Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

tunnistamiseen ja syövän kantasoluja (CSCS) on välttämätöntä mekanismin ymmärtämisessä syövän synnyssä. Kasvava näyttö viittaa siihen, että CSCS kriittisiä rooleja kehittymistä ja etenemistä syövän. Kuitenkin kiistaa siitä, oliko CSCS syntyvät luuytimestä peräisin olevia soluja (BMDCs).

Menetelmät ja tärkeimmät havainnot

Tässä tutkimuksessa, n-nitrosodiethylamine (DEN) käytettiin indusoimaan kasvainten muodostumista naisten hiirillä, jotka saivat luuydintä uroshiirillä. Kasvainmuodostusta aiheutettiin 20/26 hiirillä, mukaan lukien 12 maksakasvaimien, 6 keuhkokasvaimia, 1 virtsarakkokasvain ja 1 nenänielun kasvain. Vertaamalla Fluoresenssin

in situ

-hybridisaatio (FISH) johtaa vastaavien alueiden Sarjapäätteeltä tuumorisektioiden värjättiin H Hyväksytty: 16 joulukuu 2011; Julkaistu: 24 tammikuu 2012

Copyright: © 2012 Lin 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.

Rahoitus: Tämä työ tukivat Zhejiangin maakunnan Natural Science Foundation of China (Y2100464) ja National Key Sci-Tech Special Project of Infectious Diseases (2012ZX10002-013). 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

Yhä useampi kirjallisuus viittaa siihen, että kasvaimia peräisin pieni osa soluja, kutsutaan syövän kantasoluja (CSCS) tai kasvain aloittamisen soluja (-lämpökameroissa), koska nämä solut kantavat kantasolujen kaltaisia ​​piirteitä kuten itsensä -renewal ja erilaistuminen [1]. Tähän mennessä CSCS on osoitettu olemassa syöpiä hematopoieettisen järjestelmän [2], rintojen [3], aivojen [4], eturauhassyöpä [5], mahan [6], keuhkosyöpä [7], paksusuolen [8], ja maksan [9]. Kuitenkin tiedetään hyvin vähän alkuperästä CSCS. Yksi mahdollinen alkuperä CSCS on luuytimen, kuten luuytimestä peräisin soluja (BMDCs) esiintyy usein kasvainkudoksissa ja BMDCs on kyky erilaistua monia erilaisia ​​soluja, kuten mesenkyymisolujen, lihassolut ja epiteelisolut, mukaan lukien maksan solut . Äskettäin tietomme suhdetta BMDCs ja syövän etenemisen on dramaattisesti parantunut. Yksi mielenkiintoinen seikka on se, että syöpäsolut aktiivisesti rekrytoimaan BMDCs omaan mikroympäristön. BMDCs kasvaimissa eivät ole vastuussa vain tulehdusta, vaan myös kasvaimen angiogeneesiä [10]. CD45-positiivisia BMDCs esiintyvät usein kasvainkudoksessa, jossa ne ilmentävät verisuonten endoteelisolujen kasvutekijän reseptorin-1 (VEGFR-1) [11], joka on keskeinen reseptori VEGF. Lisäksi tulehduksen, nämä CD45 + /VEGFR1 + solut edistävät myös kasvaimen angiogeneesiä. Näin ollen, todisteet osoittavat, että BMDCs sopivan mikroympäristön helpottamaan syövän etäpesäkkeiden [12].

On kuitenkin epäselvää, onko syöpäsoluja peräisin BMDCs, ja tätä hypoteesia usein keskusteltu. Eräs tuore raportti totesi, että sen jälkeen kun krooninen

Helicobacter

infektio, BMDCs kertynyt mahalaukun limakalvon ja lopulta johti mahasyövän [6]. Lisäksi lisätutkimusten ehdotti, että onkogeenisiä mutaatiot kudosten kantasolujen tai edelleen erilaistuneita soluja voisi luoda allas itseuudistuvien solut, joissa nämä mutaatiot kertyneet ja lopulta johtivat syövän [4], [5]. Luuydinsiirrossa malleja, osoitettiin, että BMDCs olivat todennäköisesti alkuperä maksasyövän [13] ja ihosyövän [14]. Voit testata, onko syöpä peräisin BMDCs, kemian karsinogeeni n-nitrosodiethylamine (DEN) käytettiin indusoimaan kasvaimen kehitystä Hiiren luuydinsiirron. Luuytimessä nainen saajahiiret hävitettiin säteilyttämällä ja sitten liuotetaan luuytimen normaalin uroshiirillä. Y-kromosomissa käytettiin markkerina luonnehtia alkuperä indusoidun syöpäsoluja. Kaksikymmentä kasvaimet, mukaan lukien 12 maksakasvaimien, 6 keuhkokasvaimia, 1 virtsarakkokasvain ja 1 nenänielun kasvain, onnistuneesti aiheuttama. Näistä kasvaimet, kloonilaajenemisen Y-positiivisten (Y +) soluja ei havaittu. Y lukumäärä + solujen kasvaimissa korreloi läheisesti määrä tunkeutuvia lymfosyyttejä. Olemme myös havainneet, että useimmat Y + solujen ilmaista sekä CD45 ja VEGFR-1. Meidän tiedot osoittivat, että, ainakin meidän eläinmallissa, BMDCs eivät ole peräisin syövän kantasoluja, vaikka ne liittyvät kasvaimen tulehdukseen ja voi auttaa muodostumiseen kasvaimen neo-aluksia.

Tulokset

Detection of Mouse X- ja Y-kromosomit FISH

luuytimensiirron (BMT), luuytimen solut kerättiin 6 luovuttajalta koirashiirien istutettiin 60 vastaanottajan naarashiirillä. Kuten kuviossa 1 on esitetty, FISH koettimia hybridisoitiin sekä metafaasissa ja välifaasi kromosomien ja saatiin vahvoja ja erityisiä signaaleja. FISH-signaalit Y-kromosomin havaittiin vain solujen luovuttajan uros hiiren luuytimen (kuvio 1 B).

(A) metafaasissa perifeerisen veren lymfosyyttien peräisin naisten vastaanottajan hiiri. (B) metafaasissa perifeerisen veren lymfosyyttien miehestä luovuttajan hiiri. (C) perifeerisen veren lymfosyyttien naispuolinen vastaanottaja hiiri jälkeen BMT. Naaras lymfosyytti on merkitty nuolella. (D) Luuytimen solut naispuolinen vastaanottaja hiiri jälkeen BMT. Naaras luuytimen solu on merkitty nuolella. Suurennus, x 100 (A ja B) tai x 40 (C ja D). Mittaviivat 20 pm.

luuydinsiirto

Kaikki saajahiiret selvisivät BMT. Kokonaistaso siirteen oli 82,5-94,5% arvioituna laskemalla prosenttiosuus Y-positiivisten solujen kesken sekä perifeeristen valkosolujen (kuvio 1 C) ja luuytimen soluja (kuvio 1 D). Yhteensä 500 solua analysoitiin kullekin näytteelle. Tämä tulos osoittaa, että BMT menettelyt olivat onnistuneita.

DEN aiheuttama Karsinogeneesi

aikana 30 viikon kemiallisesti indusoidun Karsinogeneesin 34 BMT hiiret kuolivat. Täydellinen ruumiinavauksia tehtiin kaikkien näiden hiirten ensisijaisena kuolinsyynä oli laaja keuhkokuume ja maksan vajaatoiminta. Kasvaimet indusoitiin 20 26 elossa hiirillä; nämä kasvaimet oli 12 maksakasvaimet, 6 keuhkokasvaimia, 1 virtsarakkokasvain ja 1 nenänielun kasvain. Edustavat kuvat keuhkojen ja maksan kasvainten on esitetty kuviossa 2A ja 2B, tässä järjestyksessä. Nämä kasvaimet resekoitiin, upotettiin parafiiniin, leikattiin leikkeiksi ja histologisesti tunnettu siitä käyttämällä H B). Mittaviivat 20 um.

(A) H NT, ei-tuumorikudoksessa. Suurennus, × 40. Mittaviivat 20 um.

(A) H NT, ei-tuumorikudoksessa. Suurennus, × 40.

Sen arvioimiseksi, BMDCs voi fuusioituvat kasvainsoluja, olemme analysoineet useita X- ja Y-signaaleja BMDCs kasvaimissa ja niitä ympäröivien kudosten. Ei fuusio-johdettu karyotyyppi (XXY, XXXY) solujen havaittiin tutkimuksessamme. Tämä tulos on yhdenmukainen monien muiden havaintojen [6], [11], [15], [16] ja viittaa siihen, että solufuusio ei ole tärkein osuus BMDCs pahanlaatuiseen synnyssä.

Keskustelu

Vaikka syövän kantasolujen hypoteesi pysyy keskusteltu, monet tutkijat uskovat, että syövät sisältävät pienen määrän syövän kantasoluja (CSCS). Nämä CSCS pystyvät itse uudistaa, erottaa, ja vastustaa kemoterapiaa ja siten ylläpitää syövän kasvua. Tähän mennessä alkuperän CSCS edelleen mysteeri. Ainakin kolme mahdollista alkuperää CSCS on ehdotettu, mukaan lukien 1) kudoksen kantasolujen [17]; 2) BMDCs [6], [15]; ja 3) fuusio-soluja, jotka ovat peräisin BMDCs ja kudosspesifisiä progenitori- tai kantasolujen [18] – [20]. Tässä tutkimuksessa käytimme luuydinsiirron eläinmallissa tutkia alkuperää CSCS kemiallisesti indusoidun (DEN) kasvaimia. DEN on syöpää aiheuttava aine, joka voi aiheuttaa kasvaimia eri elimissä kuten maksassa ja ihon ja maha, hengitys- ja vertamuodostaviin hiirillä. Kun metaboloituu, DEN vuonna muunnetaan elektrofiilisen ethyldiazonium ioni, joka voi reagoida DNA perustaa ja muotoa addukteja ja voi siten aiheuttaa DNA mutaatioita ja katkeamisen jotka viime kädessä auttaa synnyssä [21]. Mallissa, käytimme suuren annoksen DEN (60 ppm) juomavedessä 12 viikon tihentää ja lyhentää kasvainten muodostumista. Käyttäen tätä strategiaa, kasvaimia onnistuneesti indusoi maksassa, keuhko-, virtsarakko- ja nenänielun.

BMDCs on kyky erilaistua epiteelisoluihin aikana kudosten korjaamiseen monissa elimissä, kuten maksassa [22], [23] , keuhkot, iho, silmät, maha-suolikanavan ja munuaisiin [24]. Se, onko ja miten BMDCs osuus kudosten korjaamiseen keskustellaan yhä. Vaikka määrä BMDCs oli vaihteleva, useimmat julkaisut osoittavat, että BMDCs rekrytoitiin kudosvaurioita sivustoja [25] – [28], kun taas muut julkaisun raportin, BMDCs ei havaittu käytetyt mallit [29], [30]. Hiiren maksan ja haiman tuumori malleja, kehittyneempiä kasvaimia oli suurempi taipumus rekrytoida BMDCs [31]. Mallissa, olemme havainneet, että prosenttiosuudet BMDCs sekä kasvaimen ja normaaleissa kudoksissa oli hyvin alhainen (alle 1%); kuitenkin, BMDCs havaittiin ympäröivään kudokseen kasvain. Tämä alue on infilitrated tulehduksellisten solujen myötä, mikä viittaa siihen, että nämä BMDCs oli tulehdukseen. Tämä tulos viittaa siihen, että BMDCs olivat vähemmän todennäköisesti muuntaa pahanlaatuisia soluja kuin yksikään kasvainten mallissamme sisälsi ryhmittyneet Y + solut.

Viimeaikaiset havainnot osoittivat, että BMDCs voidaan sisällyttää maksa, suolet kautta solufuusio [18] – [20], mikä nosti esiin mahdollisuuden, että BMDCs voi olla merkitystä uudistaminen ja tuumorigeneesin fuusioimalla kantaisä tai kantasolut kohde-elimen. Kuitenkin monet raportit väittävät, että ei ole olemassa selkeää näyttöä siitä, että solufuusio tapahtuu BMDCs ja kohde-elimen solut mallejaan [6], [11], [15], [16]. Esillä olevassa tutkimuksessa olemme vahvistaneet puuttuva näyttö osoittaa solufuusio sekä kasvaimissa ja ympäröivä normaali kudos FISH. Erityisesti, vaikka BMDCs havaittiin sisällytetty suoliston adenooma APC-mutatoitunut useita suoliston neoplasia hiiriä, mitään adenoomien kaikkialle koostui BMDCs [20], mikä viittaa siihen, että mekanismi, jolla BMDCs myötävaikuttaa patogeneesiin ei todennäköisesti solufuusiosta. Yhteenvetona meidän tiedot osoittivat, että vaikka BMDCs voivat edistää syövän etenemiseen, mahdollisuus, että BMDCs ovat peräisin itse kasvain on erittäin alhainen.

Materiaalit ja menetelmät

luuydinsiirto (BMT ) B

Kuudesta kahdeksaan viikkoa vanhat miehet ja naiset C57BL /6J hiiriä ostettiin Model Animal Research Center of Nanjingin yliopisto (Nanjing, Kiina). Eläin kokeet suoritettiin vakiintuneiden ohjeiden mukaisesti, ja hyväksyi tutkimuksen eettinen komitea Zhejiangin yliopistossa (hyväksyntä ID: SYXK2004-0050). Sillä BMT yhteensä luuydin eristettiin reisiluista ja koipiluut luovuttajan uroshiirten, pestiin, trituroitiin käyttäen 20 gaugen neulaa ja läpi 40 um: n nailonverkon solusiivilän (Becton Dickson, Franklin Lakes, NJ), jolloin saatiin yhden solun suspensio PBS: ssä, jonka tiheys on 1,5 x 10

7 solua /ml. Vastaanottajan C57BL /6J-hiiriä säteilytettiin 900 rad päässä

60Co säteilytysuunin, liuotetaan 3 x 10

6 luovuttajan luuytimen soluihin häntälaskimoinjektio tai silmäkuopan näytteenotto Nukutettujen hiirillä 36 tuntia myöhemmin ja käytettiin kokeisiin 4-5 viikkoa talteenoton jälkeen. Vahvista onnistunut elinsiirrot luovuttajan luuytimen soluja, vastaanottaja perifeerisen veren ja luuytimen solut saatiin 4 viikon kuluttua BMT ja tutkitaan läsnäoloa Y-kromosomi fluoresenssidetektoriin

in situ

-hybridisaatio (FISH).

kemiallisesti aiheuttama Karsinogeneesi n-Nitrosodiethylamine (DEN) B

noin 4-5 viikon kuluttua BMT, 60 saajahiiret ruokittiin DEN (60 ppm juomavedessä, Sigma, St. Louis, MO) ja viikolla 12 kaksi istuntojen 2 viikon erottaminen välein käynnistämään syövän. Hiiret, jotka selvisivät tapettiin 30 viikkoa.

Histologinen ja patologinen tutkimus

DEN aiheuttama tuumorit poistettiin ja kiinnitettiin 4% formaliiniin yössä. Dehydraation jälkeen, kasvain kudos upotettiin parafiiniin. Kasvain kudos parafiiniin oli sarjoittain leikattiin (5 um paksu), ja valitse diat rutiininomaisesti värjättiin hematoksyliinillä-eosiinilla (H & E). Kaikki tuumorisektioiden tarkistettiin pidennetyn tavalla kaksi kokenutta patologia.

Fluoresenssi

in situ

-hybridisaatio

Kaksi bakteerin keinotekoinen kromosomi (BAC) klooneja (RP24-0090J19 ja RP24-185C22), joka sisältää sRY-geenin hiiren Y-kromosomi on valittu solujen tunnistamiseksi, jotka ovat peräisin uroshiirillä. BAC DNA: n sisältävä fragmentti hiiren X7A.1 alueen (RP23-0170B5 ja RP23-0011C16) käytettiin kontrollina koettimina hiiren X-kromosomi. Parafinoidut kudosleikkeiden vieressä H & E-värjätyt leikkeet valittiin FISH havaitsemiseen. Kohdat poistettiin parafiini, digestoitiin proteaasilla K, ja sen jälkeen hybridisoitiin fluorofori-leimatun BAC koettimia menetelmän mukaisesti aikaisemmin kuvatulla [32]. FISH tuloksia havaittiin ja siepattiin käyttäen fluoresenssimikroskooppia varustettu jäähdytetyllä CCD-kameralla. FISH-signaaleja verrattiin H & E-värjäys samalla alueella on peräkkäisissä kasvain jakso.

Kiitokset

Kirjoittajat kiittää tohtori Mei Jin ja Dr. Jing Yao Xu koskevan asiantuntemuksen perusteella tarkastellaan kasvainleikkeissä.