalaukun, peräsuolen syöpä, rintasyöpä, haima- ja eturauhassyöpä kaikissa vaiheissa (Fig. 3 ja taulukko 1), mikä viittaa siihen, että tämä testi voidaan käyttää sisältäen syövän seulontaan.

Rasiakuvaajat (A) ja piste tontit (B) kemotaksista vasteita villin tyypin

C

.

elegans

ja virtsanäytteiden verrokeilla (n = 218) tai syöpäpotilailla (n = 24). Whiskers osoittavat 10. ja 90. prosenttipisteet.

Tässä tutkimuksessa, osoitamme, että

C

.

elegans

syrjinyt tehokkaasti välillä virtsassa syöpäpotilaiden ja verrokkien. Kuitenkin tunnistaminen ainutlaatuinen syövän hajuja virtsan ja vahvistuksen vastaukset

C

.

elegans

vaaditaan päätellä, että

C

.

elegans

havaitsee syövän hajuja virtsaan. Uskomme, että tiedot esitetään tässä osoittavat, että käyttämällä

C

.

elegans

lupaava syövän diagnosointiin. Kokeneet lääkärit tietävät, että ihmisen nenä on arvokas väline sängyn diagnoosin, mutta kyky ihmisten sairauksien diagnosoimiseksi hajun on hyvin harvoin tehty määrällisen tutkimuksissa. Viime aikoina monet tuoksu havaitseminen ei ole tehty eläimillä [2-6,34], kaasukromatografia /massaspektrometria (GC /MS) [6,35-39] tai sähköisen nenä (Enoses) [40-42]. Syöpä tunnistus GC /MS tai Enoses on ongelmallinen suhteen herkkyys, melu haihtuvien orgaanisten yhdisteiden, joita esiintyy ympäristössä, ja korkeat kustannukset. Vaikka suoraa vertailua ole tehty, koirat näyttävät parempaan GC /MS tai Enoses [43]. Kuitenkin älykkyys ja keskittyminen näiden eläinten on epäedullinen syövän seulonnassa, joka vaatii mekaanista tarkastus lukuisia näytteitä. Siksi me olettaisi, että jos voisimme erottaa tuoksu havaitseminen tiedustelutietojen voisimme tutkia suhdetta tautien ja tuoksuja. Havaitsimme hajuaisti havaitseminen sukkulamato

C

.

elegans

, joka ei vaikuta tai riippuvainen älykkyyttä.

havaitsemiseksi syöpä tuoksuu tarkemmin ja määrällisesti, on tarpeen määritellä erityiset syöpään hajuja ja niiden reseptorit. Useat haihtuvat orgaaniset yhdisteet on tunnistettu ehdolla olevien aineiden syövän havaitsemiseen käyttämällä kaasukromatografiaa /massaspektroskopia (GC /MS) [6,35-39] tai Enoses [40-42] syöpäsolulinjoissa, virtsaa tai uloshengityksen. Mutta kun nämä tiedot ovat lupaavia, ne ovat alustavia havaintoja. Käyttämällä

C

.

elegans

testata suuria määriä näytteitä, kattava syöpä- hajut voidaan suorittaa tehokkaasti. Lisäksi hajureseptorien, jotka sitoutuvat syöpä hajua ei ole vielä tunnistettu, koska molekyyli- ja geneettisiä analyysejä on vaikea tai poissa eliöt, kuten koiria. Koska teho genetiikan ja molekyylitason tekniikoita

C

.