Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tiedetään, että altistaa solulinjat

in vitro

kohteeseen parabolinen lennot muuttaa heidän geenien ilmentyminen ja proteiinin tuotanto malleja. Parabolinen lennot ja avaruuslentojen yleensä liittyy ohimeneviä hypergravity ja tärinää, joka voi vaikuttaa soluihin ja siksi on harkittava myös. Arvioida mahdollisia vaikutuksia ohimeneviä hypergravity ja tärinän, tutkimme vaikutuksia näiden voimien erikseen käyttämällä siihen maahan sijoitetuilla laitteilla. Olemme sijoitettu follikulaarinen kilpirauhasen ML-1 ja CGTH W-1 syöpäsolujen tietyllä sentrifugia (musiikki Multi Sample hautomoyritys Sentrifugoidaan; SAHC lyhyt leuka Human Sentrifugoi) jäljittelee hypergravity työvaiheita, jotka tapahtuvat aikana yhden (P1) ja 31 parabolas (P31) satelliittiantennin lennot, vastaavasti. On Vibraplex laite samoja solulinjoja käsiteltiin värähtelyaallot vastaavat niitä, jotka tapahtua koko parabolinen lento kestää kaksi tuntia. Erilaisten käsittelyjen jälkeen solut kerättiin ja analysoitiin kvantitatiivisen reaaliaikaisen PCR keskittyen geenien muodostamisessa (

ACTB

,

MYO9

,

TUBB

,

VIM

,

TLN1

, ja

ITGB1

) ja moduloidaan (

EZR

,

RDX

, ja

MSN

) solun tukirangan, sekä ne, jotka koodaavat kasvutekijöitä (

EGF

,

CTGF

,

IL6

, ja

IL8

) tai proteiinikinaasien (

PRKAA1

ja

PRKCA

). Analyysi paljasti muutoksia useiden geenien molemmissa solulinjoissa; kuitenkin vähemmän geenejä vaikutti ML-1 kuin CGTH W-1-soluissa. Mielenkiintoista,

IL6

oli ainoa, jonka ilmentymisen muutettiin molemmissa solulinjoissa kunkin hoito, kun taas

PKCA

transkriptio pysyi ennallaan kaikissa kokeissa. Olemme päätellä, että PKCa riippumaton mekanismi

IL6

geeniaktivaatioon on hyvin herkkä fyysisten voimien kilpirauhasen soluilla

in vitro

yksittäiskerroksina.

Citation: Ma X, Wehland M, Aleshcheva G, Hauslage J, Wasser K, Hemmersbach R, et ai. (2013) interleukiini-6 Expression painovoiman aiheuttamasta rasituksesta Tärinä ja Hypergravity vuonna follikulaarinen kilpirauhasen syöpäsoluja. PLoS ONE 8 (7): e68140. doi: 10,1371 /journal.pone.0068140

Editor: Gayle E. Woloschak, Northwestern University Feinberg School of Medicine, Yhdysvallat

vastaanotettu: 15 huhtikuu 2013; Hyväksytty: 25 toukokuu 2013; Julkaistu: 02 heinäkuu 2013

Copyright: © 2013 Ma 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 tutkimus tukivat Saksan avaruusjärjestön DLR (BMWi myöntää 50WB1124), sekä Euroopan avaruusjärjestön (ESA avustus CORA-GBF-2010-203 kanssa sopimuksen numero 4000102119) ja Aarhus University, Denmark. 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

In vivo

kasvaimet käsittävät neoplastisten solujen, ei-pahanlaatuisten stroomasolujen, ja muuttavien hematopoieettisten solujen [1]. Eri kasvaimet hallitsevat fenotyypiltään ja toiminnallisesti heterogeeninen syöpäsoluja, jotka ohjaavat monimutkaiset vuorovaikutukset solutyyppien ja säätelevät kasvaimen kasvua, eteneminen, etäpesäke, ja angiogeneesi [2]. Näin ollen, neoplastiset tai syöpäsolut ovat pääainesosa pahanlaatuisia kasvaimia. Niiden analyysi voi osoittaa mahdolliset tavat pahanlaatuisen kasvaimen kehitystä ja hoitoa.

keskittyneet follikulaarinen kilpirauhasen karsinoomat, jotka ovat pahanlaatuisia kasvaimia jotka ilmentävät follikulaarinen kuvioita. Yleensä ne ovat koteloitu [3] – [5].

In vivo

, neoplastiset solut ajo etenemistä syöpä ovat epiteelisolujen eri vaiheissa erilaistamattomuuden. Neoplastisia kilpirauhasen follikulaarinen syöpäsolut edustaa linjat ML-1, FTC-133 ja CGTH-W1 tätä tutkimusta varten [5] – [7]. Viime vuosina, kilpirauhasen syöpä solujen on osoitettu vaikuttavan inkuboitiin Random Positioning Machine (RPM) tai clinostat, laitteet on kehitetty simuloida mikrogravitaatiota maapallolla [8] – [12]. Löysimme muutoksia kaksi- ja kolmiulotteisen kasvun kilpirauhasen syöpäsoluja viljeltiin RPM, mukana muutoksen pitoisuus erilaisia ​​proteiineja ja ilmaus huomattava määrä geenejä [8] – [12].

RPM on laite simuloi mikrogravitaatiota maapallolla. Tätä tarkoitusta varten näytteitä pyöritetään kaikkiin kolmeen suuntaan sattumanvaraisesti. Vuoden Kokeen suunta vakavuuden vektorin muuttuu jatkuvasti ja sen vaikutuksia voidaan peruuttaa ajan myötä [13]. Muuttuneen käyttäytymisen syöpäsolujen inkuboitiin tällä koneella voi johtua muuttuneen painovoiman (simuloitu mikrogravitaatiota). Tämän todistamiseksi me altistuvat kilpirauhasen syöpäsoluja ja endoteelisolujen lyhyisiin real mikropainovoiman syntyy lentokoneissa aikana parabolinen lennot. Altistuminen todellista mikrogravitaatiota johti samankaltainen, mutta ei identtinen, tuloksia verrataan RPM kokeiluja [14], [15]. Nämä erot voivat johtua siitä, että RPM ei simuloi mikrogravitaatiota meidän valitun solun järjestelmän ja tutkitaan parametrit, tai että mikrogravitaatiota katkaisee hypergravity vaiheita ja mukana tärinää. Aikana parabolinen lento, kukin 31 parabolas yleensä lennetään sisältää 22 s mikrogravitaatiota ja jaksojen 1

g

ja 1,8

g

sekä tärinät moottoria [14], [16].

tutkimiseksi monimutkaisia ​​mekaanisia vaikutuksia, jotka vaikuttavat solujen aikana parabolinen lennon, on tärkeää luonnehtia vaikutus lyhytaikaisten hypergravity ja tärinää soluja ilman altistamalla ne mikrogravitaatiota. Niinpä suoritetaan erillinen hypergravity ja tärinää simulaatiotestaukset, käyttäen menetelmiä, jotka simuloitu kiihtyvyys profiilin yhden tai 31 parabolas, sekä tärinää esiintyy koko lennon. Lisäksi olemme keskittyneet ilmaus sytokiinien IL-6 ja IL-8 sekä proteiinikinaaseiksi.

Methods

Cell Culture

Ihmisen kilpirauhassyöpä solulinjoissa ML-1 [5] ja CGTH-W1 [6] ympättiin T75- cm

2 tai T25 cm

2 viljelypulloihin ja syötetään RPMI 1640-alustassa (Invitrogen, Eggenstein, Saksa), johon oli lisätty 10% naudan sikiön seerumia (Biochrom, Berliini, Saksa), 100 yksikköä penisilliiniä /ml ja 100 ug streptomysiiniä /ml, ja kasvatettiin konfluenssiin asti.

Hypergravity Kokeet

Hypergravity tuotettiin käyttämällä Multi Sample Incubator Sentrifugoidaan ( musiikki, DLR, Köln, Saksa), joka sijoitettiin inkubaattoriin 37 ° C: ssa ja 5% CO

2. Driven by erityinen tietokoneohjelma, solut altistetaan hypergravity profiilin, joka tapahtuu yhden paraabeli (P1) ja 31 parabolas (P31). Tällä laitteella hoitoon soluihin, jonka mRNA määritettiin myöhemmin. Confluently kasvanut solut T75 soluviljelypullot trypsinoitiin ja siirrettiin 5 ml: n putkiin. Putket täytettiin soluviljelyväliaineessa ja solujen annettiin tasapainottua ennen sentrifugointia. Vastaava kiinnitys kertaa solujen aikana parabolinen lennon solut altistettiin joko yhden syklin kahden 20-s-pitkä 1,8

g

vaiheita keskeyttää 22-s tauko (P1) tai 2 h kestävät 1,8

g

vaiheiden (P31). Lisäksi suoritimme kokeita Short Arm Human Sentrifugoidaan (SAHC, DLR, Köln, Saksa), jossa soluja T75 soluviljelypullot koska suuri määrä tarvittavan materiaalin analysointiin. Tällä laitteella, me alttiina solujen jatkuvan hypergravity vaihe noin 2 tuntia, joka vastaa 31 parabolas. Keräsimme n = 5 staattinen 1

g

valvontaa ja n = 5 1.8

g

hyper-

g

näytteiden Western blot-analyysit (n = 5, P31), kuten sekä n = 5 staattinen 1

g

ohjaimet (P1), n ​​= 5 staattinen 1

g

ohjaimet (P31), ja n = 5 1.8

g

hyper-

g

(P1 ja P31) reaaliaikaiseen PCR, vastaavasti. 1

g

valvonta kasvatettiin rinnakkain viereisen samanlainen hautomo.

Värinä Kokeet

T25 dosviljelypulloihin joka sisälsi 90% konfluentteja yksisolukerrokset kiinnitetty Vibraplex alustalla käytettäessä inkubaattorissa 37 ° C: ssa 5% CO

2 ilmassa ja käsiteltiin protokollan mukaisesti julkaistu aiemmin [14]. Lyhyesti, soveltamalla Vibraplex, solut altistettiin tärinää, jotka ovat verrattavissa aikana esiintyvä paraabeli lennot [16]. Taajuudet vaihtelevat 0,2 Hz 14 kHz oikaistiin, jotka vastaavat kolmea vaihetta: Vedä (1,8

g

), vapaa pudotus (mikrogravitaatiota, μ

g

), ja vedä (1,8

g

), rekisteröintiä ja analysoitiin Schmidt [16] yli noin 2 tuntia, mikä on kuinka kauan 31 paraabeleihin todellinen parabolinen tehtäviä viime. Sen jälkeen väliaine poistettiin ja solut kaavitaan pois ja kerättiin 3 ml: aan kylmää fosfaattipuskuroitua suolaliuosta (PBS). Sen jälkeen myöhemmin sentrifugoimalla (4000 rpm), pelletti varastoitiin -80 ° C: ssa Western blot-analyysi ja PCR.

1

g

valvonta kasvatettiin erikseen samaan inkubaattorissa. Keräsimme n = 5 staattinen 1

g

valvontaa ja n = 5 2 tunnin tärinä näytteitä Western blot-analyysit (n = 5; P31) sekä n = 5 näytettä reaaliaikaista PCR, vastaavasti.

RNA: n eristäminen

Solut kvantitatiivista tosiaikaista PCR kiinnitettiin RNA

myöhemmin

(Applied Biosystems, Darmstadt, Saksa) suhteessa 04:01. Tämän jälkeen pulloja säilytettiin 4 ° C: ssa. Välittömästi ennen käytössä, RNAlater korvattiin PBS (Invitrogen, Darmstadt, Saksa). Solut kaavittiin käyttämällä solun kaapimet (Sarstedt, Nümbrecht, Saksa), siirrettiin putkiin ja pelletoidaan sentrifugoimalla (2500 x

g

, 10 min, 4 ° C). RNeasy Mini Kit (Qiagen, Hilden, Saksa) käytettiin mukaisesti valmistajan ohjeiden eristää kokonais-RNA: ta. RNA pitoisuudet ja laatu määritettiin spektrofotometrisesti 260 nm: ssä käyttäen NanoDrop väline (Thermo Scientific, Wilmington, DE, USA). Eristetty RNA oli A260 /280-suhde 1,5.

cDNA kvantitatiivisen tosiaikaisen PCR saatiin sitten kanssa First Strand cDNA Synthesis Kit (Fermentas, St. Leon-Rot, Saksa) käyttäen 1 ug kokonais-RNA: ta 20 ul: käänteistranskriptio reaktioseokseen.

Kvantitatiivinen reaaliaikainen PCR

Quantitative real-time PCR: ää käytettiin määrittämään ekspressiotasot kiinnostavat geenit. Primer Express ohjelmisto käytettiin suunnittelemaan sopivia alukkeita, joiden T

m on noin 60 ° C (taulukko 1).

Alukkeet syntetisoitiin TIB Molbiol (Berliini, Saksa). Kaikki määritykset ajettiin StepOnePlus Real-Time PCR System käyttäen Power SYBR®Green PCR Master Mix (molemmat Applied Biosystems, Darmstadt, Saksa). Reaktion tilavuus oli 25 ui, mukaan lukien 1 ui templaatti-cDNA ja lopullinen alukkeen pitoisuus on 500 nM. PCR-olosuhteet olivat seuraavat: 10 minuuttia 95 ° C: ssa, 40 sykliä 30 s 95 ° C: ssa ja 1 min 60 ° C: ssa, jonka jälkeen sulamiskäyräanalyysi vaiheessa (lämpötilagradientti 60 ° C: sta 95 ° C: ssa + 0,3 ° C per sykli). Jos kaikki amplikonit osoitti yhden T

m samanlainen kuin ennustettu Primer Express ohjelmisto, PCR-reaktioissa pidettiin erityinen. Jokainen näyte mitattiin kolmena kappaleena ja olemme soveltaneet vertaileva C

T (ΔΔC

T) menetelmä suhteellisen kvantifioinnin transkription tasoa. 18S rRNA käytettiin taloudenhoito geeni normalisoida meidän ekspressiotietojen.

Western Blot analyysi

Hoidon jälkeen näytteet Western blot analyysiä vahvistettu lisäämällä etanolia jopa lopulliseen pitoisuuteen 70 %. Analyysiä varten SDS-PAGE, immunoblottauksen ja tiheysmittaus suoritettiin kuusi rinnakkaista seuraaviin rutiiniprotokollia [17] – [19]. Vasta-aineita seuraavia antigeenejä käytettiin: α-tubuliinin, pan-aktiini, β-aktiini, moesiini ja esriinin (laimennokset olivat 1:1000 paitsi pan-aktiini, 1:4000). Kaikki vasta-aineet ostettiin Cell Signaling Technology Inc. (MA, USA). Sillä densitometristä kvantifiointiin bändejä, värjäytynyttä kalvot skannattiin ja analysoitiin käyttämällä Image J (https://rsb.info.nih.gov/ij/) ohjelmisto [20]. Koska mitään sopivaa proteiinia havaittiin, että voisi olla latauskontrollina tutkimuksen kohteena koeolosuhteissa huolella ladattu samat määrät proteiinia (40 ug 10 ui) päällekkäin geelikaistan ja normalisoivat densitometrinen tiedot tähän arvoon.

STRING 9,0 Network Analysis

proteiinit tutkittu esitettiin taulukkomuodossa. Jokaista proteiinia, UniProtKB tietuenumero ja geenin nimi ostettiin UniProtKB ja nämä nimet käytettiin verkkoa sukupolven STRING 9,0 (www.string-db.org) [21]. UniProtKB kirjaukset työnnettiin syöttää muodossa ”useita proteiineja” ja ”Homo sapiens” valittiin organismi. Tuloksena verkosto näkemys ladataan a.jpg kuvana.

Tilastollinen analyysi

Kaikki tilastolliset analyysit suoritettiin käyttäen SPSS 16.0 ohjelmisto (SPSSS, Inc., Chicago, IL, USA). Olemme käyttää joko yksisuuntainen ANOVA tai Mann-Whitney-U-testi tarvittaessa. Eroja pidettiin merkittävinä tasolla

p

0,05. Kaikki tiedot esitetään keskiarvoina ± keskihajonta.

Tulokset

Valitut geenien ja proteiinien

testaamiseksi vaikutuksen tärinän ja hypergravity solujen käyttäytymiseen, tutkimme kaksi kilpirauhassyöpä solulinjat. Arvioimme cytoskeletal proteiineja koska olimme aikaisemmin havaittu, että solun tukirangan vaikutti aikana parabolinen lennot [14]. Niinpä keskityimme geenien ja proteiinien mukana muodostaen (aktiini, myosiinin, tubuliinin, vimentiinistä, Talin ja integriini) ja moduloidaan (esriinin, radixin, ja moesiini) solun tukirangan. Lisäksi tutkimme, jotka koodaavat kasvutekijöitä (IL-6, IL-8, EGF, ja CTGF) ja proteiinikinaasien (PRKCA ja PRKAA1). Huolimatta toiminnallisen monimuotoisuuden proteiinien, ne muodostavat verkoston vuorovaikutusten (Fig. 1), lukuun ottamatta PRKAA1, katalyyttisen alayksikön AMP-aktivoitu proteiinikinaasi (AMPK), joka on keskeinen rooli säätelyssä solun energia-aineenvaihduntaa.

vaihtelu mRNA Expression indusoima Vibration

Molemmat solulinjat kasvu jatkui värähtely hoidon kestää kaksi tuntia. Jälkeenpäin mikroskooppinen havainto osoitti, että solujen kiinnittymistä jatkui edelleen. Kuitenkin määritys mRNA pitoisuuksien proteiinien osoittivat, että ML-1 ja CGTH-W1-solut vaikuttavat eri tavalla tärinää. Vaikka vain

IL6

mRNA pitoisuudet laskivat ML-1-soluissa, pitoisuudet muiden tutkittujen transkriptit säilyi ennallaan (kuvio. 2). In CGTH W-1 solujen mRNA: t

CTGF

,

IL6

,

ACTB

,

MSN, ITGB1

ja

PRKAA1

oli voimistunut, kun taas

TUBB

mRNA alassäädetty. Kaikki muut mRNA-tasot eivät vaikuttaneet tärinää (Fig. 3). Siten ML-1-soluissa näytti olevan vastustuskykyisiä tärinää kuin CGTH-W1 soluissa.

Differential gene expression indusoima Lyhytaikainen Hypergravity

aikana parabolinen lento , solut altistetaan tärinää sekä hypergravity. Aiemmissa lento kokeiluja [14], [15], havaitsimme, että merkittäviä solumuutoksia tapahtui ensimmäisen paraabeli. Näin ollen, tässä, me alttiina solujen kiihtyvyyden profiilin, joka tapahtuu ensimmäisen paraabeli. Jopa näinä lyhyitä jaksoja (2 x 20 sekuntia) sentrifugoimalla, merkittäviä muutoksia transkription meidän kiinnostuksen kohteena olevia geenejä tapahtunut. ML-1-soluissa, havaitsimme merkittävää alas-säätely mRNA pitoisuudet

IL6-

ja

IL8

, kun taas mitään merkittävää muutosta ei havaittu

TUBB, MYO9, VIM, EZR; RDX; MSN, EGF, CTGF, PRKCA,

ja

PRKAA1

(Fig. 4).

CGTH W-1 solujen mRNA: t

CTGF, IL6 , IL8, ITGB1, VIM, TLN1, MYO9B

ja

RDX

oli vaimentua, kun taas pitoisuudet muiden mRNA: iden testattu pysyi un-vaikutusta (Fig. 5). Jälleen ML-1 solut näyttivät kestävämpi CGTH W-1-soluissa, varsinkin suhteen sytoskeletaaliset proteiineihin.

Differential mRNA Expression indusoima Toistuva altistuminen Hypergravity

Vaikka suuret vaikutus parabolinen lennon nähdään, kun ensimmäinen paraabeli, olemme alttiina solujen hypergravity, joka tapahtuu aikana, yhteensä 31 parabolas ja tutki mRNA-tasoja jälkikäteen. Toistuva altistuminen hypergravity päinvastaiseksi vaikutuksia ensimmäisen paraabelin

IL6

ja

IL8

mRNA-tasoja in ML-1-soluissa. Nyt

IL6-

ja

IL8

transkriptit sääteli yhdessä

CTGF, EZR

ja

RDX

mRNA: t (Fig. 4).

CGTH W-1 solulinja, ilmaus

ITGB1, VIM, MYO9, RDX, IL6,

ja

IL8

väheni jälkeen P31, kun taas pitoisuudet muut seitsemän eri mRNA pysyi muuttumattomana (kuvio. 5). Nämä tulokset osoittivat, että hypergravity joka tapahtuu 31 parabolas lähinnä ajan säätelee transkriptiota meidän tavoite-geenien ML-1-soluissa, mutta alas-säätelee niitä CGTH W-1-soluissa.

Muutokset Solunsisäinen proteiini pitoisuudet aiheuttama tärinä tai Hypergravity joka tapahtuu 31 parabolas

julkaistuista korrelaatiot solunsisäisten mRNA-tasoja ja proteiini pitoisuudet ovat epäjohdonmukaisia ​​[22] – [24]. Siksi tutkimme proteiinin pitoisuudet aktiinin, tubuliinin, moesiini ja esriinin lisäksi mRNA pitoisuudet. Käyttämällä ainetta, joka sitoutuu kaikkiin variantteja aktiini ketjujen (pan-aktiini), havaitsimme, että yleiseurooppalainen aktiini-proteiinin pitoisuudet vähenivät kussakin solulinjassa jokaisen hoitomuoto verrattuna 1

g

ohjaus soluja ( Fig. 6A, 7A). Proteiini tasojen alfa-tubuliinin ketjut olivat erilaisia ​​ML-1 ja CTGH W-1-soluissa. ML-1-solut, proteiini pitoisuudet laskivat jälkeen tärinä hoidon ja hypergravity altistumista, kun taas päinvastainen havaittiin CGTH W-1-soluissa (kuvio. 6C ja 7C). Näissä tapauksissa suoran vertailun proteiinin ja mRNA pitoisuudet ollut mahdollista, koska eri geenit koodaavat proteiineja merkitty vasta-aineilla. Kun käytimme vastaan ​​suunnattua vasta-beeta-aktiini-ketjujen ainoastaan, joita koodaavat

ACTB

geenin, emme ole havainneet muutosta ML-1-soluissa, kun tärinän hoidon ja kohonneet pitoisuudet altistuksen jälkeen hypergravity. In CTGH W-1-solut, ylössäätöä tämän proteiinin todettiin jälkeen tärinä ja säätö alas seuraavan hypergravity altistuksen (Fig. 6B ja 7B). Siten proteiini ja mRNA: n muutokset vastasi hyvin CGTH W-1-soluissa sen jälkeen, kun altistus tärinälle (Fig. 3, 7B), mutta ei toistuvien hypergravity (Fig. 5, 7B). Oli myös korrelaatio ML-1-solujen välillä proteiinin ja mRNA: n muutokset vasteena tärinää (Fig. 2), mutta ei hypergravity altistusta (Fig. 4) [14]. Lisäksi Western blot analyysit tehtiin moesiini ja esriinin. ML-1-soluissa, vain esriinin vaikutti tärinä, kun taas moesiini ja esriinin vaikuttivat hypergravity (Fig. 6D ja 6E). In CGTH W-1-solut, molemmat proteiinit alas-säädellä tärinää, mutta vain moesiini proteiinin ilmentyminen väheni alle hypergravity (Fig. 7D ja 7E). Näissä tapauksissa proteiini ja mRNA pitoisuudet vastasivat vain kolmessa kahdeksasta analyysien (Fig. 3-7).

Keskustelu

Tutkia mahdollinen vaikutus tärinän tai hypergravity kilpirauhasen syöpäsoluja, valitsimme proteiineja, jotka auttavat ylläpitämään tai moduloimaan solun rakenteita. Syy valita niistä johtui aiemmat havainnot, että nämä proteiinit reagoivat herkimmin, kun solut altistetaan mikrogravitaatiota [8], [10], [12]. Lisäksi pyrittiin löytämään suora proteiinia /geenin tavoitteeksi mekaaniset voimat, jotka vuorostaan ​​laukaisi muutoksia muihin proteiineihin [25].

Proteiinit, joiden geenit selvitettiin on eri solutoiminnoille. Aktiini, myosiinin, tubuliinia ja vimentiinistä ovat olennaisimpia solun tukirangan, joka tukee ja vahvistaa solujen rakennetta [26]. Erzin ja moesiini kuuluvat ERM perhe, johon kuuluu myös radixin. Nämä proteiinit voivat olla vuorovaikutuksessa sekä solukalvon proteiineja ja rihmamaisia ​​aktiini [27], ja säännellä organisaatiota ja dynamiikka aktiinisytoskeletonin yleensä [28]. Liitteenä aktiinisäikeiden kautta taliini, integriini tunkeutuu solukalvon ja vuorovaikutuksessa ekstrasellulaarisen matriisin, joka ympäröi soluja. Tämä linkki täytyy lähettää signaaleja solun ympäristöstä sisäosiin [29]. Epiteelin kasvutekijä (EGF), sidekudoksen kasvutekijä (CTGF) ja interleukiinit 6 ja 8 tuotetaan kilpirauhassoluja ja toimia niiden solun tukirangan autokriinisellä tavalla [30].

Tässä tutkimuksessa, vertailu proteiinia ja niihin liittyvien mRNA pitoisuudet paljasti heikko korrelaatio suhteen beeta-aktiini, esriinin ja moesiini. Tämä voidaan selittää, että viimeisten tietojen solun runsaasti proteiineja pääasiallisesti ohjataan tasolla käännös [31]. Silti geenien ilmentyminen tietoja voidaan antaa tärkeää tietoa solurakenne aiheuttamien vaihtelujen eri ärsykkeisiin.

proteiinikinaasi C alfa kuuluu proteiinikinaasi C perhe ja on säätelijä solun tukirangan [32], [33]. Proteiinitasolla, se aktivoi kinaasin mTORC2 [34]. PKC-alfa-geenin ilmentymistä voidaan modifioida kemikaalien, kasvutekijät ja hormonit [35]. Meidän järjestelmä, fyysinen voimat solut eivät vaikuta tämän entsyymin. Monissa järjestelmissä, PKC-alfa aktivoi geenin IL-6 [36], [37], joka on monitoiminen sytokiini, ilmaistuna ihmisen thyrocytes [38], [39]. Havaitsimme, että

IL6

ilme muokattiin, kun PKC-alfa-geenin ilmentyminen pysyi ennallaan. Näin ollen meidän päätellä, että havaitut muutokset

IL6

mRNA-tasoja esiintyi riippumatta PKC alpha. Se tunnetaan kirjallisuudesta, että eri sääntelymekanismeja vastaavat

IL6

geeniekspressiota [40]. In FRTL-5 kilpirauhassoluja

IL6

mRNA ilmaisu on parantaa mekanismeja, joihin liittyy cAMP /PKA-reitin [41]. Lisäksi mekaanista rasitusta tai venyttämällä Parantaa IL-6: n tuotantoa ihmisen keuhkojen epiteelisoluissa ja sileän lihaksen solujen kautta NFKB [42], [43]. Parhaan tietomme mukaan se oli tuntematon asti vai ei biomekaaniset stressiä IL-6-tuotannon kilpirauhassoluja. Teimme aiemmin havaita, että

IL6

geenin ilmentyminen oli lisääntynyt FTC-133 kilpirauhasen syöpäsoluja, joka pysyi tarttuu 24 tuntia RPM [12]. Endoteelisoluissa, IL-6 herkkyys simuloitu mikrogravitaatiota havaittiin.

IL6

geeniaktivaatiota oli korkeampi pysyvä ja putken muodostavien solujen kuluttua 5 päivää RPM kuin 1

g

ohjaus soluja. Aikana seuraavat kaksi päivää,

IL6

mRNA pitoisuus laski kiinnittyneet solut, mutta kasvoi putken muodostavien solujen [44]. Nämä muutokset korreloivat hyvin kuin IL-6-proteiinin tasot, ja suurempia määriä IL-6-proteiineja erittyy viljelmän supernatanttiin, kun endoteelisoluja inkuboitiin RPM 24 tunnin kontrolliin verrattuna soluihin. Tämä vaikutus poistettiin läsnäollessa bFGF [45].

tieteellisestä näkökulmasta katsottuna on kuitenkin vieläkin mielenkiintoista, että mRNA pitoisuudet kasvutekijöiden vaihteli herkemmin vaikutuksen alaisena mekaanisen voimia by hypergravity ja tärinää kuin mRNA tasot proteiineja jotka rakentavat tai moduloivat solun tukiranka suoraan.

IL6

muuttuivat kunkin hoidon. Lisäksi

EZR

ML-1-soluissa ja

TUBB

in CGTH-W1 soluissa, kaikki transkription muutokset tapahtuivat samaan suuntaan kuin muuttaminen

IL6

geeni. Lisäksi muutokset IL-6-proteiinin määriä viljelmäsupernatanteissa havaittiin aikaisemmin, kun endoteelisoluja viljeltiin muuttuneissa painovoiman ehtoja RPM [45]. Täten voimme päätellä, että IL-6 on tärkeä rooli, kun mekaanisia vaikutuksia ihmisen kilpirauhassoluja

in vitro

. Jos tämä johtopäätös on totta, se selittäisi miksi niin monet geeni muutoksia havaitaan sen jälkeen, kun solut on altistettu mikrogravitaatiota [46], kun taas koko organismit vaikuttavat kohtalaisen aikana vertailukausilta altistuksen. Ihmisillä

IL6

geeniekspressiota alas-säätelevät hormonit, kuten estrogeenin ja testosteronin [40]. Hormonit ohjataan

IL6

ilmaisu puuttuvat eristettynä soluja viljellään

in vitro

.

Tulevaisuudessa on tärkeää ottaa nämä vaikutukset huomioon, kun tehdään kokeita real mikropainovoimassa. Erityisesti ne asetelmia pidemmän tai useamman vaiheista hypergravity ja tärinä, kuten parabolinen lennot, tulee enemmän koskevat niitä. Pidemmillä tehtävillä in Space ISS hypergravity saisi olla tekijä, mutta tietty tärinää peräisin eri koneista samoin kuin astronautit itse (esimerkiksi harjoituksen aikana) on myös aina läsnä ja sitä voidaan pitää . Käyttämällä eri soluissa, ryhmämme on viime aikoina pyrkinyt selvittämään, miten hypergravity ja tärinän kokonaisvaikutus muuttuneen geeniekspression aikana parabolinen lennot [47], ja ne ensimmäiset tulokset näyttävät viittaavan, että vaikka hypergravity ja tärinä aiheuttaa päinvastaisia ​​vaikutuksia niiltä of mikropainovoimassa soluissa, painottomuus on yleinen voimakkaampi ärsyke. Kuitenkin enemmän kokeiluja on käytävä tarkentaa näitä tuloksia ja niiden on myös täydennettävä pitkän aikavälin tutkimuksia. Nämä tiedot olisivat erittäin tärkeitä tulevaisuuden Spaceflight kokeessa (kilpirauhasen syöpäsoluja in Space) ISS tämän vuoden marraskuussa.

Yhdessä havaitsimme vaikuttaa tärinää ja hypergravity on geeniekspression kilpirauhasen syöpäsoluja. Huomattavaa on, kahden solujen reagoivat eri tavalla. ML-1 solut näyttivät resitentimmäksi tärinää kuin CGTH-W1 soluissa. Siksi ohjaus kokeita asianmukaisia ​​sentrifugeja ja tärinä laitteet ovat tarpeen tulkita saatuja tietoja mikrogravitaatiota kokeita.

Kiitokset

Haluamme kiittää Heidi Schou Knudsen hänen erinomaisesta teknisestä avusta.