Krooninen sairaus

tiivistelmä

Mukaan syövän kantasolujen (CSC) malli, suurempi CD133 ilmentyminen kasvainkudoksessa liittyy etäpesäkkeitä ja huonon ennusteen paksusuolensyöpä. Sellaisenaan CD133-positiivinen (CD133

+) alaryhmästä syöpäsolujen uskotaan olevan keskeinen rooli kasvainten kehittymiseen ja metastasointiin. Vaikka CD133

+ solujen uskotaan näyttämään enemmän CSC-käyttäytymistä ja on yksin vastuussa kasvaimen kolonisaation, viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että CD133

– soluja metastaattinen paksusuolen kasvaimista paitsi myös olla kolonisaation kapasiteettia, vaan myös kasvun edistämiseksi suurempi kasvaimia hiirimallissa kuin CD133

+ soluja, mikä viittaa siihen, että vaihtoehtoisen mekanismin metastaasin olemassa. Tämä tutkimus tutki tätä mahdollisuutta tutkimalla solujen elinkelpoisuuden, tuumorigeenisyyteen ja lisääntymistä ja kasvua kapasiteetti CD133

+ ja CD133

– osapopulaatioiden n SW620 solulinjan, ihmisen metastaattinen koolonisyöpäsolulinja, vuonna on sekä

in vitro

solujen mallina ja

in vivo

hiirimallissa. Vaikka molemmat SW620

CD133- ja SW620

CD133 + solujen havaittiin harjoittaa kaksisuuntaista solutyypissä kytkentä reaktiona ympäristöstressitekijöille altistumisen, kuten hypoksia, soluadheesion vapaassa ympäristössä, ja soluväliaineen stimulaatiota, sekä

in vitro

ja

in vivo

, CD133

– soluja havaittiin kasvuetua alkuvuodesta kolonisaation johtuen niiden suuremman vastustuskyvyn lisääntymistä esto. Näiden tulosten perusteella, hypoteettinen malli, jossa koolonkarsinoomasoluissa harjoittaa solutyypissä kytkentä reaktiona ympäristöstressitekijöille altistumisen ehdotetaan. Tällainen kytkentä voi antaa säilyä alkupuolella kolonisaation, samoin kuin selittää aikaisemmat ristiriitaisia ​​havaintoja.

Citation: Hsu CS, Tung CY, Yang CY, Lin CH (2013) Reagointi Stressi Early Kasvain Colonization säätelee kytkentä CD133-positiiviset ja CD133-Negative osajoukkojen Human Metastaattinen koolonisyöpäsolulinja, SW620. PLoS ONE 8 (4): e61133. doi: 10,1371 /journal.pone.0061133

Editor: Wael El-Rifai, Vanderbilt University Medical Center, Yhdysvallat

vastaanotettu: 23 lokakuu 2012; Hyväksytty 5 maaliskuuta 2013 Julkaistu: 05 huhtikuu 2013

Copyright: © 2013 Hsu 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 tutkimus antaa NSC 97-3112-B-075-002, NSC 98-3112-B-010-023-B4, ja NSC 97-2320-B-010-024-MY3 National Science neuvoston ja pyrkiä Top yliopiston suunnitelman opetusministeriön, Kiina. 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

Useimmat kuolemista johtuu paksusuolen syövän korreloivat etäpesäke primaarikasvaimen kehittämisen sijaan primaarikasvaimen. Sinänsä saamassa ymmärrystä paksusuolensyöpä etäpesäkkeiden voisi lisätä suuresti elossaololuku. Saavuttaminen tällainen tavoite on erityisen tärkeä, koska mediaani kokonaiselinaika keston metastasoituneen paksusuolen syöpäpotilaiden on tällä hetkellä alle 2 vuotta ja 5 vuoden pysyvyys on alle 10% [1], [2]. Saada käsitys etäpesäke voisi myös suurta apua valitsemalla asianmukainen hoito strategiaa.

Tällä hetkellä on tunnettua, että kasvaimen etäpesäke on monivaiheinen prosessi, jossa maligniteetti kasvainsolujen vähitellen kehittyy 3 vaiheittain: intravasation, ekstravasaatio, ja kolonisaatio [3]. Vuonna intravasation vaiheen aikana, jolloin kasvainsolut tehdään solujen toiminnallisia muutoksia valmisteltaessa solujen vaeltamiseen ja soluväliaineen (ECM) ruoansulatusta, kasvaimen solut alkavat paeta ensisijaisen päällä ja tunkeutua kiertojärjestelmä. Vuonna ekstravasaatio vaiheessa kasvainsolut kiertävät verisuonia ja imunestejärjestelmän ennen niiden kuljettamista kaukaisiin metastaasien. Aikana syöpä siirtokuntien vaiheessa kuljetettu kasvainsolut sopeutua microenvironment ja alkaa lisääntyä. Vuoden alussa siirtokuntien vaiheessa kasvainsolut altistetaan monet ympäristön stressitekijöitä, kuten ECM vuorovaikutusta, hypoksinen olosuhteet, kasvutekijää stimulaatiota, ja immuunijärjestelmän vuorovaikutusta, joka johtaa niiden kuolemaan tai lepotilamuotoja [3]. Ne muutamat soluja, jotka voivat sopeutua stressitekijöiden ja hengissä tullut alaryhmästä syöpäsolujen osallisina syövän kolonisaation ja vastaavat etäpesäkkeitä kulkue.

Äskettäin malli syövän kantasoluja (CSCS) on ehdotettu ja laajalti keskusteltu [4]. Tämä malli perustuu aikaisempiin tutkimuksiin, joissa pieni alapopulaatio syöpäsolujen eristetty primaarikasvaimen, joille on tunnusomaista korkea apoptoosin vastus, pitkä käyttöikä ja korkea erilaistumista ja kloonilaajenemisen valmiudet määriteltiin syövän kantasoluja [5]. Mukaan CSC mallissa kaikki kasvainsolut vapautuu alkuperäisellä alueella levitetään, mutta vain CSCS voivat selviytyä ja luoda pesäkettä metastaasien. Useissa tutkimuksissa on raportoitu, että CSCS osallistuvat etäpesäkkeitä etenemisessä [4], [6]. Useat solun markkereita, mukaan lukien CD133, CD166, ja CD26, on käytetty eristämään CSC alaryhmästä sisällä paksusuolen syövän-solupopulaatioiden [7], [8]. Niistä prominin 1 (CD133) on pentaspan transmembraaniproteiini alun perin löydetty hematopoieettisten kantasolujen luuytimessä [9]. Viimeaikaiset tutkimukset ovat raportoineet CD133 olla potentiaalinen biomarkkereiden etäpesäkkeiden ja huonon ennusteen paksusuolensyöpä potilailla [10] – [12]. Mukaisesti, immunohistokemiallinen (IHC) värjäys paksusuolisyöpäkudoksessa on paljastanut korkean ilmentymisen CD133 korreloivan maksan etäpesäkkeitä ja alhainen selviytymisen [12], [13].

CD133-proteiinin on havaittu olevan runsas maksan etäpesäkeleesioita verrattuna ensisijaisen paksusuolensyöpä vaurioita [14]. Kuitenkin CD133 pidetään yleisesti CSC markkeri paksusuolen syöpä. Kuten downregulation CD133 on laajalti havaittu kasvaimen kehittymisen, sen ilmentyminen uskotaan säänneltävä aikana solujen erilaistumisen [15]. Hiirillä ksenograftin koe tutkii CD133-negatiivinen (CD133

-) ja CD133-positiivisia (CD133

+) alaryhmien ensisijainen koolonkarsinoomasoluissa ainoastaan ​​CD133

+ subpopulaatio todettiin kykenee indusoimaan kasvaimen muodostumisen [15] – [17]. Näiden tulosten lisäksi laaja ja tehokas käyttö CD133 biomarkkerina eristämiseksi kantasolujen syöpäkudoksiin [18], [19], viittaavat siihen, että alapopulaatio CD133

+ solujen toimii CSCS on etäpesäke paksusuolen syöpä.

kuitenkin useat kiistaa syntyneet vertailusta CD133

– ja CD133

+ osajoukkojen solulinjoja ja primääriviljelmien paksusuolen syöpä [20] – [23]. Vaikka molemmat CD133

– ja CD133

+ alaryhmien HCT-116-solut, ihmisen koolonisyöpäsolulinja, on havaittu aiheuttavan kasvaimen kasvua hiiren malleissa [22] CD133

– alapopulaatiossa yksi ihmisen metastaattinen koolonisyöpäsolulinja, LoVo, havaittiin enemmän resistenttejä 5-fluorourasiilin hoitoon kuin CD133

+ alaryhmästä [20]. Samoin Shmelkov et ai. löysi alapopulaatio CD133

– koolonkarsinoomasoluissa eristää maksasta metastaattinen sivuston vierassiirrännänmallissa hiirimallissa on korkeampi kasvainten kuin alapopulaatio CD133

+ soluihin [23]. Nämä ristiriitaisia ​​tuloksia ei voida selittää CSC mallin, ja ehdottaa, että on olemassa vaihtoehtoisen mekanismin etäpesäkkeitä kulkue.

SW620 on ihmisen paksusuolen syövän solulinja, joka on peräisin imusolmuke metastaattinen päällä. Koska se on molempia CD133

+ ja CD133

– osajoukkojen yleinen kulttuuri ehto (eli että saatu lautasen sisältää L15 ja 10% FBS 37 ° C), SW620 voi olla erinomainen solu line malli, joka selvittää erot CD133

+ ja CD133

– alapopulaatiot soluissa peräisin samasta geneettisen taustan. Mallin, tässä tutkimuksessa eristi CD133

+ ja CD133

– alapopulaatioiden joka SW620 solulinjassa vertailla niiden tuumorigeenisyyteen, solujen käyttäytymistä, ja lisääntymistä ja kasvua kapasiteettia sekä

in vitro

ja

in vivo

. Tulosten perusteella, hypoteettinen malli syövän kolonisaatio etäpesäkkeitä joka selittää kiistaa Viimeaikaisten tutkimusten ehdotetaan.

Tulokset

Euroopan SW620 solulinja koostuu 2 osapopulaatioiden korkea ja matala CD133 ilmaisu

Kuvio 1A esittää, että SW620-solulinja jaettiin 2 populaatioista, SW620

CD133 + ja SW620

CD133- alapopulaatioiden mukaan CD133-ilmentymisen tasoa, joista SW620

CD133 + väestöstä miehitetty 75% SW620 solujen yleissivistys kunnossa. Eristää alapopulaatioiden, fluoresoiva solulajittelulla ja analyysi (FACS) suoritettiin ja vahvistettiin myöhemmin Käänteiskopiointia polymeraasiketjureaktio (RT-PCR) ja Western blot. Erittäin ja huonosti ilmaistu -alapopulaatioiksi Sitten tunnistettiin suorittamalla analyysi CD133

korkea ja CD133

negatiivinen vyöhyke jakelu (kuvio 1 B). Tuloksista ilmeni, että SW620

CD133 + solujen ilmaista enemmän CD133 mRNA ja proteiini kuin SW620

CD133- soluja (kuvio 1 C ja 1 D), joka sulki pois mahdollisuuden vaihtoehtoisen silmukoinnin tai translokaatio asetuksen [24]. On hyvin tunnettua, että SW620 sisältää 2 erillistä morfologiset solutyyppien, pieni pallomainen (valkoinen nuoli, kuva 1E, kuvio S1A ja S1B) ja kaksisuuntaisen tyypin (musta nuoli, kuva 1E, nuoli-pään, kuvio S1A ja S1B) [25 ], jonka osuus ei merkittävästi eroa toisistaan ​​SW620

CD133 + ja SW620

CD133- osapopulaatioiden.

CD133 ilmentyminen SW620-solujen analysoitiin ja solut lajiteltiin FACS Canto ja FACS Aria, vastaavasti. (A) mittaus CD133-ilmentymisen virtaussytometrialla paljasti, että 75% soluista oli SW620

CD133 + -solujen ja 25% oli SW620

CD133- soluja (valkoinen huippu osoittaa värjäytymistä ohjaus hiiren IgG). (B) Top 5% CD133 + alaryhmästä (CD133

korkea) ja pohja 5% CD133- alaryhmästä (CD133

negatiivinen) kerättiin FACS Aria. (C) Ylempi paneeli esittää RT-PCR tulokset CD133 mRNA. Alempi paneeli esittää RT-PCR tulokset GAPDH mRNA käytettiin kontrollina suorittamaan normalisointi. (D) Ylähavas esittää western blot tulokset CD133 proteiinin solun koko- hajottavat. Alempi paneeli esittää tulokset alfa tubuliinin käytettiin latauskontrollina. (E) SW620

CD133 + solumorfologiaan valomikroskoopilla (20 x). (F) SW620

CD133- solumorfologiaan valomikroskoopilla (20 x).

karboksifluoreskeiini diasetaatti-sukkinimidyyliesteriä (CFSE) värjäys FACS ja MTT-analyysi paljasti, että leviämisen kyky välillä SW620 -alapopulaatioiksi ovat samanlaiset yleisesti viljelyolosuhdetta (kuvio S1C ja S1D), kun taas MTT-määritystä taksoli, sisplatiini, aktinomysiini D, ja camptothecin käsittely paljasti solujen elinkelpoisuutta alapopulaatioiden olevan samanlainen (kuvio S2A ja S2D). Nämä tulokset osoittavat, että SW620

CD133 + ja SW620

CD133- soluja ei ole selvää morfologiset ja fysiologiset erot yleistä kulttuuria kunnossa. Koska näitä tuloksia ei selitä eri kasvaimien välillä CD133 alapopulaatioiden todettu aiemmissa tutkimuksissa [23], ne viittaavat siihen, että houkutin eri tasoilla kasvaimien voidaan katsoa johtuvan altistumisesta erityisesti ympäristöolosuhteissa.

SW620

CD133- soluilla suurempi pesäkkeiden muodostumisen kapasiteettia kuin SW620

CD133 + solujen 3D Matrigel kulttuuri

kyky extravasated kasvainsolujen kasvuaan huolimatta välitön altistaminen microenvironmental stressitekijöitä on metastaattisen sivusto on välttämätöntä metastasoituneen soluja edetä kasvain kolonisaation [26]. Matrigel, liukoinen tyvikalvon proteiinin saadun uutteen Engelbreth-Holm-parvi hiiren sarkooman, voi toimia

ex vivo

mikroympäristön, jossa solut altistetaan 3D-arkkitehtuuri, ECM vuorovaikutusta, ja kasvutekijän stimulointi [27 ]. Sinänsä 3D Matrigel kulttuuri malli on tullut laajalti käytetty kokeellisena mallina mittaamaan kasvainten muodostumiseen [28] – [30]. Mallin verrata pesäkkeiden muodostumista kapasiteettia SW620

CD133 + ja SW620

CD133- soluja, 500 SW620

CD133 + ja SW620

CD133- solua siirrostettiin päälle paksun Matrigel kulttuuriin. Kvantifiointi näkyviä pesäkkeitä 3 viikon viljelyn paljasti, että SW620

CD133- soluja, jotka olivat muodostaneet keskiarvo 51,8 pesäkkeiden (SD = 3,8), oli korkeampi pesäkkeiden muodostumisen kyky verrattuna SW620

CD133 + soluja, joka oli muodostunut keskimäärin 10,3 pesäkkeiden (SD = 2,2; kuvio 2A).

Puhdistettu SW620

CD133 + ja SW620

CD133- solua siirrostettiin päälle Matrigel lisäanalyysiä solujen lisääntymisen ja kolonisaatio. (A) Ylähavas näyttää koko ja laajentuneen kuvan pesäkkeitä morfologia; alempi paneeli esittää pesäkkeet lasketaan 3 viikon inkubaation. SW620

CD133 + solut muodostivat keskimäärin 10 pesäkettä (SD = 2,2), ja SW620

CD133- solujen keskimäärin 50 pesäkettä (SD = 3,8). Bar = 100 pm. (B) solumäärä 3 päivän inkubaation jälkeen.

Solujakautuminen varhaisessa vaiheessa edelleen tutkittiin kvantifioimiseksi solujen määrä kussakin klooni. Kun noin 200 solua ympättiin alhaisen solutiheyden 3D Matrigel kulttuurin ja solujen määrä kunkin pesäkkeen laskettiin yksitellen mikroskoopilla sen jälkeen, kun 3 päivää inkuboinnin, tulokset osoittivat, että SW620

CD133 + -soluja vähemmän proliferatiivinen kuin SW620

CD133- soluja (kuvio 2B). Tarkemmin, vain pieni osa SW620

CD133 + soluja (musta palkki) olisi voinut suorittaa 2 (solujen määrä = 4, 3,4%) tai enemmän (solujen määrä 4, 0,4%) kierrosta solusyklin, ja useimmat olivat kokeneet pidätettiin kasvua, niin että vain 22,5% jaettuna kerran tulla 2 soluihin ja 67,7% ei tapahtunut solunjakautumisen ollenkaan. SW620

CD133- solujen (harmaa palkki) havaittiin olevan enemmän suvaitsevainen leviämisen estäminen johtuu altistumisesta 3D matrigeelin kulttuuri, 4,7-kertaisesti enemmän SW620

CD133- soluja (18%) kuin SW620

CD133 + soluja, jotka ovat pystyneet täyttämään ≥2 kierrosta solusyklin. Tämä 4,7-kertainen ero suuripesäkkeinen prosentteina (n≥4) välinen 2-solutyyppejä on samanlainen kuin 5-kertainen ero näkyvissä olevien pesäkkeiden määrä aiemmin havaittu. Tämä tulos osoittaa, että eri toleranssi, erityisesti korkeampaa SW620

CD133- soluja, joukkotuhoaseiden leviämisen estäminen alkaen microenvironment johtaa eri kasvaimien välillä SW620

CD133 + ja SW620

CD133- soluja, jotka tarjoavat SW620

CD133- soluja lisäkapasiteettia harjoittaa kasvainmuodostusta varhaisessa metastaasien.

SW620

CD133- soluja on korkeampi kasvainten kuin SW620

CD133 + nude hiirimallissa

in vivo

aiheuttavan kasvaimia SW620

CD133 + ja SW620

CD133- soluja tutkittiin nude (nu /nu) hiirimallissa. Siirrostuksen jälkeen 10

5 solua ihon alle alueella, kasvaimen koko mitattiin joka 3 päivä 4 viikon ajan. Tautivapaan eloonjääntiprosentin on esitetty kuviossa 3A. Molemmat solutyypit kykenivät tuottamaan kasvainkudoksen jälkeen 4 viikkoa siirrostuksen. Vaikka hematoksyliinillä ja eosiinilla (H 2 mm: n kokoiset (avoin ympyrä), kun taas vain 11% hiiristä ympätty SW620

CD133 + soluja oli tehnyt niin (ympyrä). Lisäksi keskimääräinen halkaisija kasvaimia, jotka oli kehitetty sen jälkeen, kun SW620

CD133- inokulaation oli 1,9-kertaa suurempi kuin sen jälkeen, kun SW620

CD133 + inokulaation (kuvio 3B ja 3C). Nämä tulokset, jotka vahvistavat SW620

CD133- soluilla on suurempi kasvainten muodostumiseen kuin SW620

CD133 + solujen ja sopusoinnussa avulla saatujen tulosten

ex vivo

kokeellinen malli, tarjota ensimmäinen solu-line todisteita siitä, että CD133

– subpopulaatio suuremmat mahdollisuudet aloittaa kasvaimen progressio metastaasien [23].

Puhdistettu SW620

CD133 + ja SW620

CD133- solua injektoitiin ihon alle nude-hiiriin. (A) Täytetty ja täyttämättömät ympyrät viittaavat taudista vapaan eloonjäämisaste SW620

CD133 + ja SW620

CD133- soluja, tässä järjestyksessä, N = 11 (B) Ylempi kuva esittää kasvaimen muodostumisen takia SW620

CD133 + soluinokulaation vasemmalla puolella ja koska SW620

CD133- soluinokulaation oikealla puolella. Ala valokuva näyttää koot SW620

CD133 + ja SW620

CD133- kasvaimia. (C) kuvio osoittaa keskimääräistä halkaisijat SW620

CD133 + (3,8 mm, SD = 2,1) ja SW620

CD133- (8,1 mm, SD = 2,6) kasvaimet, N = 11, P = 0,0006.

Cell-tyypin vaihtamisesta SW620

CD133- ja SW620

CD133 + osapopulaatioiden indusoi microenvironmental stimulaation

Vaikka aiheuttamiseksi CD133 säätelyä altistuminen tietyille stressitekijöiden ja muotoja ympäristön stimulaatio havaittiin useissa aikaisemmissa

in vitro

Solukokeita [31] – [33], kytkennän CD133

– subpopulaatio että CD133

+ alaryhmästä aivokasvain ensisijainen viljeltyjä soluja havaittiin tuoreen

in vivo

kokeessa [34]. Vastaavia kytkentä havaittiin NANK solulinjassa, ensisijainen koolonsyöpälinjan. Vaikka NANK on CD133

– solulinja eristettiin munasarjasyövän metastaattinen paksusuolen syövän kudoksissa, CD133

+ soluja löydettiin NANK aiheuttama kasvain [21].

mukaisesti Näiden havaintojen kytkentä välillä SW620

CD133- ja SW620

CD133 + solujen epätasapainoinen tavalla havaittiin kulttuuri yleensä ehto tässä tutkimuksessa. Erityisesti 16,7% puhdistettua SW620

CD133- solujen siirtynyt SW620

CD133 + soluissa (kuvio 4, valkoisen palkin oikea paneeli), kun taas vain 4,7% SW620

CD133 + solujen siirtynyt SW620

CD133- solut (valkoisen palkin vasen ruutu, kuva 4). Tämä 3.6-kertainen ero kytkentäkyky välillä SW620

CD133- ja SW620

CD133 + solut voivat selittää suuremman osan SW620

CD133 + verrattuna SW620

CD133- soluja (03:01) yleisessä viljelyolosuhteissa (kuvio 1). Tämä selitys tukevat tulokset MTT-määritystä, joka paljasti, että 2 väestö on samanlainen proliferaationopeus, ja näin pois mahdollisuuden kasvun kilpailun.

Vasen paneeli esittää SW620

CD133 + solujen ja oikealle paneeli esittää SW620

CD133- soluja. Tarkka kuvaus näytettiin tulokseen.

tutkiminen kasvainsoluista eristetty edellisen vierassiirrekokeissa (kuvio 3A) vahvisti nämä havainnot. Kun taas 90,3% syöpäsolujen, joita oli proliferoitunut SW620

CD133- soluja siirtyi myöhemmin SW620

CD133 + -soluja, vain 4,8% SW620

CD133 + -solujen kytketään SW620

CD133- soluissa (kuvio 4, diagonaalinen bar). Nämä tulokset viittaavat siihen, että solu-tyypin kytkentää voidaan moduloida stimulaatiota

in vivo

mikroympäristössä. Tämän hypoteesin testaamiseksi, altistumisen vaikutusta hypoksia, solu-adheesio-vapaassa ympäristössä, ja ECM stimulaatio, 3 mahdollisia muotoja stressiä

in vivo

mikroympäristön tutkittiin. Perustaa hypoksinen ehto, happipitoisuutta viljelmän kammiossa säädettiin 1% käyttäen PROOX 110 instrumentti ja lämpötila pidettiin 37 ° C: ssa. Kun taas altistuminen hypoksia huomattavasti kytkentä SW620

CD133- solujen SW620

CD133 + soluja, erityisesti 16,7%: sta 40% (p = 0,0064), se ei johtanut merkittävää muutosta, missä määrin SW620

CD133 + solujen siirtynyt SW620

CD133- soluja (p = 0,13) 4 viikon kulttuurin hypoksian kunnossa.

Voit testata altistuminen solu- adheesio-free kunnossa käyttämällä 3D-kulttuuri järjestelmä, solut ladattiin Algimatrix, keinotekoinen bio-tukirakenne materiaalin ilman ECM komponentti. Soluja viljeltiin alhaisen tiheyden (10

5 per kuoppa) estämään solu-solu yhteyttä. 2 viikon kuluttua viljelyn jälkeen solut eristettiin geelistä ja CD133 ilmentyminen mitattiin FACS: llä. Kun taas altistuminen solu- adheesio-ympäristössä huomattavasti kytkentää SW620

CD133- solujen SW620

CD133 +, nimenomaan 16,7%: sta 64,5% (p 0,001), se ei johtanut merkittävää muutosta missä määrin SW620

CD133 + solujen siirtynyt SW620

CD133- soluja (p = 0,57). Tutkia vaikutus ECM stimulaation, soluviljelyprosessin suoritettiin Matrigel-päällystetylle levylle. Vaikka altistuminen ECM stimulaation merkittävästi estyy CD133 ilmentyminen molemmissa solutyypeissä, sillä oli vaihteleva vaikutus laajuudesta solu-tyyppinen kytkentä. Kun se laski kytkentä SW620

CD133- solujen SW620

CD133 + solujen 16,7%: sta 5% (musta palkki oikeassa paneelissa, p 0,001) Matrigel-päällystetylle levylle ja 13% 3D Matrigel kulttuuri (kuvio 4, oikeanpuoleinen paneeli, vaakasuora täynnä baari, p = 0,19), se lisäsi kytkentä SW620

CD133 + solun ryhmässä 5%: sta 11% Matrigel-päällystetylle levylle (p = 0,055) ja 27% 3D Matrigel kulttuuri (kuvio 4, vasen paneeli, vaakasuora täynnä baari, p = 0,023).

testaus altistuminen 3 muodoista ympäristön stressi ilmeni, että huomattava sääntelyn CD133 kytkentä vastauksena tällaisiin vastuut, altistuminen hypoksia ja solu-adheesion vapaassa ympäristössä merkittävästi edistää kytkennän SW620

CD133- solujen SW620

CD133 + soluja, kun altistus ECM stimulaation merkittävästi edistää kytkennän SW620

CD133 + solujen SW620

CD133- soluja. Nämä tulokset viittaavat siihen, että sääntely SW620

CD133- ja SW620

CD133 + osapopulaatioiden käytettäessä

in vivo

ympäristössä moduloidaan altistuminen useita tekijöitä, jotka toimivat synergistisesti kun soluja, ja että solutyypin kytkentä välillä osapopulaatioiden saatetaan tarvita sopeutumista microenvironment alussa kasvain kolonisaation.

keskustelu

on keskusteltu laajalti, että CSCS keskeisessä asemassa etäpesäkkeitä etenemisen [7], [35]. Useista solun markkereita, mukaan lukien CD133, CD144, ja CD166, jotka on käytetty tunnistamaan CSCS, useita riippumattomia tutkimukset ovat osoittaneet, että CD133

+ alipopulaatio koolonkarsinoomasoluissa oltava korkeampi stemness ja tuumorigeenisyyden, että CD133

– alaryhmästä. Kaksi riippumatonta tutkimusta, joka eristettiin CD133

+ ja CD133

– osapopulaatioiden alkaen koolontuumorisolut ja siirrettyjen ne NOD /SCID-hiiriin paljasti, että vain CD133

+ solut voivat aloittaa kasvainten muodostumiseen [15], [17]. Tutkimus käyttäen ksenograftimallia todettu, että CD133

+ alipopulaatio koolontuumorisolut myös näyttää monilinjainen erilaistumista kapasiteetti ja korkea kasvainten [16].

Kuitenkin 2 viimeaikaiset tutkimukset osoittivat, että CD133

– alaryhmästä metastasoituneen paksusuolen syövän solut maksassa ja munasarjasyövän myös aloittaa kasvaimen muodostumisen, ja lopulta aiheuttaa enemmän kasvaimen kasvua kuin CD133

+ subpopulaatio [21], [23]. Ristiriitaisia ​​luonne eri tulokset voivat johtua käytöstä kokeellisissa malleissa, jotka ovat peräisin eri geneettisissä taustoissa. Paksusuolen syöpä solulinja malli tarjoaa perinteisen ja toistettavissa kokeellinen malli, joka mahdollistaa vertailun 2 CD133 osapopulaatioiden. Niistä 2 solulinjoja käytettiin kokeellisissa malleissa paksusuolen syöpä, joka voidaan jakaa CD133

+ ja CD133

– kannan osiin [32] mukaan HCT116 solulinja, joka on perustettu pääosin koolontuumoreissa, on pienempi ( 5%) CD133

– subpopulaatio kuin SW620 solulinjassa. Samoin kuin aiemmissa vertailuja solujen elinkelpoisuuden ja tuumorigeenisyystesti välillä HCT116

CD133- ja HCT116

CD133 + solujen MTT: llä ja vierassiirrekokeissa, HCT116

CD133- ja HCT116

CD133 + soluja on havaittu olevan samanlaisia tasot elinkelpoisuus ja tuumorigeenisyystesti [22].

Tässä tutkimuksessa SW620

CD133- ja SW620

CD133 + osapopulaatioiden havaittiin samanlainen morfologia, proliferaationopeus, ja huumeiden vaste yleissivistys kunnossa. Kuitenkin SW620

CD133- soluilla merkitsevästi enemmän kasvua 3D Matrigel kulttuurin ja hiiren vierassiirrekokeissa. Nämä tulokset tarjoavat ensimmäisen todistetta, että CD133

– paksusuolen solut ovat suurempia kasvainten muodostumiseen kuin CD133

+ paksusuolen solujen kokeellisissa malleissa, joissa on sama geneettinen tausta, mikä viittaa siihen, että tietyt ympäristötekijät voivat aiheuttaa erilaisia ​​kasvuvauhdin. Valitettavasti altistuminen yhden muodon stressi, kuten hypoksia tai ECM stimulaatio, yksin, ei todettu vaikuttavan proliferaationopeus (kuvio S4A), mikä osoittaa, että inhibitio saattaa indusoida monimutkainen mekanismi sääntelyn ja /tai useita tekijöitä jotka toimivat synergistisesti mikroympäristössä. Olemassaolo niin monimutkainen mekanismi on vielä tutkittava.

Vaihtaminen CD133

+ ja CD133

– kannan osiin on havaittu monissa kasvainsolutyypeissä [36] – [38]. On tunnettua, että CD133

+ CSCS siirtyy CD133

– solujen erilaistumisen aikana [16], ja että tällainen kytkentä on yksisuuntainen ja peruuttamaton. Kun kemiallisesti indusoidun erilaistumista malli, natriumbutyraattia hoitaa ihmisen paksusuolen syövän solulinjat HT-29 ja HCT116 on havaittu indusoivan CD133 downregulation ja epiteelisolujen erilaistumisen [39]. Useat kasvain tutkimukset ovat osoittaneet, että kytkentää CD133

– solujen CD133

+ solut voidaan indusoida altistamalla kasvutekijä ja ympäristön stressitekijöitä. Erityisesti altistuminen TGF-beeta1 on todettu laukaisevan CD133 kiihdytyssäätely vuonna Huh7 ja A549 maksasyövän ja keuhkosyövän solulinjat ja lisätä solujen tuumorigeenisyystesti nude hiirimallissa [33], [36]. Vaikka altistuminen hypoksia on havaittu indusoivan CD133 ilmentyminen keuhko- ja haimasyövän soluja, nämä transformoidut CD133

+ kasvainsolujen saada enemmän stemness ja pahanlaatuisuuteen [31], [40]. Hypoksia indusoi CD133 ilmentyminen aivokasvain myös korreloi korkeamman kasvain aggressiivisuus [41].

ksenograftimallia Etäpesäkkeisen paksusuolen kasvain, CD133

+ soluja havaittiin kasvaimen syntyvät puhdistetusta CD133

– soluihin [21], mikä viittaa siihen, että solu-tyyppinen kytkentä voi esiintyä myös paksusuolen syöpäsoluissa. Tulokset Tämän tutkimuksen selvästi toteen kaksisuuntaisen kytkennän välillä SW620

CD133 + ja SW620

CD133- alapopulaatioiden, ja että tällainen kytkentä voidaan puuttua altistuminen eri stressitekijöitä. Erityisesti altistuminen joko Matrigel-pinnoitettu levy tai 3D Matrigel kulttuurin todettiin olevan huomattavasti aiheuttaa kytkennän SW620

CD133 + ja SW620

CD133- soluja, joista jälkimmäinen on havaittu olevan suurempi kasvu

ex vivo

ja

in vivo

malleissa. Pilottitutkimuksiin, altistuminen tyypin I ja IV kollageenin ja laminiinin, 3 suurinta ECM komponentit, havaittiin indusoivat CD133 ilmentymisen samassa määrin (tuloksia ei ole esitetty). Sen sijaan, altistuminen hypoksia tai solu-adheesio-free edellytys havaittiin edistää kytkennän SW620

CD133- solut esillä olevassa tutkimuksessa. Tämä tulos havaittiin myös käyttämällä käsin pudota kulttuuri järjestelmä, joka tarjoaa altistuminen solu- adheesio-vapaassa ympäristössä, jossa SW620

CD133 + soluja havaittiin SW620

CD133 – muotoilu aloilla, mikä viittaa siihen, että niillä rooli ajo kasvainten synnyssä [32].

Perinteisessä mallissa etäpesäkkeiden etenemisen sekä CD133

+ ja CD133

– syöpäsolut vapautuu verenkiertoon, kun etäpesäke aloitetaan [42], mutta vain CD133

+ solut kykenevät selviytymään ja alustaa kasvaimen kolonisaatio (kuvio 5, yläpaneeli). Kuitenkin useissa tutkimuksissa on koolonsyöpäsolulinjaa ovat raportoineet, että molemmat CD133

+ ja CD133

– soluja voidaan alustaa kasvainten muodostumiseen [21] – [23]. Tässä tutkimuksessa, mikä havaitaan tämä ilmiö SW620 solulinjassa, totesi myös, että paksusuolen syövän solut voivat harjoittaa solutyypissä kytkentä välillä SW620

CD133- ja SW620

CD133 + alapopulaatioiden vastauksena microenvironmental stressiä. Näiden havaintojen perusteella, vaihtoehtoinen hypoteettinen malli paksusuolen syövän kolonisaation etäpesäke sivusto, joka on esitetty kuviossa 5, tässä on ehdotettu. Varhaisessa metastaattisen vaiheen syöpäsolujen kulkeutumaan metastaattisen päällä ja alkaa kolonisoitumaan. Tämän vaiheen aikana solut suoraan alttiina monenlaisia ​​ympäristön stressin ja stimulaatiota, joista ECM stimulaatio edistää kytkennän CD133

+ ja CD133

– soluja, joista jälkimmäinen on kasvua etu johtuu niiden sietävät paremmin leviämisen estäminen päässä microenvironment. Sen jälkeen kasvain kolonisaatio on perustettu ja kasvaimen solut on järjestetty kiinteä kasvain, muita ympäristön stressi, kuten altistuminen hypoksia ja solu-adheesio-vapaassa ympäristössä, edistää kytkennän CD133

– ja CD133

+ soluja, jotka, koska jälkimmäinen tyyppi on todettu olevan suurempi stemness ja pahanlaatuisuuden paksusuolen ja muiden syöpien [36], [43], voidaan lisätä myöhemmin kasvaimen kasvua.

ylempi paneeli esittää tavanomaista CSC malli, jossa vain CD133

+ koolonkarsinoomasoluissa asuttaa tällä metastaattista sivustolla ennen erilaistumaan CD133

– solujen kasvaimen kasvun aikana. Alempi paneeli esittää hypoteettinen malli, jossa molemmat CD133

+ ja CD133

– soluja asuttaa klo metastaattisen päällä ja jossa CD133

– soluja on enemmän kolonisaation kapasiteettia. Vaikka ECM stimulointi edistää kytkennän CD133

+ solujen CD133

– soluja alkuvaiheessa kolonisaation, altistuminen hypoksia ja 3D arkkitehtuuri jälkeen asuttaminen aiheuttaa kytkennän CD133

– solujen CD133

+ solujen .

Tämä hypoteettinen malli selittää ristiriitaisia ​​tuloksia on saatu aikaisemmista tutkimuksista CD133

+ ja CD133

– koolonkarsinoomasoluissa. Vaikka CD133 tunnetaan kantasolujen merkki, tuloksia aikaisempien tutkimusten, sekä tässä tutkimuksessa osoittavat, että sekä CD133

+ ja CD133

– solut voivat tuottaa kasvaimen kasvua, mikä viittaa siihen, että CD133 ei ehkä ole ehdoton biomarkkereiden syövän kantasoluja paksusuolensyöpä.