Krooninen sairaus

tiivistelmä

Edustaminen uusiutuva lähde solujen korvaaminen, hermo kantasolut ovat saaneet merkittävää huomiota viime vuosina. Neuropallon määritys edustaa menetelmää havaitsemaan hermo kantasoluja, mutta koska puute erityistä ja lopullisten markkereita tunnistaa ne, niiden määrällinen ja korko ne laajenevat edelleen epämääräinen. Tässä ehdotamme matemaattinen tulkinta neuropallon määrityksen avulla varsinaiseen mittaukseen hermoston kantasolujen symmetrinen jako taajuus. Algoritmi mallinnuksen osoittaa suoraa korrelaatiota yleiseen solun kertaiseksi laajentumista ajan mitattuna alalla määrityksessä ja nopeus kantasolujen laajentaa kautta symmetrinen jako. Malli tarjoaa menetelmän arvioida nimenomaan vaikutusta tautien ja hoitojen hermo kantasolujen toimintaa ja toiminta. Ei vain tarjoaa uusia oivalluksia arvioinnissa kineettisen piirteet hermoston kantasoluja, Mallinamme ajatellaan lisäksi syövän biologian syövän kantasoluja kaltaisia ​​soluja on ehdotettu ylläpitää kasvaimen kasvua somaattisten kantasolujen ylläpitää kudosten homeostaasin. Todellakin, kasvain kantasolujen vastustuskykyä hoito tekee nämä solut välttämätön tavoite tehokasta hoitoa. Neuropallon määritys matemaattinen malli esitetään tässä voidaan arvioida korko pahanlaatuinen kantasolujen kaltaisia ​​soluja laajentaa kautta symmetrinen jako ja vaikutusten arviointia terapeuttisten on itseuudistumisen ja lisääntymisaktiivisuus tämän kliinisesti merkittävää väestön ajaa kasvaimen kasvua ja uusiutumista.

Citation: Deleyrolle LP, Ericksson G, Morrison BJ, Lopez JA, Burrage K, Burrage P, et al. (2011) määritys somaattisen ja Cancer Stem Cell itseuudistuvien Symmetrinen Division Hinta käyttäminen Sphere määritykset. PLoS ONE 6 (1): e15844. doi: 10,1371 /journal.pone.0015844

Editor: Mike O. Karl, CRT Dresden, Saksa

vastaanotettu: 04 elokuu 2010; Hyväksytty 25 marraskuuta 2010 Julkaistu: 05 tammikuu 2011

Copyright: © 2011 Deleyrolle 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 National Institutes of Health (NIH) ja National Health ja Medical Research Council (NHMRC). 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

Perinteisesti kantasoluja arveltiin sijaita vain kudoksissa, joissa erilaistuneet solut olivat eniten alttiita menetys ja tarve korvaavan suuri, kuten iho [1], suolen epiteeli [2] ja veren [ ,,,0],3]. Koska aikuisen keskushermoston (CNS) pidettiin puuttuu merkittävän määrän hermosolujen kuolemaa, ja joilla ei ole uusiutumiskykyä olemassaolo hermoston kantasolut (NSC) vaikutti sekä epätodennäköistä, ja tarpeetonta. Kuitenkin vuonna 1992 olemassaolo NSCs sisällä aikuisen nisäkkään CNS kyky synnyttää uusia hermosoluja osoitettiin [4]. Kuten kantasoluja löytyy muista kudoksista, NSCs (jotka reunustavat koko kammion neuroaxis aikuisen nisäkkään keskushermoston [4], [5]) näytteille määritellään

in vitro

kantasolujen ominaisuuksia [2], [6] leviämisen, laaja itseuudistumisen, sukupolvi useita jälkeläisiä, ja monilinjainen erilaistumisen potentiaalin sekä

in vivo

ominaisuus uudistuva kudos loukkaantumisen jälkeen [4], [7], [8 ]. Aikuisten kantasolujen edustavat suhteellisesti lepotilassa säiliö sitomatta soluja. Nämä solut on kyky jakaa koko eliniän ajan organismin aiheuttaa enemmän sitoutunut progenitorisolujen tuottaa suuri määrä erilaistumattomien solujen. Nämä esisolut lopulta erilaistua linjaa vapaan funktionaalisen soluissa. Johtuen niiden kyvystä aiheuttaa uusia soluja, mikä säätelee jako kanta- ja progenitorisolujen, ja erilaistumista niiden jälkeläisten on erittäin kiinnostava hoidettaessa keskushermoston häiriöitä, jotka johtuvat menetyksestä tai sopimatonta solujen toimintaa. Siksi välineiden kehittämiseen, joiden avulla kantasolun erityinen tutkimus edustaa valtava haaste. Kantasolut on vaikea visuaalisesti määritellä, koska ei ole olemassa hyvin hyväksyttyjä positiivinen merkki. Tämän seurauksena nämä solut määritetään perustuvat funktionaalinen määritelmä. Vaikka työllistävät toimiva lukeman on voitu tunnistaa läsnäolo (tai puuttuminen) kantasolujen populaatiossa, se valitettavasti kielletään suora eristäminen tai syrjintä kantasoluja ei-kantasoluista siten poistaa merkityksellistä määrällistä tietoon niiden tiheys ja /tai laajeneminen.

Yhä useammat todisteet tukevat olettamusta, että populaatio kasvaimen aloittamista solujen (-lämpökameroissa), joilla on biologisia ominaisuuksia lähellä normaalia somaattisten kantasolujen, ylläpitää pahanlaatuisia kasvaimia. -lämpökameroissa Ovat oletettuja oleskella akuuttia myelooista leukemiaa [9], sekä rintojen [10], [11], eturauhas- [12], keuhko- ja mesenkymaaliset kasvaimet [13]. Tärkeää on, hermo -lämpökameroissa on myös eristetty ja sen on todettu omaavan hyvin samankaltaisia ​​toiminnallisia ominaisuuksia hermostoputken kantasoluja [14], [15], [16], [17]. Ns syöpä kantasolu malli viittaa siihen, että juuri nämä kantasolujen ominaisuuksia, jotka tekevät -lämpökameroissa vastaa hoitoon ja ajaa kasvaimen uusiutumisen. Tämän seurauksena nämä solut ovat olennainen tavoite tehokkaan syövän hoitoon. Siksi menetelmien kehittäminen tutkimalla niiden biologiaa ja kineettinen käyttäytyminen on merkitystä suunnittelu innovatiivisten hoitojen kohteekseen tietyn solupopulaation.

CNS, yksi menetelmä eristää ja laajentaa somaattisten ja syövän kantasolut on neuropallon määritys (NSA) [4], [14], [15], [18]. Kiinnostusta ja osoittaa niiden kestävyyttä, vapaasti kelluva pallo kulttuuri järjestelmää käytetään myös tutkia muun muassa rintasyövän kantasoluja [11], [19]. Vaikka NSA on sopiva tapa tunnistaa kantasolujen toimintaa, voimme väittävät, että luettelointi pallojen ei ole tarkoituksenmukaista mitata kantasolujen taajuus tai kasvuvauhtimme sillä tämä johtaa liian suuriksi [20], [21].

nykyinen tutkimus esittelee kehittäminen, validointi ja soveltaminen menetelmä mahdollistaa nimenomaan kvantifiointia somaattisten ja syövän kantasolujen symmetrinen jako nopeus vapaalla kelluva pallo määrityksessä.

tulokset

Thought kokeilu

Toisin viljelemällä ja siirrostamalla useimpien linjat missä suurin osa soluista hengissä jaoteltuina ja jatkaa lisääntyä kunnes viljelmä tulee konfluentteja aikana johtamisella NSA, suurin osa ( 90%) ja solut kuolevat tai eivät enää lisääntyä. Tätä tukee se, että jonakin kulun enemmistö jakautuvien solujen aiheuttaa vähintään 256 jälkeläisten käymällä läpi vähintään kahdeksan solunjakautumisten (tietoja ei esitetty). Tämä johtaisi 256-kertainen laajeneminen kussakin passage jos jokainen päällystetty solujen olivat kasvutekijä-reagoiva ja jaettu 8 kertaa. Kuitenkin meidän Alla kuvatut kokeet osoittavat solun kertainen laajeneminen välillä 1 ja 20 kanssa eri solutyyppejä käytimme. Nämä tiedot yhdessä julkaisi klonaalisuuden data [20], [21], [22] osoittaa, että alle 10% soluista maljataan NSA edistää yleistä väestöä laajennus. Siksi vain elossa osa kasvutekijän reagoivan palloja muodostavan solut jakautuvat, muoto pallot, ja uudistaa perustamista väestöstä. Solukuoleman huolimatta aikana kussakin kanavassa, on geometrinen kasvu solujen määrän, jotka on luotu. Tyypillisesti jos 100000 solua maljataan, suurempi kuin 90000 solujen kuolee ensimmäisten 24-48 tunnin, jolloin 10000 solujen lisääntyä, muoto pallojen ja lopulta tuottaa noin 500.000 solua. Tämä 5-kertainen laajennus on taipumus olla melko yhdenmukaisia ​​kulkiessaan solut ajan ja koskaan osoittaa ajasta riippuvan laajenemisesta kertaiseksi laajennus (eli 5-kertaiseksi, 7-kertaiseksi, 8-kertainen jne.) [23]. Lisäksi jokainen yksittäinen neuropallo linja on erityisen ainutlaatuinen, mitä tulee taitettavan lisääntyminen solujen tuotetaan kanavasta passage (jotkut linjat voivat näyttää 5-kertainen laajeneminen, kun taas toiset 6 tai 4-kertainen laajeneminen), mutta yhdenmukaisia erityisesti linja.

kyky loputtomiin sarjatuotantona -jaettuja NSCs [23] ja se, että suurin osa soluista kuolee tai lopettaa lisääntyvissä jokaisen passage, osoittaa, että väestö on ylläpidettävä pitkän aikavälin lisääntyvien solujen (t) (määritelmän mukaan solu kantasolujen ominaisuuksia). Me sisältöä että taajuus pitkäaikaisen lisääntyvien (LTP) soluja (aka NSCs) näkyy nopeus, jolla väestö laajenee (eli kertaiseksi kanavasta kanavaan) ja tämä heijastuu kaltevuus kasvukäyrän. Jotta ymmärtää, miten itseuudistuvien symmetrinen jako LTP solujen vaikuttaa kasvukäyrän, harkitse seuraavia ajatuskokeen (kuva 1).

(a): Numeerinen simulointi kantasolujen /esisolujen kasvua. Kuten määrä kantasoluja (eli LTP-solut) generoidaan kloonaamalla saatu alalla kasvaa, koko kansi laajeneminen ja kaltevuus kasvukäyrän ovat kasvoi. (B): Jos numerot varren (LTP) solujen pallo pidetään vakiona, ja kokonaismäärä solujen pallo on kaksinkertaistunut (ii) tai nelinkertaiseksi (iii), ei ole kansi laajennus eikä kaltevuus kasvukäyrän muutetaan kuitenkin käyrä on koholla. LTP, pitkäaikainen jakautuvat solut; STP, lyhyen aikavälin jakautuvat solut; ND, ei-jakautuvat solut.

(kuva 1 a) Jos kyseessä on LTP solu, joka tuottaa alalla 1000 solua ilman ennalta symmetrisen solunjakautuminen tuloksena pallo sisältää vain yhden LTP solu. Kun myöhemmin passage, kaikki solut uudelleen kuolla tai ei osallistu kulttuuriin laajennus paitsi yhden LTP solu, joka selviää, jakaa, ja muodostaa uutta kipinää. Jatkamme kulkua tällä alalla (tai solupopulaatio) tällä tavoin olisimme tarkkailla 1-kertainen laajennus, joka edustaa tasainen kasvu käyrä kuten kuvassa 1a (i).

Nyt pitää että yksi LTP solun käsitellään jollakin itseuudistuvien symmetrinen solunjakautumista koska se luo alalla 1000 solua. Tällöin alalla olisi 2 LTP soluja. Kun myöhemmin kulkua, 998 ja solut kuolevat ja kummankin LTP solut synnyttävät alalla 1000 solua. Tämä kaksinkertaistaminen pallojen kokonaismäärä (ja siten solujen) jatkuisi, jolloin kasvukäyrä, joka näyttää kuvassa 1a (ii).

Lopuksi, jos katsomme, että LTP solu käy läpi 3 symmetrinen alueet aiheuttavat 4 LTP-soluja ja 996 ei-LTP-solut, se tuottaa 4-kertainen laajennus kunkin kanavan ja kasvukäyrä, joka ilmaistaan ​​kuviossa 1a (iii).

(kuva 1b ) Jos nyt pitää määrää LTP solujen alalla vakio (esimerkiksi 4) sekä jokaisen iteraation muuttaa koko solua kohti muodostetaan alalla 1000 (i) 2000 (ii) 4000 (iii), huomaamme, että korkeus kasvukäyrän vaikuttaa, mutta ei sen kaltevuus (näkemää muuttumattomana kertaiseksi laajennus). Tämä osoittaa, että solujen kokonaismäärän syntyy ei vaikuttaa funktion, mutta ei kaltevuus kasvukäyrän.

Näin ollen, solu-kertainen laajennus, jota edustaa kulmakerroin kasvukäyrän kuvastaa nopeutta, jolla LTP soluja laajentaa. Koska LTP solun laajeneminen on suora osoitus numerot itseuudistuvien symmetrinen solunjakautuminen tästä seuraa, että kansi laajentuminen tai rinne voidaan käyttää ennustamaan LTP (tai kara) solu itseuudistuvien symmetrinen jako.

matemaattiset mallit

oletukset.

Tässä ehdotamme matemaattisen mallin, joka mahdollistaa yhden määrällisesti itseuudistuvien symmetrinen kantasolujen jako kudosviljelmässä.

murtaa luokan kaikkien mahdollisten solujen kahteen ryhmään (i) jakamalla solut ja (ii) ei-erottavan (ND) soluja. Esimerkkejä ND solut ovat soluja, jotka ovat täysin eriyttää tai soluja, jotka ovat kuolleet. Olemme edelleen murtaa luokan jakautuvien solujen kahteen alatyyppiin, pitkäaikainen lisääntyvien (LTP) solut ja lyhytaikaiset lisääntyvien (STP) soluja. Elinikä LTP solujen määritellään olevan ääretön, ja yhteydessä kokeellinen asetus tarkoittaa, että käyttöikä on pidempi kuin kokeen. Tuotteet, kun LTP solunjakautumisen oletetaan olevan joko kaksi LTP solua (symmetrinen itseuudistuvien jako) tai LTP solu ja STP solu (epäsymmetrinen solunjakautumisen). Oletamme LTP solun erilaistumiseen symmetrinen jako korko (LTP → STP + STP) on nolla alkuperäisessä kasvuolosuhteiden määritystä. Lisäksi oletamme, että kokeen aikana aika selviytymisen ja uudistuva ominaisuuksia LTP solujen on selvä ja vakaa (määritelty vakaan tilan kuten alla käsitellään).

elinikä STP solujen määritetään olevan rajallinen, mikä yhteydessä kokeellinen asetus tarkoittaa, että käyttöikä on huomattavasti lyhyempi kuin kokeessa. Tuotteet, kun STP solunjakautumisen oletetaan olevan binary yhdistelmä STP solujen ja ND soluja. On korostettava, että tämä nimenomaan suljetaan STP solunjakautumisen, aiheuttamasta LTP solu. Lisäksi oletamme, että jakautuva solu, kun se asetetaan oikeaan ympäristöön, käy läpi sen solukierron ja lopulta jakaa, tavalla, joka on riippumaton muista läsnä olevista soluista. Tuotteet on solunjakautumisen tarttuu ja solusyklin jatkuu kaikille jakautuvia soluja. Sen jälkeen, kun aika, klusterin solujen, jäljempänä pallo, on kehittynyt. Mikä tärkeintä, nämä oletukset tarkoita, että pallo on peräisin STP solu sisältää STP soluja ja ND soluja, kun taas pallo peräisin LTP solu sisältää LTP soluja, STP solut ja ND soluja.

viemällä neuropalloja väistämättä dissosiaatiota pallojen osaksi yksittäisiä aineosia (eli solujen). Pieni osa näistä osatekijän sitten solut satunnaisesti näytteitä ja ympättiin uuteen pulloon, joka sisälsi ympäristön salliva solun jakautumisen (kuvio 1). Tässä oletetaan, että LTP-solut ovat kantasoluja kaltaisia ​​soluja, kun taas STP solut ovat rajoitetumpaa esisolut. Näin ollen pitkän aikavälin laajentaminen väestön riippuu suoraan laajentamiseen LTP eikä STP soluja. Olemme aiemmin osoittaneet, että 95% pallojen NSA ei ole mahdollista siirtää enemmän kuin 4 tai 6 kertaa viittaa suurin pallojen ovat peräisin STP-soluja, ja että LTP-soluilla on suurempi proliferatiivinen potentiaali [20], [21]. Siksi määritellä tarkasti solupopulaatio sisältävän varren kaltainen (eli LTP) solujen yleinen aika-kokeen tarvitsee span yli 4-6 kohtia.

suora mallintaminen neuropallon Assay.

muutaman aluksi kohtia (vastaa ”toipumisaika”, jos alkaa juuri leikellään ensisijainen kudosta), dissosioiva, pinnoitus, ja kasvava palloina eräviljelmänä tulee yhdenmukaiset prosessi saavuttaa vakaa valtio joka heijastaa monimutkainen tasapaino solun selviytymisen, kuolema, lisääntymistä ja erilaistumista. Eli ensimmäinen määrä soluja ympätään (esim 2,5 × 10

5), jotka tuottavat aloilla ja tuottavat yhteensä solumäärän varten pulloon (esim 1 x 10

6), josta osa korjataan (esim 25% otetaan) ja käytetään siemeniin toinen pullo kulkua. Mitattavissa määrät ovat solumäärä alussa kulkua,

t

i

, ja solumäärä lopussa matkan,

t

f

. Taitteen laajennus,

F

, lasketaan

Kun sopeutumisajan solujen viljelyolosuhteet, kun koe on solminut vakaassa tilassa, F on vakio rajoissa kokeellisen virhe. Jos tila on vakaa, se on myös totta, että alkuperäinen määrä LTP, STP ja ND solut ovat samat kaikille kulkua. Samoin lopullinen arvojen täytyy olla samat kaikille kulkua. Lisäksi nämä solutyypit on käynnissä samaa yleistä kertaiseksi laajentamiseen, eli

Koska LTP-solut voidaan luoda vain LTP soluista, ja jokainen LTP solu muodostaa alalla, niin sen on oltava myös totta, että keskimäärin on

F

LTP soluja jokaisessa LTP peräisin alalla. Eli määrä LTP solujen luotu LTP peräisin pallo (määritellään olevan

l

) on antanut,

l = F

.

Sama analyysi ei voida soveltaa STP soluihin koska sekä LTP ja STP solut tuottavat STP soluja. Samoin, sama analyysi ei voida soveltaa ND soluihin. Sinänsä data-analyysi tulee asian mitataan solujen määrä on alussa ja lopussa kunkin passage, jakamalla kahdella tarjota kertainen laajeneminen, niin keskiarvo kertaiseksi laajennukset kohtia vakaassa tilassa. Määritelmän mukaan tämä keskiarvo on sama määrä LTP (ts NSCs) soluista LTP-johdettu alalla. Tästä syystä menetelmän tulisi tarkasti taajuus kantasolujen kaltaisia ​​soluja kantasolujen kaltaisia ​​soluista saatu aloilla.

LTP itseuudistuvien symmetrinen jako korko.

Pienin aikayksikkö edellä olevassa mallissa on yksi ainoa kanava. Nyt johtamiseksi malli sisäisten passage LTP solujen määrä. Kuten aiemmin on huomattu, LTP solunjakautumisen on kaksi mahdollista lopputulosta (i)

itseuudistuvien

symmetrinen jako (LTP → LTP + LTP) tai (ii) epäsymmetrisen jako (LTP → LTP + STP). Merkitään todennäköisyys ensimmäisen toteutumaan

p

ll

ja toinen toteutumaan

p

ls

. Koska ei ole muita mahdollisia tuloksia, summa näiden kahden todennäköisyyden on oltava yhtenäisyyttä. Olkoon solusyklin aikaan LTP soluja voidaan merkitään

c

l

. Todennäköisyys symmetrinen solunjakautumisen aikayksikköä kohti on siis

p

ll Twitter /

c

l

. Tämä voidaan myös tulkita nopeus LTP solun symmetrinen jako ja me kuvaamaan sen

K

ll

. Koska vain LTP solut tuottavat LTP solujen kasvuvauhti LTP solujen määrä on verrannollinen nykyisen kokonaismäärät LTP soluja. Olisi myös huomattava, että epäsymmetrinen jako ei muutu koko LTP solujen määrä. Kasvuvauhti LTP solujen määrä voidaan siten ilmaista

Tämä lauseke voidaan ratkaista ilmaista absoluuttinen määrä LTP soluja kerrallaan

t

,

nyt voidaan rinnastaa tämän mallin kanssa edellä suora malli. Jotta kulku alkaen t = 0 ja viimeistely t =

t

f

,

järjestäminen tällä ilmaisulla saadaan laskentamenetelmä määrä LTP solun symmetrinen jako

eli nopeus LTP solun itseuudistuvien symmetrinen jako voidaan laskea ottamalla luonnollinen logaritmi taitteen laajeneminen ja jakamalla kulkua ajan. Siksi muutokset kertaiseksi laajentamiseen (kulmakerroin kasvukäyrän) heijastavat muutoksia LTP (eli varsi) solun taajuuden vaihtelut niiden itseuudistuvien symmetrinen solunjakautumisen nopeudella.

Mallin validointi käyttäen Neural Colony Forming Cell määritys (N-CFCA) B

Samanlainen NSCs (LTP-solut), kantaisä (STP) soluja on kyky lisääntyä ja tuottaa jälkeläisiä, jotka voidaan eriyttää toiminnallisiksi soluihin. Toisin kuin kantasolut, esisolut on rajoitetumpi leviämisen mahdollisia ylitöitä. Hiljattain kehitetty hermostoputken pesäkkeitä muodostavien solujen määrityksessä (N-CFCA) hyödyntää näitä eroja proliferatiivinen kyky, jonka avulla yksi erottamaan NSCs alkaen vanhempaini koon perusteella pesäkkeiden ne tuottavat kun siirretään kulttuuri [21]. Yhdenmukainen olettaen, että esisolujen osoittavat rajallinen proliferatiivisen kapasiteetin verrattuna kantasoluja, ja että koko (halkaisija) siirtomaa voidaan käyttää erottamaan sen perustaja solutyyppi, osoitimme, että suuria pesäkkeitä ( 2 mm) on suurempi proliferaatiopotentiaali ja näytteille kaikki keskeiset solukkoviljely kantasolujen ominaisuuksia (laaja itseuudistumisen, sukupolven suuri määrä jälkeläisiä ja monilinjainen erilaistuminen potentiaali) verrattuna pienempiin pesäkkeitä (joissa ei ole näitä kantasolujen kriteerit). Siksi N-Kalastuksenvalvontaviraston tarjoaa menetelmän luetella hermostoputken kantasoluja taajuus [21].

Tukeakseen matemaattinen mallintaminen NSA biologisia kokeita olemme verranneet viljelemällä ja laajentaminen alkion ja aikuisen hiiren NSCs vuonna olosuhteissa, joiden seurauksena eri kasvu (eli eri kertainen laajeneminen mikä eri kantasoluja itseuudistuvien symmetrinen jako rate). Vaikka NSA malli ei salli meidän tarkasti mitata määriä kantasoluja (johtuu ainoastaan ​​siitä, että emme tiedä, kuinka monta kantasoluja aloitimme), se voitaisiin verrata ryhmien kantojen kantasolujen laajeneminen, joka heijastaa taajuus symmetrisen kantasolujen jako. Tässä tapauksessa vertasimme solu kertainen laajeneminen seuraavista edellytyksistä (taulukko 1): (Ryhmä 1) Sikiön E14 NSC kulttuureissa vs. ikäinen aikuinen (20 kuukautta) NSC kulttuureissa (ryhmä 2) Sikiön E14 NSC kulttuureissa mitogeeni EGF vs . EGF: n käyttö + bFGF, (ryhmä 3) Aikuisten NSC kulttuureissa mitogeeni EGF vs. EGF: n käyttö + PAF. Näistä toimenpiteistä tehokkaan kantasolu symmetrinen jako korko (K

ll

) johdettiin (taulukko 1). Sikiön kantasoluja viljellään sekä kasvutekijöiden näytteillä 7,16-kertaisesti lisääntynyt kasvuvauhtimme verrattuna 24-kuukautta vanha kantasoluja viljeltiin EGF yksin (ryhmä 1) ja 1,33-kertainen ero verrattuna sikiön viljelmät altistettiin EGF yksin (ryhmä 2 ). Ryhmä 3 näytetään 1,57-kertainen ero kaksi ehtoa. Nämä eroja ryhmien määrä kantasoluja laajennettu oli korreloi absoluuttinen määrä kantasoluja mitattiin käyttäen N-kalastuksenvalvontavirasto (Fig. 2), ja vertailun tulokset on esitetty taulukossa 2. Testaa olettaen, että molemmat menetelmät olivat samanlaiset vertasimme ero niiden lähtö nollaan käyttäen Studentin t-testiä. P-arvo tilastollinen testi oli 0,28 osoittaisi, että nämä määritykset ennustaa samanlaisen muutoksen suhde hermo kantasolujen määrä tai taittaa laajennus (aka itseuudistuvien symmetrinen jako rate), validointi tämä matemaattinen tulkinta NSA.

Solut kustakin ryhmästä viljeltiin N-CFCA. Käyrät vertailla kussakin ryhmässä, määrä suuria pesäkkeitä, yli 2 mm halkaisijaltaan (ainoa kokoluokassa näytteille kaikki keskeiset solukkoviljely kantasolujen ominaisuuksia) saatiin 21 vuorokauden kuluttua

in vitro

. * P = 0.039, ** p = 5,38 x 10

-11, n = 15, t-testi, 2 hännät.

soveltaminen mallin

sitten käyttivät mallia menetelmiä tutkimiseen somaattisten kantasolujen itseuudistuvien symmetrinen jako mekanismi. Käyttämällä N-Kalastuksenvalvontaviraston, me aikaisemmin osoittaneet, että kasvuhormoni reseptorin knock out (GHR – /-) hiirillä osoittivat merkittävästi vähemmän periventrikulaarinen alue kantasoluja verrattuna villityypin eläimiin (23 ± 3 vs. 40 ± 3) [24]. Vastaavasti, viljeltiin NSA, verrattuna villin tyypin hermostoputken kantasoluja, GHR – /- NSCs laajennetaan merkittävästi alhaisempi (2,04 ± 0,2 vs 3,63 ± 0,4, Fig. 3a) [25] korreloi vähentynyt itseuudistuvien symmetrinen division korko (Fig. 3b). Jälleen kerran, molemmat määritykset ennusti samaa suhdelukua kahden populaation (1,74 ja 1,78 N-Kalastuksenvalvontavirasto ja NSA vastaavasti) [24]. Nämä tulokset viittaavat siihen, että kasvuhormoni signalointi säätelee itseuudistumisen somaattisten hermo kantasolujen säätelemällä niiden symmetrinen jako korko. Pluchino ja kollegat kuvattu inhiboiva vaikutus kroonisen tulehduksen kantasolujen itseuudistumista [26]. Tämä tutkimus kertoo, että altistuminen aikuisten subventrikulaarinen vyöhykkeen johdettujen kantasolujen indusoivaa tulehdus Th1 sytokiinien aiheutti merkittävän määrän väheneminen on NSCs mitattuna N-Kalastuksenvalvontavirasto ja että tämä ilmiö oli mukana heikkenemiseen kaltevuus kasvukäyrän [ ,,,0],26]. Nämä tiedot edelleen vahvistaa meidän matemaattinen tulkinta neuropallon määrityksen ja tukee mallia, jossa Th1 sytokiinien alas-säädellä somaattisten aikuisen kantasoluja kasvuvauhtimme kautta symmetrinen solunjakautumisen liittyvää mekanismia.

(a-b) verrattuna villityypin eläimiin , GHR – /- neural kantasolujen näytteillä pienempi laajeneminen (a, ** p = 0,005, n = 7, t-testi, 2 hännät), joka korreloi vähentynyt symmetrinen solunjakautumisen taajuus (b, ** p = 0,003, n = 7, t-testi, 2 hännät). (C-d) Vertailu kasvusta neuropallon määrityksessä kolmen ihmisen GBM näytteet osoittivat selvästi kertaiseksi laajennukset (c) ja rinteiden kasvukäyrä (d). t-testi (2 häntiä) käytettiin vertaamaan kertaiseksi laajentumista linjojen A ja B (*** p = 1,4 × 10

-6, n = 8-9), viivoja A ja C (** p = 1,4 × 10

-5, n = 8-6) ja linjojen B ja C (* p = 0,001, n = 9-6). (E) LTP syöpäsolun symmetrinen jakotaajuuden (K

ll

) oli peräisin kertaiseksi laajentumista havaittiin kussakin kulkua. t-testi (2 häntiä) käytettiin vertaamaan K

ll

linjojen A ja B (*** p = 8,34 x 10

-12, n = 8-9), linjat A ja C (** p = 1,66 x 10

-8, n = 8-6) ja linjojen B ja C (* p = 0,002, n = 9-6). (F) Survival analyysi implantoinnin jälkeen aivojuovioon NOD /SCID-hiirten 200000 solujen kolmesta eri kasvainsolulinjoissa osoitettu käänteinen suhde määrä symmetrinen jako pitkän aikavälin proliferatiivisia syöpäsolun ja taudin etenemistä. Logrank testi, p = 0,0038 vertaamalla A B, p 0,0001 verrattaessa A-C ja B C (g) Kaavio edustaa keskimääräinen selviytymisen jälkeen hGBM kallonsisäistä elinsiirron funktiona korko LTP syöpäsolut tehty symmetrinen jako (K

ll

). Katkoviivat vastaavat 95%: n luottamusväli kaistan fit saadun käyrän epälineaarisen regression avulla (y = 2,323 – 0.2091x + 0.005125x

2). Kerroin R

2 ja p-arvo on myös esitetty.

matematiikka mallia voitaisiin soveltaa myös syövän biologian. Useiden syöpätyyppien, mukaan lukien rinta- ja keskushermoston, sisältävät soluja, joilla kantasolujen kaltaisia ​​solun ominaisuuksia, kuten pitkäaikainen repopuloiva ominaisuus [10], [14], [16], [27]. Syöpä kantasolu hypoteesi toteaa, että kasvaimet hierarkkisesti järjestäytynyt ja ylläpitämä erillinen alapopulaatio pitkäaikaisen repopuloiva syövän kantasoluja kaltaisia ​​soluja, jotka aikaansaavat terapeuttisia vastareaktioita ominaisuuksia. Siksi ymmärtäminen dynaaminen näiden solujen on erittäin kiinnostava ymmärtää syövän biologian ja suunnittelemaan innovatiivisia ja erityisiä hoitoja. Käytimme malli verrata syöpään kantasolujen kaltaisia ​​cell (alias LTP syöpäsolujen) itseuudistuvien symmetrinen jakotaajuuden ja syövän etenemistä useiden aikuisen ihmisen glioblastoma multiforme (hGBM) solulinjoja kasvatettiin neuropallon määritysolosuhteissa [16]. Kolme erilaista hGBM tutkitusta näytteestä (A, B ja C) ja tuotettu laboratoriossamme näytteillä selvä laajennus profiileja (heijastuu eri rinteillä käyrä) ja LTP syöpäsolun symmetrinen jako hinnat (Fig. 3c-e). Orthotopic transplantaatio 200000 solujen hGBM näytteiden A, B ja C aivojuovioon immuunivajavaisissa hiirissä johti kasvaimen muodostumisen ja sen jälkeen eläinten kuolemaan (Fig. 3F). Tärkeää on, että taudin etenemistä oli suoraan ja kääntäen korreloi itseuudistuvien symmetrinen jako nopeus LTP syöpäsoluja. Tämä kävi ilmi vertaamalla tarkoittaa eloonjäämisen Isäntäeläinten istutettu yksi kolmesta hGBM kasvaimen kantasolulinjat LTP syöpäsolun symmetrinen jako määrä (K

ll

) (Fig. 3 g).

lisäksi aivokasvainten olemme käyttäneet mallimme rintasyöpään. Me viljellä ja levittävät

in vitro

kolmessa eri rinta- kasvainsolulinjoja (KPL-1, MCF-7 ja BT-474 nimeltään vastaavasti linja A, B, ja C) käyttämällä samanlaisia ​​käytetyt viljelyolosuhteet NSA. Käytimme seerumittomassa alustassa, joka sisälsi ihmisen epidermaalinen kasvutekijä (rhEGF) ja emäksinen fibroblastikasvutekijä (rhbFGF), joka mahdollistaa rinnan kasvainsolujen kasvua ja muodostavat pallomaisia ​​tarttumattomat mammospheres [11], [19], mitattu kannen laajeneminen rintasyövän ratojen kuudesta kahdeksaan kohtia ja laskea niiden K

ll

(Fig. 4a-b). Meidän matemaattisen mallin mammosphere määrityksen ennustaa nopeudella LTP syöpäsolun symmetrinen jako 0,125 ± 0,011 ja linja A, 0,078 ± 0,005 linjan B ja 0,026 ± 0,003 ja linja C 10

6 solua kunkin rintatuumorista solulinjaa istutettiin ihon alle heikentyneen vastustuskyvyn hiirillä ja muodostivat kasvaimia eri nopeudella (Fig. 4c). Samanlainen aivokasvain kokeita, solulinjat osoittavat parempaa LTP syöpäsolun symmetrinen jako korko johti nopeammin kasvaimen etenemistä yhdistettynä huonompi selviytyminen kuten on osoitettu kaaviossa verrataan K

ll

keskimääräiseen eloonjäämisen siirretyn eläinten (Fig. 4c-d).

(a-b) Kolme rintasyövän solulinjat viljeltiin mammosphere määrityksessä. Näissä olosuhteissa 3 solulinjat näytetään eri kasvuvauhtimme ja LTP solujen symmetrinen jako taajuus. ** P 1 x 10

-5, t-testi, 2 hännät, n = 36-48. (C) Kasvaimen kasvua seurattiin ylitöitä välillä 3 ryhmää, joista eloonjääminen analyysi suoritettiin ja piirretään prosentteina eläimiä, jotka eivät ole saavuttamaan maksimaalinen kasvaimen kokoa (520 mm

3), kuten ajan funktiona. Logrank testi, p 0,0001 verrataan kolmen populaation toisiinsa, n = 10 (d) Kuten hGBM, kasvaimen etenemistä rintasyövän jälkeen solujen s.c. elinsiirrot oli suoraan ja korreloi käänteisesti symmetrinen jako nopeus LTP syöpäsolun. Katkoviivat vastaavat 95%: n luottamusväli kaistan fit saadun käyrän epälineaarisen regression avulla (y = 0,1743 – 0.001123x – 0.00002258x

2). Kerroin R

2 ja p-arvo on myös esitetty.

Kaikkiaan nämä tulokset viittaavat siihen, että LTP syöpäsolu itseuudistuvien symmetrinen jako nopeus mitataan

in vitro

käyttäen Sphere Analyysit voivat voidaan ennustaa kasvaimen etenemistä perustuu siihen, että lisääntynyt itseuudistuvien symmetrinen jakolinjat LTP syöpäsolujen tuottaa enemmän kasvain aloittamista soluja johtaen aggressiivisempi kasvain. Nämä tiedot myös arvioitava potentiaalinen sovellus mallimme syövän ja tukea merkitys pahanlaatuisten LTP soluosastoon ajo laajentamiseen kasvain ja vaikuttavat taudin lopputuloksen.

Mallia voidaan myös käyttää tunnistamaan aineet jotka on kohdistettu erityisesti LTP syöpäsolun väestöstä vs. ne, jotka kohdistuvat STP syöpäsolun väestöstä. Aiemmin olimme osoittaneet, että altistuminen viljeltyjen hGBM jotta BMP4 vähentää K

ll

viittaa siihen, että se on kohdistettu LTP syöpäsolun väestöstä (eli syövän kantasolut), joka varmistettiin merkittävä väheneminen