Een handige, snelle en kosteneffectieve methode om het aandeel zijpopulatiecellen in solide tumorcellijnen te meten, wordt gepresenteerd.
Kankerstamcellen (CSC’s) zijn een belangrijke oorzaak van tumorgroei, metastase en recidief. Isolatie en identificatie van CSC’s zijn van groot belang voor tumoronderzoek. Momenteel worden verschillende technieken gebruikt voor de identificatie en zuivering van CSC’s uit tumorweefsels en tumorcellijnen. Scheiding en analyse van zijpopulatiecellen (SP) zijn twee van de meest gebruikte methoden. De methoden zijn gebaseerd op het vermogen van CSC’s om fluorescerende kleurstoffen snel te verdrijven, zoals Hoechst 33342. De efflux van de kleurstof wordt geassocieerd met de ATP-binding cassette (ABC) transporters en kan worden geremd door ABC transporter remmers. Methoden voor het kleuren van gekweekte tumorcellen met Hoechst 33342 en het analyseren van het aandeel van hun SP-cellen door flowcytometrie worden beschreven. Deze test is handig, snel en kosteneffectief. Gegevens die in deze test worden gegenereerd, kunnen bijdragen aan een beter begrip van het effect van genen of andere extracellulaire en intracellulaire signalen op de stameigenschappen van tumorcellen.
Kankerstamcellen (CSC’s) zijn deelverzamelingen van cellen met zelfvernieuwingsvermogen en multipel differentiatiepotentieel, die een vitale rol spelen bij tumorgroei, metastase en recidief1,2. Momenteel zijn CSC’s geïdentificeerd om te bestaan in een verscheidenheid van kwaadaardige tumoren, met inbegrip van long-, hersen-, alvleesklier-, prostaat-, borst- en leverkankers3,4,5,6,7,8,9. Identificatie van CSC’s in deze tumoren is voornamelijk gebaseerd op de aanwezigheid van oppervlaktemarkereiwitten, zoals hoge en/of lage expressie van CD44, CD24, CD133 en Sca-19,10, maar een unieke marker die CSC’s van niet-CSC’s kan onderscheiden, is tot nu toe niet gerapporteerd. Momenteel worden verschillende technieken gebruikt om CSC’s in tumorweefsel of tumorcellijnen te identificeren en te zuiveren. Deze technieken zijn ontworpen op basis van de specifieke eigenschappen van CSC’s. Onder hen, assays en sortering van zijpopulatie (SP) cellen zijn twee van de meest gebruikte methoden.
SP-cellen werden oorspronkelijk ontdekt door Goodell et al.11, toen ze hematopoëtische stamcellen in beenmergcellen van muizen kenmerkten. Toen de beenmergcellen van de muis werden gelabeld met de fluorescerende kleurstof Hoechst 33342, verscheen een kleine groep Hoechst 33342 zwak bevlekte cellen in de tweedimensionale puntplot van een flowcytometrietest. Hoechst 33342 is een DNA-bindende kleurstof en heeft ten minste twee bindingsmodi die leiden tot verschillende spectrale kenmerken. Bij het bekijken van fluorescentie-emissie op twee golflengten tegelijkertijd, kunnen meerdere populaties worden onthuld12. In hun test werd de Hoechst 33342 opgewekt bij 350 nm en werd de fluorescentie gemeten met behulp van het 450/20 nm band-pass (BP) filter en 675 nm edge filter long-pass (EFLP)11. Vergeleken met de hele populatie beenmergcellen werd deze groep cellen verrijkt met hematopoëtische stamcellen genaamd SP-cellen11. SP-cellen kunnen Hoechst 33342 snel verdrijven. De efflux van deze kleurstof is gerelateerd aan ATP-binding cassette (ABC) transporters13, die kunnen worden geremd door sommige middelen zoals Fumitremorgin C14, Verapamil en Reserpine15,16. Daarna werden verschillende verhoudingen SP-cellen gedetecteerd in een verscheidenheid aan weefsels, organen, tumorweefsels en tumorcellijnen17,18,19. Deze SP-cellen hebben veel kenmerken van stamcellen17,19.
Dit manuscript beschrijft Hoechst 33342 etikettering en kleuring van gekweekte tumorcellen en de analyse van SP-cellen door flowcytometrie. Bovendien wordt optimalisatie van de Concentratie Hoechst 33342 en de juiste blokkerselectie voor een specifieke tumorcellijn met behulp van deze aanpak getoond. Ten slotte worden de effecten van stemheidsbevordering of remmingssignalen op het aandeel SP in tumorcellen aangetoond. De experimentele voorbeelden tonen aan dat analyse van SP kan worden gebruikt om de effecten van verschillende signalen te onderzoeken, zoals genexpressie, kleine remmers, activatoren, cytokinen en chemokinen, op tumorstamheid. In vergelijking met andere methoden voor isolatie en zuivering van CSC’s, zoals het sorteren van CD44+/ CD24– populatie, aldehydedehydrogenase (ALDH) analyse en tumorbolvormingstesten, is deze methode gemakkelijker te manipuleren en is het kosteneffectief.
Er zijn een aantal belangrijke punten om in gedachten te houden voor de SP-test. De eerste is de selectie van een goede blokker, zoals Verapamil of Reserpine, voor elke cellijn, omdat de “gate” locatie van de SP-cellen wordt bepaald op basis van de positie waarin een groot aantal SP-cellen verdwijnt na de toevoeging van de blocker. Voor de MDA-MB-231 cellijn werkt Reserpine goed. Voor andere cellijnen kunnen verschillende blokkers echter beter werken.
De tweede is de concentratie van Hoechst 3…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd gefinancierd door de Natural Science Foundation of China 81572599, 81773124 en 81972787; Natural Science Foundation van Tianjin City (China) 19JCYBJC27300; Tianjin People’s Hospital & Nankai University Collaborative Research Grant 2016rmnk005; Fundamentele onderzoeksfondsen voor de centrale universiteiten, Nankai University 63191153.
6 well cell culture plate | CORNING | 3516 | 9.5 cm2 (approx.) |
Colivelin | MCE | HY-P1061A | Ser-Ala-Leu-Leu-Arg-Ser-Ile-Pro-Ala-Pro-Ala-Gly-Ala-Ser-Arg-Leu-Leu-Leu-Leu-Thr-Gly-Glu-Ile-Asp-Leu-Pro |
Fetal bovine serum (FBS) | Biological Industries (BIOIND) | 04-001-1ACS | |
Flow cytometer | BD Biosciences | BD LSRFortessa | |
Flow cytometer software | BD Biosciences | FACSDiva | |
Flow cytometry analysis software | BD Biosciences | FlowJo | |
Hoechst33342 | Sigma-Aldrich | B2261 | bisBenzimide H 33342 trihydrochloride |
Polystyrene round bottom test tube | CORNING | 352054 | 12 x 75 mm, 5mL |
Propidium iodide (PI) | Sigma-Aldrich | P4170 | 3,8-Diamino-5-[3-(diethylmethylammonio)propyl]-6-phenylphenanthridinium diiodide |
Reserpine | Sigma-Aldrich | 83580 | (3β, 16β, 17α, 18β, 20α)-11,17-Dimethoxy-18-[(3,4,5-trimethoxybenzoyl)oxy]yohimban-16-carboxylic acid methyl ester |
SKLB816 | Provided by Dr. Shengyong Yang, Sichuan University | ||
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Gibco | 25200072 | |
Verapamil hydrochloride | Sigma-Aldrich | V4629 | 5-[N-(3,4-Dimethoxyphenylethyl)methylamino]-2-(3,4-dimethoxyphenyl)-2-isopropylvaleronitrile hydrochloride |