PLoS ONE: CD133 + Anaplastic Kilpirauhasen Syöpäsolut aloittaminen Kasvaimet immuunivajaissa Hiiriä ja säätelee Tyreotropiini
tiivistelmä
Background
Anaplastic kilpirauhassyöpä (ATC) on yksi kaikkein vaarallisin ihmisen syöpäsairauksia. Sen vaikutus alkaa nopeasti ja vastustuskykyä perinteisille terapeuttisia edistää keskimääräinen selviytymisen kuusi kuukautta diagnoosin jälkeen ja tehdä tunnistamista kilpirauhasta syöpään aloittamista solujen yhä tärkeämmäksi.
Menetelmät /Principal Havainnot
Entuudestaan tutkimukset ATC solulinjojen, CD133
+ solut osoittivat kantasolujen kaltaisia piirteitä kuten korkea leviämisen, itseuudistumiseen ja pesäkkeitä muodostavat kyky
in vitro
. Tässä osoitamme, että transplantaation CD133
+ solut, mutta ei CD133
– soluja, osaksi immuunivajaisiin NOD /SCID-hiiriin on riittävä indusoimaan kasvainten kasvua
in vivo
. Myös kuvataan, miten osuus ATC soluja, jotka ovat CD133
+ kasvaa dramaattisesti kolmen kuukauden viljelyn 7%: sta yli 80% kokonaismäärästä. Tämä CD133
+ solu allas voidaan edelleen erottaa virtaussytometrialla kahteen erilliseen populaatiot: CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen. Vaikka molemmat osajoukot pystyvät pitkäaikaisia tuumorigeneesiprosessin nopeasti lisääntyvien CD133
+ /high-solut ovat ylivoimaisesti tehokkain. Ne ilmentävät myös korkeita tasoja kantasoluantigeeni Oct4 ja reseptori kilpirauhasta stimuloiva hormoni, TSHR. Hoitoon ATC solujen TSH aiheuttaa kolminkertaiseksi nousu määrän CD133
+ solujen ja saa aikaan annoksesta riippuvainen säätely ylöspäin ilmentymisen
TSHR
ja
Oct4
vuonna nämä solut. Vielä tärkeämpää on, immunohistokemiallinen analyysi kudosnäytteiden ATC potilaista osoittaa, että CD133 ilmentyy voimakkaasti kasvainsoluihin mutta ei naapurimaiden normaaleja kilpirauhassoluja.
Johtopäätökset /merkitys
Tietääksemme tämä on ensimmäinen raportti osoittaa, että CD133
+ ATC-solut ovat yksin vastuussa kasvaimen kasvua immuunivajaisiin hiirillä. Tuloksemme myös antaa ainutlaatuisen mahdollisuuden tutustua sääntelyn CD133 TSH. Nämä erittäin tuumorigeenistä CD133
+ solujen ja aktivoitujen TSH signalointireitille voi olla hyötyä tavoitteita tuleville ATC hoitoja.
Citation: Friedman S, Lu M, Schultz A, Thomas D, Lin RY (2009) CD133
+ Anaplastic Kilpirauhasen Syöpäsolut aloittaminen Kasvaimet immuunivajaissa Hiiriä ja säätelee Tyreotropiini. PLoS ONE 4 (4): e5395. doi: 10,1371 /journal.pone.0005395
Editor: Bernadette Breant, INSERM, Ranska
vastaanotettu: 30 tammikuu 2009; Hyväksytty: 27 maaliskuu 2009; Julkaistu: 30 huhtikuu 2009
Copyright: © 2009 Friedman 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 osittain tuettu National Institutes of Health Grant R01 DK068057 (RYL). 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
Kilpirauhasen syöpä on yleisin hormonitoimintaa syöpä [1]. Sen esiintyvyys on kasvanut nopeammin kuin mikään muu kiinteä kasvain – noin 3 prosenttia vuodessa 100000 ihmistä vuosittain [2] – ja se on nyt seitsemäs yleisin syöpä naisilla [1]. Yli 90% kilpirauhassyövän ovat peräisin kilpirauhasen follikulaarinen soluista, ovat hyvin eriytetty ja on suotuisa ennuste. Sen sijaan, anaplastinen kilpirauhassyöpä (ATC), erilaistumaton kilpirauhassyöpä, on huomattavasti ankarampi kuin muut kilpirauhassyövän ja on huono ennuste. Yhdeksänkymmentä prosenttia potilaista, joilla ATC kuolee kuuden kuukauden kuluessa. Vaikka ATC muodostaa yli 50% kuolemista liittyy kilpirauhassyöpä vuosittain syitä tämän taudin ovat suurelta osin tuntemattomia. Nykyiset hoidot ATC aggressiivisia – kirurgia, sädehoito ja kemoterapia – mutta ei tutkimus on osoittanut vakuuttavasti parannusta selviytyminen [3], ehkä koska ne eivät ole riittävän kohdistaa syöpää aloittamista soluja. Useimmat syöpähoitojen kohdistaa eriytetty tai erottamaan solut, riippumatta siitä, ovatko ne syöpä. Kuitenkin, jos tauti johtuu syöpä kantasolut (CSCS) [4], [5], tämä voisi olla väärä lähestymistapa. Kuten normaali kantasoluja, CSCS voi sekä itse uudistaa ja tuottaa eriytetty jälkeläisten, kuten fenotyypiltään monipuolinen tuumorisolupopulaatioon ajaa kasvaimien syntyyn. Useat tekijät osoittavat, että CSCS, jotka kestävät hyvin standardin kemoterapeuttiset aineet ja säteily, ylläpitää taudin myöhään vaiheissa maligniteetti. Tähän mennessä CSCS on eristetty perustuu niiden kykyyn ilmaista tietyn solun pinnan molekyylien hematologisia syöpiä ja epiteelin-soluperäisissä syöpien, kuten akuutti myelooinen leukemia (CD34
+ CD38
-CD123
+) [ ,,,0],5], rintasyöpä (CD44
+ CD24
alhainen) [6], aivokasvaimia (CD133
+) [7], paksusuolen syöpä ja melanooma (CD133
+) [8] – [ ,,,0],11].
CD133 (prominin-1) on viiden transmembraanidomeeni glykoproteiini nimenomaan ilmaisi kantoihin hematopoieettisten kantasolujen ja progenitorisolujen sikiön ja aikuisen napanuoraverestä, ääreisverenkierron ja luuytimen [12] – [15 ]. Vaikka sen biologista toimintaa ei tunneta, se toimii myös markkerina kantasolujen erilaisia ei-hematopoieettisten kudosten, mukaan lukien hermo ja gliasolut sikiön aivojen sekä eturauhasen epiteelissä, lihas, munuaiset, maksa ja sarveiskalvon strooman, ja joissakin syöpäkudokset [15] – [24]. Äskettäin Zito
et al
kertoi, että neljän ihmisen ATC solulinjoissa tutkittiin, kaksi – ARO ja KAT-4 – sisältävät alaryhmien CD133
+ soluja, jotka osoittavat kantasolujen kaltaisia ominaisuuksia, kuten nopeaan lisääntymiseen , kyky itsensä uudistaa ja muodostavat pesäkkeitä, ja kestävyys kemoterapian aiheuttaman apoptoosin
in vitro
[25]. Tämän seurauksena nämä populaatiot uskotaan pystyä aloittamaan kasvaimen kasvua, vaikka tämä hypoteesi ei ole vielä validoitu eläinmalleissa.
Täällä arvioida kasvaimia potentiaalit ATC-johdettujen CD133
+ populaatiot
in vivo
. Käytimme fluoresoiva-soluerottelun (FACS) edelleen jakaa CD133
+ solujen kahteen erilliseen jakeet: CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen. Sitten verrataan kykyä CD133
+ /korkea, CD133
+ /alhainen ja CD133
– solujen ympätä ja aiheuttaa ihon alle kasvaimien NOD /SCID-hiiriin. Käytimme kaksi ksenotransplantaatio mallia tutkimuksessamme tutkia mahdollisesti olemassa CSCS ATC: rajoittavan laimennuksen Kudoksensiirtokokeet onko meidän ksenografti järjestelmä oli laadullinen ja pystyvät havaitsemaan yhden kasvaimeen aloittamista solujen ja sarja- ksenograftimallia testata solujen itseuudistumiseen ja sukua valmiuksia. Havaitsimme, että vaikka molemmat CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen solujen tuottaa ihonalainen ksenograftikasvaimissa jotka näyttävät histologian muistuttava primäärikasvaimissa, CD133
+ /korkea solujen aloittaa aikaisemmin ja aggressiivisempia kasvaimen kasvua. Olemme myös havainneet, että kilpirauhasta stimuloivan hormonin (TSH), tärkein säädin kilpirauhasen vajaatoiminta, on tärkeää kasvun CD133
+ väestöstä. Toisin kuin tavalliset kilpirauhassoluja ATC kudosnäytteet olivat selvästi positiivisia CD133. Meidän havainnot yhdessä tunnistaminen kilpirauhasen CSCS ja selittämisessä roolin TSH CD133
+ solujen kasvuun, voi johtaa uusiin diagnostisia markkereita ja hoitomuotoja tämän tuhoisan sairauden.
Tulokset
CD133 ilmentyy ihmisen ATC solulinjoissa muttei papillaarinen kilpirauhassyövän solulinjoissa
Voit selvittää CSC väestö olemassa ATC, tarkastelimme CD133 ilmentyminen paneelin ihmisen kilpirauhassyöpä solulinjoissa. Virtaussytometrinen analyysi osoitti, että CD133 ilmentyy kaksi ATC solulinjoissa, ARO (jossa 7,02% soluista ovat CD133
+) ja FRO (jossa 6,32% soluista ovat CD133
+), mutta ei myöskään kahden hyvin eriytetty papillaarinen kilpirauhassyövän solulinjoissa (NPA ja TPC) (Fig. 1A). Nämä tulokset viittaavat siihen, että CD133 ilmentyminen liittyy yksilöllisesti erilaistumaton ATC. Immunofluoresenssivärjäyksellä vahvistaa ilmentymistä CD133 pinnalla CD133
+, mutta ei CD133
– soluissa (kuvio. 1 B). Lisäksi kaksi CD133 väestö kasvaa eri tavalla kulttuuriin. Kasvaimissa, CD133
+ soluilla pleomorphic jättisolun ytimiä ja näyttävät rakeinen ja tiheää; kaksiulotteisessa kulttuureissa ne muodostavat tiukan pyöreä pesäkkeitä. Sen sijaan, CD133
– solut ovat vailla useimmat näistä ominaisuuksista. Samanlaisia ARO soluihin, ne kasvavat itsenäisesti niin pieni, pyöreä soluviljelytutkimuksista (kuvio 1 B).
(A) virtaussytometrianalyysin CD133 ilmaisun ARO, FRO, NPA ja TPC solulinjoissa. Mustat viivat edustavat positiivista värjäytymistä CD133, harmaa osoittaa isotyyppikontrolleja. (B) Lajittele CD133
+ solut muodostavat tiukka kierros pesäkkeitä kaksiulotteisessa soluviljelmissä, kun taas CD133
– solut kasvavat itsenäisesti pieni pyöreä soluja. Immuunifluoresenssivasta kuvia CD133
+ soluja (ylempi keskimmäinen paneeli; 63-kertainen suurennus) osoittaa CD133 ilmaus kuin
vihreä signaali
solun pinnalla. Sen sijaan, CD133
– soluista puuttuu tämä signaali (alempi keskimmäinen paneeli; 20-kertainen suurennus).
CD133
+ solut ilmentävät korkeita geenien Oct4 ja TSHR
Quantitative reaaliaikainen polymeraasiketjureaktio (qRT-PCR) analyysi osoitti, että CD133
+ ilmentävät noin neljä kertaa niin paljon
Oct-4
samoin CD133
– soluja (kuva. 2A; 1,02 ± 0,25 (keskiarvo ± sem)
versus
0,27 ± 0,10 (keskiarvo ± sem),
P
0,05). Oct4 kuuluu POU perheen transkriptiotekijöiden ja sillä on keskeinen rooli ylläpitoa pluripotenttisuuden ja leviämisen alkion kantasoluja. Ilmentyminen Oct4 vuonna CD133
+ soluja osoittaa, että yhdenmukainen aiemman raportin [25], tämä väestö on kantasolun kaltaisia ominaisuuksia, joita ei jaeta CD133
– soluja. CD133
+ väestö ilmaisee myös noin 13-kertaisesti korkeampaa
TSHR
kuin tekee CD133
– väestö (Fig. 2A; 1,05 ± 0,53 (keskiarvo ± sem)
versus
0,08 ± 0,03 (keskiarvo ± sem),
P
0,01). TSHR on G-proteiini-kytketyn glykoproteiini reseptorin stimuloi normaalien ja syöpäsolujen kilpirauhasen soluja, kun läsnä on TSH. Löytö, että CD133
+ solut ilmentävät merkittävästi korkeampi TSHR merkitsee sitä, että TSH säätelee myös kasvua CD133
+ solut.
(A) qRT-PCR-analyysi osoittaa, että CD133
+ solut ilmentävät korkeampia tasoja
Oct-4
ja
TSHR
kuin tehdä CD133
– soluja. Tulokset on esitetty keskiarvona ja s.e.m. Asteriski:
P
0,05; Kahdella tähdellä:
P
0,01. (B) TSH ylössäätelee ilmentymistä
TSHR
ja
Oct4
ja lisää määrä CD133
+ soluja. Vasen paneeli: ihmisen rekombinantti TSH saa aikaan annoksesta riippuvan säätelyä
TSHR
ja
Oct4
mRNA lajittelemattomina ARO soluissa. Oikea paneeli: määrä CD133
+ solujen kasvaa kolminkertaiseksi vastauksena TSH stimulaatiota.
Tehostettu solujen lisääntymistä ja säätely ylöspäin Oct4 ja TSHR geenit vastauksena TSH signalointi
Kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että TSH-pitoisuudet voivat olla merkki kehittämiseksi kilpirauhassyövän [26] – [30]. Erityisesti useimmat kilpirauhassyöpä potilailla on tavanomaista korkeammalla TSH. Koska CD133
+ solut ilmentävät huomattavasti suuremmat TSHR kuin tehdä CD133
– soluja, tutkimme vaikutus TSH on CD133
+ populaatiot. ARO soluja viljeltiin 0-1000 uU /ml rekombinanttia ihmisen TSH: ssa 48 tuntia osoitti annoksesta riippuva nousu suhteellinen ekspressio sekä
TSHR
ja
Oct4
geenejä (Fig. 2B) . Lukumäärä ARO soluja, jotka ilmentävät CD133 kasvanut noin kolminkertaiseksi vastauksena TSH hoitoon (Fig. 2B). Yhdessä nämä havainnot osoittavat, että TSH indusoi leviämisen CD133
+ populaatiot
in vitro
.
ARO solujen liuotus ihmisen ATC kasvaimiin in vivo
Kehitetään luotettavan mallin ihmisen ATC biologian, loimme neljä ARO ihonalainen vierassiirrännäiset kahdeksan viikon ikäiset naaras NOD /SCID. Hiiret injektoitiin yksisoluiset suspensiot 10
6 ARO solujen kehitetty palpoitavissa kasvaimia muutaman päivän sisällä ja näkyvä kasvaimet 21 päivän kuluessa. Nämä kasvaimet ovat hämmästyttävän samanlaisia kuin ihmisen potilaiden ja niillä juurikaan muistuta alkuperäistä kilpirauhasen follikkelia rakenne (Kuva. 3A). Mikä tärkeintä, huomasimme, että Tuumorigeenisuustutkimuksissa ARO solujen vaihtelee niiden kulkua numero: solut, jotka oli viljelty enää muodostettu suurempia ja aggressiivisempia kasvaimia kun istutetaan NOD /SCID kuin teki solut alemman juoksunumerolla (Fig. 3A). Me spekuloida, että tämä ilmiö johtuu positiivisen valinnan ajan enemmän voimakkaasti lisääntyvien CD133
+ solujen kustannuksella CD133
– soluja. Itse asiassa huomasimme, että kaksi ARO viljelmät, jotka oli siirrostettiin 50 kertaa tai useammin sisälsi suuremman osuuden (~50.1%) ja CD133
+ soluja kuin teki ARO viljelmät alemman kanavan numeroa (~21.9%) (Fig. 3B) . Yhdessä nämä tulokset osoittavat, että ihmisen ARO solulinja sisältää solujen kyky muodostaa uusia kasvaimia NOD /SCID-hiirissä ja että CD133 ekspressiotasot korreloivat positiivisesti kasvaimen muodostumisen. Lisäksi nopea lisääntyminen CD133
+ solujen tuloksia vankka positiivisen valinnan näiden solujen yli ajan alkuperäisestä 7,02% (Fig. 1A) koko väestöstä yli 80% kolmen kuukauden jatkuvan kulttuuri ( kuva 4). Nämä tulokset osoittavat, että pitkäksi kulttuuri voi muuttaa CD133
– hallitseva väestöjen CD133
+ – hallitseva populaatiot.
(A) Kaikki hiiret injektoitiin 10
6 ARO soluja kehitetään kasvaimia 21 päivän kuluessa. Hematoksyliini- eosiini analyysi näistä ksenograftien osoittivat, että ne ovat hämmästyttävän samankaltaisia tuumorisektioiden ihmisen potilaista. Huomaa, että kasvaimet syntyvät korkea-passage ARO solut muodostivat suurempia ja aggressiivisempia kasvaimia ihon alle istutetaan NOD /SCID kuin teki kasvaimet syntyvät matalan passage ARO soluissa. (B) FACS-analyysi osoittavat, että ARO solut korkean jakolukuun (oikea paneeli, siirrostusjärjestysluku 50) sisältää suuremman osuuden CD133
+ soluja kuin tehdä ARO solujen varhainen numeron (vasen ruutu, passage määrä 10) .
(EN) CD133
+ väestö voidaan erottaa edelleen CD133
+ /korkea ja CD33
+ /heikkoihin FACS. (B) puhtaus Kunkin järjestetty fraktion vahvistettiin FACS-analyysillä. (C) ARO soluproleferaatiomäärityksessä (vasen paneeli). Soluproliferaatiomäärityksiä osoittavat, että CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen solut lisääntyvät nopeammin kuin CD133
– soluja kulttuuri päivää neljän ja kahdeksan (oikea paneeli). (D) qRT-PCR-analyysi. Tulokset on esitetty keskiarvona ja s.e.m. Asterisk,
P
0,05.
CD133
+ /high-solut ilmentävät korkeampaa TSHR ja Oct4 geenejä kuin tehdä CD133
+ /alhainen ja CD133
– soluja
CD133
+ solu allas voidaan edelleen erottaa FACS kahteen erilliseen eläinryhmät: CD133
+ /korkea ja CD133
+ /matala (Fig. 4A). Yhdessä erittäin kuljetettiin kulttuurin ARO soluja, noin 80% soluista oli CD133
+ /alhainen, 16% oli CD133
+ /korkea, ja 4% oli CD133
– (Fig. 4A). Me vahvisti jakeiden puhtauden lajittelun jälkeen (Kuva. 4B) ja suoritettiin soluproliferaatiomäärityksissä onko olemassa mitään eroja leviämisen hinnat näiden osapopulaatioiden. Kuten odotettua, CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen osapopulaatioiden lisääntyvät nopeammin kuin CD133
– alaryhmässä
in vitro
(Fig. 4C). qRT-PCR-analyysi paljasti lisäksi, että CD133
+ /korkea subpopulaatio ilmaisee korkeimman
Oct4
ja
TSHR
, kun taas CD133
– ilmentävät alhaisin näistä geenit (Fig. 4D). Olemme myös arvioitiin ilmentymisen
CXCR4
, reseptori stroomasolujen peräisin oleva tekijä-1 CXCL2 kemokiini, joka on ilmaistu erilaisia kiinteitä kasvaimia, mukaan lukien ATC [31], [32]. Huomasimme, että ekspressiotasot ole
CXCR4
eikä endodermissä merkki
Foxa2
huomattavia eroja kolmen alapopulaatiot (Fig. 4D).
CD133
+ /korkea-solut ovat erittäin tuumorigeenisia in vivo
Voit testata hypoteesia, että vain pieni alapopulaatio erittäin proliferatiivisen ARO soluja vastaa kasvainten muodostumista, olemme istutetut ryhmät NOD /SCID lukumäärän kasvaessa CD133
+ /korkea, CD133
+ /alhainen ja CD133
– soluja – peräisin määrä yleensä pysty käynnistämään kasvaimen kasvua (~1,000 solut) määrää, jonka käynnistää aina kasvaimen kasvua (~100,000 solut). Kuten taulukosta 1, injektio 100000 10000 CD133
+ /korkea solujen aiheutti näkyviä kasvaimia kaikissa hiirissä (4/4) neljän viikon kuluessa ja 1 2 injektoidut hiiret 1,000 CD133
+ /high solut kehitti kasvaimen. Sen sijaan, vaikka injektio 100000 CD133
+ /alhainen solujen myös synnytti uusia kasvaimia (4/4), vain 1 ulos 4 hiirille kehittyi kasvaimen injektion jälkeen 10000 CD133
+ /low-solut, ja ei havaittu kasvaimia, kun hiiriin injektoitiin 1,000 CD133
+ /alhainen soluja. Ei havaittu kasvaimia hiirissä injektoitiin tahansa määrän CD133
– soluja. Erityisesti ihonalainen kasvaimia johdettu injektion CD133
+ /korkea ARO solut kasvoivat nopeammin NOD /SCID-hiirissä kuin teki kasvaimia peräisin CD133
+ /alhainen solujen: hiiret injektoitiin 100000 CD133
+ /korkea solut kehitettiin 250 mm
3 kasvaimia 16 päivää ja 1000 mm
3 kasvaimia 35 päivän sisällä taas hiiriin ruiskutettiin 100000 CD133
+ /alhainen solujen vaaditaan 35 päivää kehittää 250 mm
3 kasvaimia ja 45 päivää kehittää 1000 mm
3 kasvaimia (tuloksia ei ole esitetty). Nämä havainnot viittaavat siihen, että vaikka molemmat CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen solut voidaan aloittaa kasvaimia, CD133
+ /korkea solujen aloittaa kasvaimen kasvua tehokkaammin ja kasvavat nopeammin kuin CD133
+ /alhainen soluja.
Pitkäaikainen Tuumorigeenisuustutkimuksissa CD133
+ /korkea ja CD33
+ /alhainen solujen NOD /SCID-hiiriin
solut primaarikasvaimista peräisin injektion CD133
+ /korkea ja CD133
+ /low-solut sarjana istutetaan NOD /SCID-hiiriin määrittää pitkän aikavälin Tuumorigeenisuustutkimuksissa soluihin. Rajoittava laimennuksen elinsiirron Edellä kuvattujen osoittavat, että koko kasvainten korreloi positiivisesti määrä CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen solujen ruiskutetaan. Kasvaimet johdettu CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen ensisijainen ja toissijainen ksenografteissa toistaa yhdenmukaisesti ensisijainen kasvaimia histologinen tasolla (Fig. 5). Vaikka molemmat osapopulaatioiden paitsi säilyttivät Tuumorigeenisuustutkimuksissa aikana
in vivo
siirrostamalla mutta myös lisääntynyt niiden voimakkuutta, kuten on osoitettu nopeampi kasvu ja koon peräkkäin syntyy kasvaimia, The CD133
+ /korkea solut ovat yleistä aggressiivisempia. Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, paitsi että CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen solut ovat pitkäaikaisia Tuumorigeenisuustutkimuksissa, mutta myös se, että meidän ksenograftimallia järjestelmä määrällisesti ja laadullisesti ssä toistetaan kasvaimen kehittymisen
in vivo
.
(A) CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen osajoukkoja ARO solujen kunkin näytteille pitkäaikaiset Tuumorigeenisuustutkimuksissa. Ihonalainen kasvaimia NOD /SCID-hiiriin johdettu toisiokoestuksella of CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen soluja. (B) hematoksyliini-eosiinilla (H & E) ja CD133 ilmentyminen analysointi hiiren ksenograftien tuotetaan ensimmäisen ja toisen ksenografteissa.
CD133 ilmentyy voimakkaasti kirurgisen näytteitä ihmisen ATC mutta ei normaalissa kilpirauhassolujen
roolin ymmärtämiseksi CD133 ihmisen ATC, on tarpeen tarkistaa, onko CD133 ilmennetään kirurgisissa näytteissä peräisin potilaalla on patologinen ja kliininen diagnoosit ATC. Käytimme immunohistokemiallisella värjäyksellä arvioimaan tasoja CD133 ilmentymisen joukko arkistointia, rutiininomaisesti käsitelty formaliinikiinnitetyt, parafinoidut ATC potilaiden kudosnäytteistä (
n
= 10). Havaitsimme CD133 ilmentyminen 8 10 (80%) ATC yksilöitä. Värjäytymisen intensiteetti vaihteli vahva kohtalaiseen. Edustavia kuvia ATC näytteitä kuvassa. 6. Merkille pantavaa on, CD133 ilmentyy voimakkaasti kasvainsolujen, mutta ei viereisiin normaalia kilpirauhasen follikulaarinen solut (Fig. 6). Vasta-aineen spesifisyyden osoitettiin kautta peptidin esto. Yhdessä nämä tiedot osoittavat, että CD133 yliekspressoituu ATC kliinisissä näytteissä suhteessa normaalin kilpirauhasen kudoksiin.
(A-D) immunohistokemiallinen analyysi CD133 ilmentymisen ATC yksilöitä. Positiiviset solut ovat ruskeita. Huomaa, että normaali kilpirauhasen solut eivät ilmennä CD133 (nuoli). Valokuva oikealla alhaalla on CD133-vasta-aine plus peptidi kilpailu värjäystä.
Keskustelu
ATC on yksi kaikkein vaarallisin kaikista ihmisen kasvaimet. Se kestää hyvin perinteisiin hoitoihin ja sen kuolleisuus lähestyy 100%. Suhteellinen harvinaisuus ja nopeasti kuolemaan johtava luonne ATC hankaloittaa sekä sen diagnosointiin ja hoitoon. Esillä oleva tutkimus osoittaa ensimmäistä kertaa, että vain alapopulaatio ATC-solujen pystyy muodostamaan kasvaimia NOD /SCID-hiiriin. Me tunnistaa ja eristää nämä solut perustuu ilmentymistä solun pinnalla CSC markkeri, CD133, ihmisen ATC solulinjassa ARO. Tuloksemme osoittavat, että niinkin vähän kuin 1,000 CD133
+ /korkea solujen ja 10000 CD133
+ /low-solut voivat muodostaa kasvaimia NOD /SCID-hiiriin. Sitä vastoin hiirillä ruiskutetaan CD133
– soluja lainkaan tuumoria koko tutkimuksen ajan. Nämä tiedot osoittavat, että tuumorigeenisiä ja ei-tuumorigeeniset solut rinnakkain sisällä ATC, ja sitä, että kaikki kasvainsolut pystyvät aloittamaan neoplastista kasvua. Pikemminkin, anaplastinen kasvaimet syntyvät pienessä määrässä CSC soluja, jotka voivat itse uudistaa ja erilaistua koko kasvain väestöstä. Meidän
in vivo
tiedot tukevat aikaisemmin tuntemattomia CSC mallina ATC kasvaimien synnyn [33], [34].
Nykyinen lähestymistapa perustuu kahteen hyvin kuvattu ihmisen ATC solulinjoissa: ARO ja FRO . Zito
et al
aiemmin raportoitu, että yli 60% ARO soluista oli CD133
+, ja että FRO solut eivät ilmaista CD133 [25]. Sen sijaan havaitsimme, että noin 7% sekä ARO ja FRO soluja CD133
+ (Fig. 1A). Lisäksi huolimatta siitä, että immunofluoresenssivärjäyksellä meille (Fig. 1 B) ja muut osoittavat selvästi, että CD133 on solun pinnan proteiini, Zito ryhmä on kuvattu CD133 immunovärjäyksen sytoplasman ja apikaalisella – epätyypilliset viiden läpäisevä glykoproteiini [25]. On olemassa useita mahdollisia selityksiä näiden erojen. Ensinnäkin, koska lähteet solulinjat ovat erilaisia, on mahdollista, että ne periytyvät erilaiset ominaisuudet. Esimerkiksi kuvaamme tässä kuinka, kuten monet CSCS, CD133
+ /korkea solut lisääntyvät nopeammin kuin CD133
– soluja (Fig. 3). Yli pitkään jatkuva viljelyn, havaitsimme, että osuus CD133
+ solujen ARO kulttuurin lisääntynyt dramaattisesti 7%: sta 80%. Jos Zito ryhmä tutki varhaisen läpikulun edestakaisin solujen niillä voi olla virheellisesti päätellä, että solut eivät ilmaista CD133. Tuoreessa raportissa Schweppe
et al
ehdottaa myös, että väitetty ATC solulinjat Aro KAT-4 todella peräisin koolonisyöpäsolulinja HT-29 ja eivät ole kilpirauhassyövän alkuperästä [35]. Vaikka ei ole selvää, ovatko käytetyt solulinjat mukaan Zito
et al
oli saastunut, geneettinen analyysi ja DNA-sormenjälkien tutkimukset olisi käytettävä selventää identiteetin näistä solulinjoista. Lopuksi, on välttämätöntä vahvistaa havaintomme tuoreessa ihmisen ATC kirurginen kudosnäytteiden koska solulinjat eivät aina kerrata kaikkia näkökohtia primaarikasvaimia. Kuitenkin harvinaisuus tauti voi tehdä tämä vaikea saavuttaa.
nopea lisääntyminen CD133
+ solut voivat ainakin osittain selittää ATC kohtalokas luonto. Olemassa olevat diagnostiset menetelmät perustuvat useita ominaisuuksia: puute radioaktiivista jodia, suora jatke osaksi pehmytkudosten, ja nopeasti laajentaa kaulan massa (keskimääräinen koko at esitys: 8 cm). Useimmat potilaat kamppailevat hengitysvaikeuksia, kun he ovat diagnosoitu, ja useimmat näistä syövistä ovat jo vaiheessa IV-ne ovat levinneet laajasti kaulan imusolmukkeet ja kaukana elimiin kuten keuhkot ja luu, ja niitä on vaikea kohdistaa ja tappaa jopa leikkaus. Koska on todennäköistä, että nopeasti kasvava luonne ATC ja myöhemmin korkea kuolonuhreja johtuvat erittäin proliferatiivisia ja tuumorigeenisia luonne CD133
+ soluja, on järkevää, että tulevaisuudessa hoitoja olisi suunniteltava kohdistaa CD133
+ populaatiot. Lääkehoitoja kohdentamalla populaatiot ovat todennäköisesti poiketa nykyisestä kemoterapian lennonjohdon potilaille ja voi olla onnistunut sairauden hoidossa.
Immunohistokemiallisten tutkimusten kliinistä ATC yksilöitä osoitti selvästi, että CD133 ilmentyy tuumorisoluissa mutta ei lähialueiden normaali kilpirauhasen soluja. Vielä tärkeämpää on, kasvaimia peräisin CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen ensisijainen ja toissijainen ksenografteissa tarkasti toistettuja ensisijainen kasvaimia histologisen tasolla meidän ksenograftimalleissa (Fig. 5). Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että CD133
+ solut säilyttävät Tuumorigeenisuustutkimuksissa aikana
in vivo
johtamisella ja ovat todellakin CSCS. CSCS itse uudistaa ja uudelleen niiden erityisesti elinjärjestelmien prosessin kautta epäsymmetrinen jako, joka luo yhden uuden kantasolujen ja yksi tytär solu kykenee erilaistumista. He voivat myös jakaa symmetrisesti muodostaa joko kaksi normaalia tytärsoluksi tai kaksi kantasolut riippuen ympäröivän solunulkoisen tekijöistä. Tuloksemme että CD133
+ solut tuottavat uutta tuumorigeenisia CD133
+ solujen lisäksi sekapopulaatioissa ei-tuumorigeenisiä solut tukevat edelleen käsitystä, että ne ovat totta CSCS.
Shmelkov
et al
raportoi äskettäin, että CD133 ei ehkä ole luotettava markkeri paksusuolen CSCS. Käyttämällä siirtogeenisiä hiiriä, jotka ekspressoivat LacZ alla CD133 promoottori, he huomasivat, että CD133 pääpiirteittäin ilmentyy normaaleissa ja syöpä- paksusuolen epiteelin [36]. Lisäksi he ilmoittivat, että vaikka sekä CD133
+ ja CD133
– metastaattinen paksusuolen syövän solut voivat aloittaa kasvaimia NOD /SCID-hiiriin, CD133
+ solut voivat aiheuttaa aggressiivisempia CD133
– soluja aikana metastaattinen siirtyminen [36]. ATC on erilaistumaton kilpirauhasen syöpä, ja sen käyttäytyminen on pitkälti erilainen kuin paksusuolen syöpä. Esimerkiksi, huomasimme, että normaali kilpirauhasen solut eivät ilmennä CD133. Lisäksi molemmat CD133
+ /korkea ja CD133
+ /alhainen osajoukkoja voidaan aloittaa kasvaimen kasvua NOD /SCID-hiiriin, mutta CD133
+ /korkea solujen tuottaa enemmän aggressiivisia kasvaimia kuin CD133
+ /low solut. On epäselvää tutkimuksessamme joka CD133 osajoukot osansa ATC etäpesäkkeitä. Nykyinen ksenograftimallia riippuu ihonalainen transplantaation CD133 soluja NOD /SCID-hiiriin. Tämä sijainti ei ole normaali kapealla kilpirauhasen syöpäsolut eikä se saa uskollisesti kerrata ympäristöä kokemaa syöpäsolujen alkuperäisestä kasvaimesta. Vaikka olemme osoittaneet, että kasvaimia, jotka ovat peräisin joko irtotavarana tai järjestetty ARO solupopulaatiot ovat huomattavan samankaltaisia kuin primaarikasvaimen, on mahdollista, että kilpirauhasen sänky voidaan tukea paremmin kasvua ja erilaistumista kilpirauhasen CSCS. Tässä vaiheessa on vielä tärkeämpää, kun otetaan huomioon, että ATC on paikallisesti aggressiivinen kilpirauhanen kasvain korkea kaukaisia etäpesäkkeitä. Siksi on ratkaisevan tärkeää luoda potilaalle tehdä mallin, jossa kasvainsolut injektoidaan suoraan kilpirauhasessa [37].
Huomasimme, että CD133
+ solut edullisesti yli-ilmentävät geenejä, kuten Oct4, että yleensä rikastettu alkion kantasoluja. Meidän edellinen RT-PCR geeniekspressioprofiilien mukaan ATC solulinjat ilmentävät alkion kantasolujen merkkiaineita Rex1, Oct4 ja Nanog. Ilmaisu useita endodermaalinen markkereita, mukaan lukien Sox17, Foxa2 ja Sox 7, on myös havaittu (tuloksia ei ole esitetty). Vaikka nämä syöpäsolulinjoissa myös ilmaista TSHR ja kilpirauhasen transkriptiotekijä Pax8, muita markkereita terminaalisesti erilaistuneita kilpirauhasen soluja, kuten natrium-jodidia symporter ja tyroglobuliinin, eivät ilmenny näissä solulinjoissa (Friedman ja Lin, julkaisemattomia havaintoja). Nämä tulokset ovat yhtäpitäviä ilmoittamien Zito
et al
jotka havaitsivat, että ARO /CD133
+ ilmentävät thyroblast erityisiä transkriptiotekijä TTF-1 ja Oct4, mutta ei tyroglobuliiniin thyroperoxidase tai natrium- jodi symporter [25]. Yhdessä nämä tulokset osoittavat, että ATC-solut eivät ainoastaan alkaneet lisääntyä hallitsemattomasti, kiinteistön yhteinen kaikille syöpäsoluja, mutta myös, että ne menettävät ominaisuudet eriytetty kilpirauhassoluja. Tuloksemme osoittavat aiemmin tuntemattoman yhteyden geenien liittyy alkion kantasoluihin ja kilpirauhassolut ja tukevat mahdollisuutta, että nämä geenit edistävät CSC kaltainen fenotyypit näytteillä monia kasvaimia. Nämä havainnot viittaavat siihen, että säätelyverkkoja ohjaa toimintaa kilpirauhasen solut voivat myös olla aktiivisia ATC. Meidän löytö että TSH voi säädellä lisääntymistä ja kasvua CD133
+ solut voivat olla merkittäviä vaikutuksia. Kliinisesti, suurimman vaikutuksen kilpirauhassyövän esiintyy potilailla, joilla poikkeuksellisen kohonnut TSH. Huomasimme, että CD133
+ solut yli-ilmentävät TSHR geeni. Lisäksi tämä ilmaus säätää positiivisesti TSH, mikä itsesäätelydomeenin palautemekanismi (Fig. 7). On tärkeää tutkia tarkemmin, miten TSH vaikuttaa leviämisen CD133
+ solujen ja sitä kautta muiden CSCS. Rooli Oct4 aktivointi syövän selviytymisen ja geenejä ja proteiineja, jotka helpottavat itse uusimisen CD133
+ myös oikeuttaa tutkimuksessa.
TSH, kilpirauhasta stimuloiva hormoni, TSHR, reseptorin kilpirauhasta stimuloiva hormoni, punainen ympyrä, CD133
+ /korkea soluja, sininen ympyrä, CD133
+ /alhainen solujen, keltainen ympyrä, CD133
– soluja.
Yhteenvetona meidän tunnistaminen näistä tuumorigeenistä ATC-soluissa on kriittinen ensimmäinen askel ymmärtämään, miten TSH signalointi kasvu vaikuttaa CD133
+ soluja ja kehittämään tehokkaampia hoitoja ATC. Diagnoosi ATC varassa monimutkainen paneelin patologisten parametrit ja käyttö CD133 uutena markkerin tunnistamiseksi ATC-syöpä-aloittamiseksi solut voivat olla luotettavampi tapa tunnistaa ja seurata syövän etenemisessä. Nämä havainnot tulisi stimuloida lisätutkimuksia onko määrällisesti tai laadullisesti eroja CD133 ilmentyminen ATC on ennusteen arvioinnissa.