Αφηρημένο

μιτοχονδριακού-πυρήνα συνομιλίες σταυρό και μιτοχονδριακή ανάδρομη ρύθμιση μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην κυτταρική ιδιότητες. Transmitochondrial cybrid συστήματα (υβρίδια) είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για τη μελέτη συγκεκριμένων επιπτώσεων των τροποποιημένων μιτοχόνδρια κάτω από ένα συγκεκριμένο πυρηνικό φόντο. Η πλειονότητα των μελετών με χρήση του μοντέλου cybrid επικεντρώθηκε στη σημασία των ειδικών μιτοχονδριακού DNA παραλλαγών σε μιτοχονδριακή λειτουργία ή όγκου ιδιότητες. Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις παραλλαγές είναι καλοήθεις πολυμορφισμοί χωρίς γνωστή λειτουργική σημασία. Από αντικειμενική ανορθωτή μιτοχονδριακών ελαττωμάτων σε καρκινικά κύτταρα και να δημιουργήσει μιτοχόνδρια ως ένας πιθανός στόχος αντικαρκινικό φάρμακο, η κατανόηση του ρόλου των λειτουργικών μιτοχονδρίων στην αναστροφή ογκογόνο ιδιότητες κάτω από ένα καρκίνο πυρηνικό υπόβαθρο είναι πολύ σημαντικό. Εδώ αναλύσαμε την δυνατότητα ανατροπής των ογκογόνων ιδιοτήτων ενός άκρως μεταστατική κυτταρική γραμμή με την εισαγωγή των μη-καρκινικές μιτοχόνδρια. Υβρίδια καθορίστηκαν με σύντηξη των μιτοχονδρίων DNA απεμπλουτισμένο κύτταρα 143Β ΤΚ ρ0 ​​από μια επιθετική οστεοσαρκώματος κυτταρική γραμμή με μιτοχόνδρια από καλοήθεις επιθηλιακούς μαστού κυτταρική γραμμή ΜΟΡ10Α, μετρίως μεταστατικό καρκίνο του μαστού κυτταρική γραμμή MDA-MB-468 και 143Β κυττάρων. Παρά την ομοιόμορφη καρκινική πυρηνικό υπόβαθρο, όπως παρατηρείται με τα κύτταρα του δότη μιτοχόνδρια, υβρίδια με καλοήθη μιτοχόνδρια έδειξαν υψηλή μιτοχονδριακή λειτουργικές ιδιότητες συμπεριλαμβανομένης της αυξημένης σύνθεσης του ΑΤΡ, η κατανάλωση οξυγόνου και δραστηριότητες της αναπνευστικής αλυσίδας σε σύγκριση με υβρίδια με καρκινικές μιτοχόνδρια. Είναι ενδιαφέρον ότι, καλοήθης μιτοχόνδρια θα μπορούσε να αντιστρέψει διαφορετικά ογκογόνο χαρακτηριστικά 143Β ΤΚ

– κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, η βιωσιμότητα κάτω από συνθήκες υποξική, αντι-αποπτωτική ιδιότητες, αντίσταση σε φάρμακο κατά του καρκίνου, εισβολή, και ο σχηματισμός αποικίας σε μαλακό άγαρ, και

in vivo

ανάπτυξης όγκου σε γυμνά ποντίκια. ανάλυσης μικροσυστοιχιών πρότεινε ότι οι διάφορες ογκογόνο μονοπάτια που παρατηρήθηκαν σε υβρίδια με μιτοχόνδρια καρκίνο αναστέλλεται σε υβρίδια με μη-καρκινικές μιτοχόνδρια. Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν την κρίσιμη ογκογόνο ρύθμιση από μιτοχονδριακό πυρηνικές cross talk και τονίζει τη διόρθωση των μιτοχονδρίων λειτουργικές ιδιότητες ως μια πολλά υποσχόμενη στόχο στη θεραπεία του καρκίνου

Παράθεση:. Kaipparettu BA, Ma Υ, Πάρκο JH, Lee TL, Zhang Υ, Yotnda P, et al. (2013) Παρεμβολή από μη-καρκινικές μιτοχόνδρια μπορούν να αναστείλουν Ιδιότητες όγκου των μεταστατικών κυττάρων καταστέλλοντας Ογκογόνες Pathways. PLoS ONE 8 (5): e61747. doi: 10.1371 /journal.pone.0061747

Επιμέλεια: Ντχιάνι Chandra, Roswell Park Cancer Institute, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 24 Οκτωβρίου 2012? Αποδεκτές: 11, Μαρ, 2013? Δημοσιεύθηκε: May 9, 2013

Copyright: © 2013 Kaipparettu et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε μερικώς από DOD (W81XWH-11-1-0292), Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας /Εθνικό Ίδρυμα Καρκίνου (ΝΙΗ /NCI) (U54-CA149196 πιλοτικό σχέδιο) και DLD Κέντρο Καρκίνου πιλοτικού Προγράμματος για την Β Kaipparettu και ΝΙΗ /NCI ( R01 CA-100023) επιχορήγηση για την L. Wong. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Τα καρκινικά κύτταρα να προσαρμοστούν στις συνθήκες υποξίας κατά τη διάρκεια της προοδευτικής αύξησης των κυττάρων του όγκου με τη μετατόπιση του βάρους του μεταβολισμού της ενέργειας από οξειδωτική φωσφορυλίωση σε γλυκόλυση, που αναφέρεται ως το φαινόμενο Warburg [1]. Η ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων του πυρήνα από το μιτοχονδριακό γονιδίωμα, μέσω «μιτοχόνδρια ανάδρομη σηματοδότηση», επιτρέπει στα οργανίδια να συντονίσουν τη λειτουργία τους με τον πυρήνα. Τα καρκινικά κύτταρα να συνεχίσουν να χρησιμοποιούν γλυκόλυση ως η κύρια πηγή ενέργειας ακόμη και σε καλλιέργεια κάτω από νορμοξικές συνθήκες [2], γεγονός που υποδηλώνει ότι είναι δυνατόν σταθερές γενετικές ή επιγενετικές μεταβολές έχουν συμβεί σε καρκινικά κύτταρα. Επιπλέον, ο καρκίνος μιτοχόνδρια χωρίς ανιχνεύσιμα γενετικές αλλαγές μπορεί να μεταδίδει ογκογόνα σήματα προς τον πυρήνα και να ξεκινήσει μιτοχονδριακή παλίνδρομη ρύθμιση οδηγεί στην αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ των δύο γονιδιωμάτων [3].

Προκειμένου να διερευνηθεί η συγκεκριμένη μιτοχονδριακή συμβολή στον όγκο ιδιότητες, η επίδραση των πυρηνικών γονιδίων πρέπει να αποκλείονται. Transmitochondrial cybrid σύστημα είναι μια εξαιρετική προσέγγιση για την επίτευξη αυτού του στόχου [4] – [9]. Αρκετές μελέτες χρησιμοποίησαν αυτό συναρπαστική τεχνολογία ως επί το πλείστον για να δείξει την λειτουργική και παθογόνων σημασίας συγκεκριμένων μιτοχονδριακού DNA (mtDNA) μεταλλάξεις ή παραλλαγές [5], [10]. Το mtDNA είναι γνωστό να μεταλλάσσονται συχνά σε μια ποικιλία καρκίνων, αλλά οι περισσότερες από αυτές μεταβολές mtDNA, εκτός λίγων, είναι χωρίς οποιαδήποτε γνωστή λειτουργική συνάφεια και μπορεί να αντανακλά απλά την γενωμική αστάθεια των καρκινικών κυττάρων. Ακόμη και χωρίς την παρουσία των γνωστών επιβλαβείς μεταλλάξεις mtDNA, μελέτες έχουν δείξει ότι μεταστατικό μιτοχόνδρια μπορούν να ενισχύσουν την ιδιότητα του όγκου του καρκινικού κυττάρου και να τους μεταστατικούς [9], [11]. Ωστόσο, από θεραπευτική άποψη, ώστε να στοχεύσει άρρωστα μιτοχόνδρια, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε αν η μη-καρκινικές λειτουργικά μιτοχόνδρια μπορεί να αντιστρέψει την ογκογόνο ιδιότητα των μεταστατικών κυττάρων. Αν ναι, με στόχο άρρωστα μιτοχόνδρια ή διορθώνεται η λειτουργική βλάβη της κανονικής μιτοχόνδρια μπορούν να παρέχουν μια κρίσιμη druggable περιοχή για τη θεραπεία του καρκίνου. Σε αυτή τη μελέτη, ζητήσαμε ένα ενδιαφέρον ερώτημα αν η μη-καρκινικές μιτοχόνδρια μπορούν να αντιστρέψουν τις ογκογόνο ιδιότητες ενός επιθετικού καρκίνου του κυττάρου. Σύμφωνα με μια καθορισμένη καρκινική πυρηνικό υπόβαθρο, συγκρίναμε μιτοχόνδρια από μη-καρκινικές, μέτρια μεταστατικά κύτταρα του μαστού σε μια άκρως μεταστατική πυρηνικό φόντο με μιτοχόνδρια από εξαιρετικά επιθετική καρκινικών κυττάρων ως έλεγχο. Ακόμη και κάτω από τις ίδιες πυρηνικές φόντο, μιτοχόνδρια από μη καρκινικά κύτταρα θα μπορούσε να αναστείλει διάφορες ογκογόνο μονοπάτια, αντιστρέψουν τις ογκογόνες ιδιότητες και την ενίσχυση της θεραπευτικής απόκρισης των καρκινικών κυττάρων. Το γεγονός αυτό υπογραμμίζει τη σημασία των μιτοχονδρίων ως κρίσιμο ρυθμιστή του κυτταρικού ιδιοκτησίας του καρκίνου και πιθανός στόχος για αντικαρκινική θεραπεία.

Υλικά και Μέθοδοι

Δήλωση Δεοντολογίας για τα πειράματα σε ζώα

Όλα τα ζωικά διαδικασίες εγκρίθηκαν από Θεσμικών φροντίδα των ζώων και την Επιτροπή Χρήση στο Baylor College of Medicine και εκτελούνται σύμφωνα με τις οδηγίες του ΝΙΗ για την ηθική μεταχείριση των ζώων.

υβρίδια

Απαθανάτισε μη καρκινικά μαστικά επιθηλιακά κύτταρα ΜΟΡ10Α , ο καρκίνος του μαστού MDA-MB-468 κύτταρα και μεταστατικού οστεοσαρκώματος προερχόμενο 143Β ΤΚ

– κύτταρα (143Β) λήφθηκαν από την American Type Culture Collection (Manassas, VA). Ένα λεπτομερές πρωτόκολλο για την παραγωγή

ρ

0

κύτταρα και υβρίδια δημοσίευσε πρόσφατα [3], [6], [8]. Εν συντομία, mtDNA απεμπλουτισμένου 143Β ρ

0 κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν ως πυρηνικό δότη. Για τη δημιουργία υβρίδια, μιτοχονδριακή κύτταρα δότη (ΜΟΡ10Α, MDA-MB-468 και 143Β ΤΚ-) εξορύχθηκαν με ολονύκτια ακτινομυκίνη-D θεραπεία και συντήκονται με την 143Β ρ

0 κύτταρα χρησιμοποιώντας 45% πολυαιθυλενογλυκόλη (ΜΒ 1450? Sigma cat Ρ-5402) για 60 δευτερόλεπτα. Μία ημέρα μετά τη σύντηξη, τα κύτταρα καλλιεργήθηκαν σε μέσο επιλογής με βρωμοδεοξυουριδίνη (BrdU), αλλά χωρίς ουριδίνη [3], [12]. Μη συνενωμένο 143Β έλεγχο ρ

0 κύτταρα δεν θα μπορούσε να επιβιώσει χωρίς ουριδίνη και τα μιτοχόνδρια του δότη κύτταρα σκοτώθηκαν από BrdU. Υβρίδια που περιέχουν μιτοχόνδρια προέρχονται από κύτταρα ΜΟΡ10Α, MDA-MB-468 και 143Β με 143Β ρ

Τα 0 κύτταρα ως πυρηνικό φόντο ονομάζεται ως 10Α /143Β, 468 /143Β και 143Β /143Β υβρίδια, αντίστοιχα.

Ποσοτικοποίηση και ανάλυση αλληλουχίας του mtDNA και Επικύρωση του πυρηνικού DNA

Ολικό γενωμικό DNA εκχυλίσθηκε με φαινόλη μέθοδο /χλωροφόρμιο και το 16.6-kb μιτοχονδριακό γονιδίωμα ενισχύθηκε με 24 ζεύγη επικαλυπτόμενων εκκινητών όπως δημοσιεύθηκε πριν από την [13] – [ ,,,0],15]. qPCR χρησιμοποιήθηκε για την ποσοτικοποίηση του αριθμού αντιγράφων του mtDNA για την επαλήθευση της

ρ

0

κατάσταση και να ποσοτικοποιήσει το περιεχόμενο mtDNA στα υβρίδια σύμφωνα με δημοσιευμένες διαδικασίες [16], [17]. Μόνο cybrid κλώνοι που περιείχαν συγκρίσιμα mtDNA αντίγραφο αριθμό χρησιμοποιήθηκαν για πειράματα. Ολόκληρο mtDNA γονιδιώματος και ανάλυση αλληλουχίας πυρηνικό DNA αναφοράς διεξήχθη χρησιμοποιώντας BigDye τερματισμού (έκδοση 3.1) κιτ αντιδραστηρίων προσδιορισμού αλληλουχίας κύκλου σε έναν ΑΒΙ 3730XL DNA Analyzer (Foster City, CA). Τα αποτελέσματα των αλληλουχιών DNA συγκρίθηκαν με δημοσιευμένη αλληλουχία αναφοράς Cambridge από https://www.mitomap.org. Πυρηνική πηγή υβρίδια επιβεβαιώθηκε με προσδιορισμό του γονότυπου.

δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS)

Παραγωγή

Τα κύτταρα εμβολιάστηκαν και αναπτύχθηκαν σε γλυκόζη ή γαλακτόζη μέσον για 24 ώρες σε πλάκες 24 φρεατίων (2 × 10

4 ανά κοιλότητα). παραγωγή ROS μετρήθηκε 30 λεπτά μετά τη φόρτωση με 5 μmol /L 2 ‘, 7’-διοξική dichlorodihydrofluorescein (DCFH-DA) [18]. Μετά από έκπλυση με ρυθμιστικό διάλυμα PBS, τα κύτταρα τρυψινοποιήθηκαν και εναιωρήθηκαν σε ρυθμιστικό PBS. μετρήσεις φθορισμού σε διέγερσης και εκπομπής μήκη κύματος 485 και 535 nm, αντίστοιχα, διεξήχθησαν με άπειρη M200® αναγνώστη μικροπλάκας ενός Tecan του (Μάνερντορφ, Ελβετία).

Σύνθεση ΑΤΡ

Η σύνθεση ΑΤΡ ήταν μετράται με τη δοκιμασία λουσιφερίνη /λουσιφεράσης [3]. Τα κύτταρα επωάστηκαν με 5 mmol /L μηλικό συν 5 mmol /L γλουταμικού (σύμπλοκο Ι-οδηγείται υποστρώματα), ή με 10 mmol /L ηλεκτρικό (σύμπλεγμα II καθοδηγείται υπόστρωμα) συν 2 μg /mL ροτενόνη (σύμπλεγμα Ι αναστολέα), και 0,2 mmol /L ADP για 3 λεπτά σε παρουσία ή απουσία 10 μg /ml ολιγομυκίνη. Το ποσοστό της ολιγομυκίνης ευαίσθητων ATP σύνθεση αναλύθηκε χρησιμοποιώντας Tecan είναι άπειρη M200® και εκφράζεται ως nmol ΑΤΡ που παράγεται /min /mg πρωτεΐνης.

Ανάλυση Western Blot

Οι πρωτεΐνες διαχωρίστηκαν με SDS-PAGE σε ένα 12% πηκτή. Ειδικά αντισώματα που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση Western Blot και χημειοφωταύγειας ανιχνεύθηκαν χρησιμοποιώντας σημασμένη με υπεροξειδάση αρμορακίας ως δευτερογενές αντίσωμα (Bio-Rad, CA). Μιτοχονδριακών πρωτεϊνών: ATP άλφα συνθάσης υπομονάδα (F1α), Core 2, Φες υπομονάδα (Ip), COXII, ND6, και Porin (όλα από Mitoscience, OR). Αποπτωτικών πρωτεϊνών: διασπασμένη κασπάση 3 και πολυ (ADP-ριβόζη) πολυμεράσης (PARP) (Cell Signaling, ΜΑ). β-ακτίνης και Porin χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρες φόρτωσης για τα πυρηνικά και μιτοχονδριακών πρωτεϊνών που κωδικοποιούνται αντίστοιχα [3].

Κυτταρικού Πολλαπλασιασμού Προσδιορισμός

Ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων μετρήθηκε σε νορμοξία (21% O

2 ) ή κατάσταση υποξίας (1% O

2) χρησιμοποιώντας χρωματομετρική δοκιμασία που βασίζεται στη μέτρηση της ενσωμάτωσης BrdU (4 ώρες) κατά τη διάρκεια της σύνθεσης του DNA, σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κατασκευαστή (Roche Applied Science, Mannheim, Germany).

TUNEL δοκιμασία

η απόπτωση αναλύθηκε με δοκιμασία TUNEL χρησιμοποιώντας το σύστημα αδιέξοδο ™ Φθορομετρικής TUNEL (Promega, WI, USA) σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή [19], [20].

Anticancer Drug θεραπεία και ΜΤΤ Προσδιορισμός

Μετά από ολονύκτια καλλιέργεια των 5 × 10

3 υβρίδια σε μια 96 φρεατίων πλάκα, τα υβρίδια υποβλήθηκαν σε αγωγή με όχημα, δοξορουβικίνη (0,1 μΜ) υπό ορθοξικές (21% O

2) και υποξική (1% O

2) προϋποθέσεις για άλλες 24 ώρες. Η βιωσιμότητα των κυττάρων αναλύθηκε με ανάλυση ΜΤΤ χρησιμοποιώντας Tecan άπειρη Μ200 σύμφωνα με δημοσιευμένο πρωτόκολλο [21], [22].

Σχηματισμού Αποικίας σε μαλακό άγαρ

Έξι φρεατίων με 0.5% άγαρ σε DMEM μέσο ως το κάτω στρώμα χρησιμοποιήθηκε για προσδιορισμού σχηματισμού αποικίας μαλακού agar. Για κάθε φρεάτιο, 5 × 10

3 υβρίδια εναιωρήθηκαν σε μέσο DMEM με 0.35% αγαρόζη απλώθηκαν ως άνω στρώμα και επωάστηκαν στους 37 ° C για 3-4 εβδομάδες. Οι αποικίες βάφτηκαν με 0,005% ιώδες κρύσταλλο και μετρήθηκαν. Ο αριθμός των αποικιών για κάθε cybrid παραστάθηκε γραφικά ως η μέση τιμή ± SD.

Δοκιμασία εισβολή Matrigel ™

Η επεμβατική ικανότητα αύξησης της υβρίδια προσδιορίστηκε ποσοτικά χρησιμοποιώντας BD BIOCOAT ™ Matrigel ™ εισβολή Επιμελητήριο (6- φρεάτιο) (Becton Dickinson Biosciences, MA, USA) σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κατασκευαστή [23]. Μετά από θρυψινοποίηση, 5 × 10

4 κύτταρα σε 0,5 ml μέσου προστέθηκαν σε κάθε φρεάτιο εις τριπλούν. Μετά από 24 ώρες, τα κύτταρα εισέβαλαν στον κάτω θάλαμο μονιμοποιήθηκαν και χρωματίστηκαν με 100% μεθανόλη και 1% κυανούν τολουϊδίνης. Ο αριθμός των κυττάρων που εισέβαλαν μετρήθηκε χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο και τα ποσοστά των κυττάρων μήτρα που εισβάλλουν Matrigel υπολογίστηκαν σε σύγκριση με την μη επικαλυμμένη μεμβράνη ελέγχου.

Microarray Gene ανάλυση έκφρασης και επικύρωση από qPCR

Η γονιδιακή έκφραση προφίλ 10Α /143Β και 468 υβρίδια /143Β συγκρίθηκαν χρησιμοποιώντας Affymetrix ανθρώπινα U133 Plus 2.0 συστοιχίες εις τριπλούν σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Εν συντομία, RNA από 10Α /143Β και 468 υβρίδια /143Β εκχυλίζονται εις τριπλούν και 5 μg ολικού RNA χρησιμοποιήθηκε για την πρώτης και δεύτερης κλώνου σύνθεση cDNA. Ο υβριδισμός διεξήχθη μικροσυστοιχία σε Affymetrix U133 Plus 2.0 μικροσυστοιχιών τσιπ στο Affymetrix σταθμό ρευστών F450 χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο EukGE-WS2v5_450 και σαρώνεται με ένα σαρωτή Affymetrix GeneChip 7 G (Affymetrix, Santa Clara, CA). Τα δεδομένα αναλύθηκαν από τον πυρήνα εγκατάσταση στατιστική στο Dan L. Ντάνκαν Κέντρο Καρκίνου στο Baylor College of Medicine. Γονίδια ορίστηκαν σημαντικά μεταβληθεί μεταξύ των δύο υβρίδια με t-test P & lt? 0,01, διπλώστε την αλλαγή & gt? 2 ή & lt? 0.5? παγκόσμιες διαφορές ξεπέρασε κατά πολύ τις πιθανότητες αναμένεται. Το σύνολο των δεδομένων γονιδιακής έκφρασης περαιτέρω υποβλήθηκε σε μονοπάτι ανάλυση υπογραφή για να βρείτε εκδηλώσεις ενεργοποίηση της οδού υποτιθέμενη διαφορά. υπογραφές γονιδίου συνδέονται με την πορεία ορίστηκαν, με τη χρήση δημόσιων δεδομένων: η υπογραφή p53 αποτελούνταν από κανονικά δεσμευμένου και up-ρυθμίζονται οι στόχοι του γονιδίου p53, όπως καταχωρήθηκαν στη βάση δεδομένων p53 IARC (https://www-p53.iarc.fr/TargetGenes.html ), και οι άλλες υπογραφές γονίδιο που εξετάστηκαν προηγουμένως αρχειοθετηθεί και περιγράφεται [24]. Χρησιμοποιώντας το σύνολο μοναδικών γονιδίων αντιπροσωπεύονται στο σύνολο δεδομένων (όπου πολλαπλοί ανιχνευτές που αναφέρονται στο ίδιο γονίδιο, ο ανιχνευτής με την υψηλότερη μεταβλητότητα χρησιμοποιήθηκε για να αντιπροσωπεύσει το γονίδιο), και με τιμές έκφρασης επικεντρώνεται στο μέσο απέναντι δείγματα, ο μέσος όρος έκφρασης για το γονίδια «επάνω» στην υπογραφή αφαιρέθηκε από το μέσο όρο για τα γονίδια «κάτω», προκειμένου να υπολογιστεί μια βαθμολογία περίληψη μονοπάτι για ένα δεδομένο υπογραφή και δείγμα προφίλ. Για τυχαία επιλεγμένα γονίδια, οι διαφορές έκφραση του mRNA που παρατηρήθηκε στην ανάλυση μικροσυστοιχιών περαιτέρω επικυρωθεί από την Q-RT-PCR χρησιμοποιώντας εκκινητές που περιγράφονται στον Πίνακα S1.

In vivo

Tumor Ανάλυση Ανάπτυξης

η ανάπτυξη του όγκου προσδιορίστηκε για υβρίδια διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας ηυ /ηυ θηλυκών γυμνών ποντικών (Charles River Laboratories, ΜΑ, USA). Τέσσερα ποντίκια χρησιμοποιήθηκαν για κάθε ομάδα cybrid. Περίπου 1,5 εκατομμύρια κύτταρα το καθένα από τα ίδια υβρίδια αναμίχθηκαν με Matrigel (εναιώρημα 300 ul κυττάρων σε PBS με 300 ul μειωμένη αυξητικό παράγοντα Matrigel), και εγχέεται μέσα τόσο στην αριστερή και δεξιά πλευρά των ζώων χρησιμοποιώντας μια βελόνα 26 gauge. Το μέγεθος του όγκου μετρήθηκε δύο φορές την εβδομάδα με παχύμετρο και ο όγκος του όγκου υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τον τύπο LW

2/2 (L και W αντιπροσωπεύουν το μήκος και το πλάτος των όγκων) [25]. Το πείραμα ολοκληρώθηκε όταν ο μέσος του όγκου του όγκου σε κανένα από τους ποντικούς ελέγχου (143Β /143Β) υπερέβη 1,0 cm

3. Στο τέλος του πειράματος, οι ποντικοί υποβλήθηκαν σε ευθανασία με έκθεση σε CO

2 και πρωτογενείς όγκοι αφαιρέθηκαν και ζυγίστηκαν.

Στατιστικά

Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν ως μέσος όρος ± SD ή SEM . Η στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση

t

δοκιμής και ANOVA. P-value & lt?. 0.05 θεωρήθηκε ως σημαντική

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η τεχνολογία cybrid περιγράφεται εδώ επιτρέπει τη διερεύνηση των μιτοχονδρίων επίδραση που προέρχεται από καρκίνο ή μη-καρκινικά κύτταρα στη λειτουργία των μιτοχονδρίων και ογκογόνο ιδιότητες σε μια κοινή πυρηνική φόντο. Δεν είναι όλα τα κύτταρα μπορούν να επιβιώσουν κάτω από τα μιτοχόνδρια εξαντλημένο συνθήκες. Εδώ χρησιμοποιήσαμε 143Β ΤΚ

-. Κύτταρα ως πυρηνικός δότης, η οποία είναι ένα από τα πιο καλά χαρακτηριζόμενη κυτταρική γραμμή για μελέτες cybrid και η πρώτη καθιερωμένη ανθρώπινη κυτταρική σειρά ρ0

μη καρκινικά κύτταρα και υβρίδια τους εκθέματος καλύτερη μιτοχονδριακού Λειτουργικές ιδιότητες σε σύγκριση με τον καρκίνο μιτοχόνδρια

Αναλύσαμε πρώτα την μιτοχονδριακή λειτουργία της γονικής μιτοχονδριακού κυττάρων δότη γραμμές και υβρίδια τους. Δεδομένου ότι η διαρροή των ROS είναι μια ένδειξη της ελαττωματικής λειτουργίας των μιτοχονδρίων, η παραγωγή ROS αναλύθηκε σε όλες τις γονικές κυτταρικές σειρές χρησιμοποιώντας κύτταρο-διαπερατό ανιχνευτή, DCFH-DA. Σύμφωνα με μεταβολικό στρες, όπως στην απουσία γλυκόζης, τα κύτταρα αναγκάζονται να εξαρτάται αποκλειστικά από την μιτοχονδριακή οξειδωτική φωσφορυλίωση για την παροχή ενέργειας [22]. Ως εκ τούτου, αν υπάρχει ελάττωμα στην μιτοχονδριακή αναπνοή, τα κύτταρα αναμένεται να παράγει αυξημένη ποσότητα των ROS στο μέσο γαλακτόζη [25]. Όπως ήταν αναμενόμενο αμφότερες τις κυτταρικές σειρές καρκίνου (143Β και MDA-MB-468) που παράγεται σημαντικά υψηλότερη (ρ & lt? 0,05) ROS εντός μέσου γαλακτόζης σε σύγκριση με μέσο γλυκόζης. Ωστόσο, δεν υπήρξε σημαντική αύξηση της παραγωγής ROS για κύτταρα ΜΟΡ10Α στο μέσο γαλακτόζη (Εικ. 1Α). Στη συνέχεια αναλύονται τα υβρίδια και λαμβάνεται μία παρόμοια απόκριση όπως παρατηρείται με τα γονικά κύτταρα. Για υβρίδια με μιτοχόνδρια από καλοήθη κύτταρα ΜΟΡ10Α, δεν υπήρχε σημαντική αύξηση στο επίπεδο ROS σε γαλακτόζη μέσον. Ωστόσο, υβρίδια με μιτοχόνδρια καρκίνο έδειξαν σημαντικά αυξημένο επίπεδο ROS σε γαλακτόζη μέσον (σχ. 1Β). Για να διερευνηθεί περαιτέρω η θέση της αποτυχίας στην αναπνευστική αλυσίδα υπεύθυνος για την απομείωση της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, ΑΤΡ ρυθμοί σύνθεσης μετρήθηκαν με την παρουσία συμπλόκου υποστρωμάτων Ι (γλουταμινικό συν μηλικό), ή σύμπλεγμα υποστρώματος II (ηλεκτρικό). Όπως φαίνεται στο Σχ. 1C, ATP ποσοστά σύνθεση ήταν σημαντικά υψηλότερα σε καλοήθη κύτταρα σε σύγκριση με τα καρκινικά κύτταρα με την παρουσία του συμπλόκου Ι (ρ & lt? 0,01) ή σύμπλοκο υποστρώματα II (ρ & lt? 0,01). Όπως ήταν αναμενόμενο, cybrid κύτταρα έδειξαν επίσης παρόμοια αποτελέσματα για την σύνθεση του ΑΤΡ, όπως παρατηρείται με τα γονικά κύτταρα. Με την παρουσία του συμπλόκου είτε υποστρωμάτων Ι ή σύμπλοκο υποστρώματα II, ΑΤΡ ρυθμός σύνθεση σημαντικά αυξημένη σε 10Α /143Β υβρίδια σύγκριση με 143Β /143Β και 468 υβρίδια /143Β (ρ & lt? 0,01) (Εικ 1D.). Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα μιτοχόνδρια καρκίνου ίσως έχουν αλλοιωθεί η λειτουργία επηρεάζει πολλαπλά συμπλέγματα στην αναπνευστική αλυσίδα. Η ανάλυση στυπώματος Western έδειξε ότι σε σύγκριση με υβρίδια με μιτοχόνδρια καρκίνο, ο mtDNA κωδικοποιημένα μιτοχονδριακού συμπλόκου Ι ND6 υπομονάδα της μιτοχονδριακής πρωτεΐνης NADH αφυδρογονάσης ήταν σημαντικά αυξημένη σε ΜΟΡ10Α /143 υβρίδια αλλά καμία διαφορά στην κωδικοποιείται πυρηνικές πρωτεΐνες σαν F1α, Core2 και Ip (Σχ. 1Ε). Έτσι, η εισαγωγή των μιτοχονδρίων από μη-καρκινικές ΜΟΡ10Α θα μπορούσε να αυξήσει τουλάχιστον μερικώς την έκφραση του mtDNA κωδικοποιούνται αναπνευστικής αλυσίδας πρωτεΐνες, έτσι, να διορθώσει τη μειωμένη λειτουργία των μιτοχονδρίων στα καρκινικά 143Β κυττάρων.

(Α) η παραγωγή ROS σε γονικά κύτταρα . Αφού τα κύτταρα αναπτύχθηκαν σε ϋΜΕΜ-γλυκόζη ή DMEM-γαλακτόζη μέσο για 24 ώρες και ROS μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας φθορίζουσα χρωστική DCFH-DA. Δεδομένα εκφράζονται ως φθορισμός DCF /mg πρωτεΐνης. (Β) η παραγωγή ROS σε cybrid κύτταρα. ρυθμός σύνθεσης (C) Μιτοχονδριακή ΑΤΡ σε γονικά κύτταρα. σύνθεση ΑΤΡ οδηγήθηκε από σύνθετα υποστρώματα Ι (γλουταμινικό συν μηλικού) ή σύμπλοκο υπόστρωμα II (ηλεκτρικό) με την παρουσία του συμπλόκου Ι αναστολέα (rotenone). Τα ποσοστά της σύνθεσης ATP που εκφράζεται ως nmoles ATP /min /mg πρωτεΐνης. (D) Μιτοχονδριακή ATP ρυθμό σύνθεσης σε υβρίδια. (Ε) ανάλυση κηλίδας Western των αντιπροσωπευτικών πρωτεϊνικών υπομονάδων των μιτοχονδρίων αναπνευστικής σύμπλοκα σε υβρίδια. β-ακτίνης και πορίνη χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρες φόρτωσης για τα πυρηνικά και πρωτεΐνες μιτοχόνδρια αντίστοιχα. (* = P & lt? 0,05).

Η

Μη-καρκινικές μιτοχόνδρια μπορούν να αντιστρέψουν την ογκογόνο Ιδιότητες των μεταστατικών κυττάρων

Για να κατανοήσουμε τη λειτουργική σημασία του μιτοχονδριακού ανάδρομης ρύθμισης από μη-καρκινικές μιτοχόνδρια για οι ογκογονικές ιδιότητες ενός μεταστατικού πυρήνα, συγκρίναμε τις υβρίδια για διαφορετικά ογκογόνο ιδιότητες.

Κυτταρικού Πολλαπλασιασμού και βιωσιμότητας υπό υποξικές Condition

συμπαγείς όγκους, τα καρκινικά κύτταρα έχουν την ικανότητα να πολλαπλασιάζονται και να διατηρηθεί η βιωσιμότητα υπό συνθήκες υποξίας λόγω της μειωμένης αγγείωσης και μειωμένη παροχή αίματος στους ιστούς του όγκου. Συγκρίναμε τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων σε υβρίδια υπό συνθήκες υποξίας. Είναι ενδιαφέρον, ακόμη και κάτω από την ενιαία πυρηνικό υπόβαθρο, υβρίδια με μη-καρκινικές μιτοχόνδρια έδειξαν σημαντικά μειωμένη πολλαπλασιασμό των κυττάρων σε συνθήκες υποξίας (Εικ. 2Α).

(Α) Ποσοστό του κυτταρικού πολλαπλασιασμού σε υβρίδια υπό υποξικές συνθήκες (1% O

2 για 4 ώρες) σε σύγκριση με ορθοξικές όρο (21% O

2). Η αντιγραφή του DNA αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας μία δοκιμασία ενσωμάτωσης BrdU ELISA που βασίζεται. (Β) Το ποσοστό υβρίδια εισέβαλε σε μια δοκιμασία εισβολής Matrigel. εικόνα αντίθεσης (C) Φάση της αγκύρωσης ανεξάρτητη ανάπτυξη των υβρίδια με δοκιμασία σχηματισμού αποικίας σε μαλακό άγαρ. (Δ) Μέσος όρος (± SD) αριθμού αποικιών με κάθε υβρίδια. αντίσταση (Ε) Anticancer φαρμάκου υβρίδια: Ποσοστό των βιώσιμων κυττάρων cybrid ανιχνεύεται ΜΤΤ δοκιμασία μετά τη θεραπεία με δοξορουβικίνη σε νορμοξικά (σταυρωμένα bar) και υποξική (doted bar) συνθήκες για 24 ώρες. (Β) ανάλυση κηλίδας Western των αποπτωτικών δεικτών διασπασμένη κασπάση 3 και PARP-1 μετά από αγωγή με όχημα ή δοξορουβικίνη (ΔΟΞ) για 24 ώρες. β-ακτίνη χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος φόρτωσης. (* = P & lt? 0,05, 10Α /143Β vs 143Β /143Β και 468 /143Β?

† = P & lt? 0,05, 468 /143Β vs 143Β /143Β και

# = P & lt? 0,05, 10Α /143Β δοξορουβικίνη μετά ορθοξικές vs κατάσταση υποξική).

Η

In vitro

ογκογόνων ιδιοτήτων

Η ικανότητα να εισβάλλουν μήτρα κυττάρων και να αναπτύσσονται κάτω από το αγκυροβόλιο ανεξάρτητες συνθήκες είναι μερικά από τα χαρακτηριστικά του καρκίνου . Η πυρηνική δότης 143Β οστεοσαρκώματος κυτταρική γραμμή είναι άκρως ογκογονική και μεταστατική στη φύση. Αναλύσαμε πρώτα το δυναμικό εισβολή υβρίδια χρησιμοποιώντας Matrigel θάλαμο εισβολής. Όπως φαίνεται στο Σχ. 2Β, δοκιμασία εισβολή Matrigel προτεινόμενες σημαντικά χαμηλότερο δείκτη εισβολή για 10A /143Β υβρίδια σύγκριση με τα υβρίδια που προέρχονται από καρκίνο μιτοχόνδρια. Στη συνέχεια ανέλυσε το αγκυροβόλιο ανεξάρτητο δυναμικό ανάπτυξης χρησιμοποιώντας το

in vitro

δοκιμασία σχηματισμού αποικίας σε μαλακό άγαρ. Ακόμη και κάτω από ομοιόμορφες μεταστατικό πυρηνικό υπόβαθρο, υβρίδια που περιέχουν μη-καρκινικές μιτοχόνδρια σχηματίζεται σημαντικά λιγότερο σε σύγκριση με αποικίες υβρίδια με μιτοχόνδρια καρκίνο. Ο αριθμός των αποικιών σε υβρίδια με μέτρια μεταστατικά κύτταρα MDA-MB-468 ήταν μεταξύ του 10Α /143Β και 143Β υβρίδια /143Β (Εικ. 2C και D).

Αντοχή σε Anticancer Drug Therapy

Αντοχή σε κυτταρικό θάνατο από αντικαρκινικό φάρμακο είναι μία από τις κύριες αιτίες αποτυχίας της θεραπείας του καρκίνου. Οι περισσότεροι από τους συμβατικούς χημειοθεραπευτικούς παράγοντες σκοτώνουν μέσω της μιτοχονδριακής οδού απόπτωσης. Επειδή η δοξορουβικίνη χρησιμοποιείται συχνά στη θεραπεία των στερεών όγκων, συμπεριλαμβανομένου του μαστού, του ήπατος, και οι όγκοι των οστών, η κυτταρική βιωσιμότητα μετά τις φαρμακευτικές αγωγές αντικαρκινικών αναλύθηκε σε υβρίδια υπό νορμοξικές και υποξικές συνθήκες. ανάλυση βιωσιμότητας κυττάρων πρότεινε ότι σε σύγκριση με 143Β /143Β και 468 /143Β υβρίδια με μιτοχόνδρια καρκίνο, υβρίδια που περιέχουν μη-καρκινικές μιτοχόνδρια ΜΟΡ10Α είχαν σημαντικά αυξημένη κυτταρικό θάνατο μετά τη θεραπεία αντικαρκινικού φαρμάκου στα δύο νορμοξικές και υποξικές συνθήκες (Εικ. 2Ε). Η αυξημένη κυτταρικό θάνατο μετά την αντικαρκινική θεραπεία επιβεβαιώθηκε περαιτέρω από την αυξημένη έκφραση των αποπτωτικών δεικτών ενεργοποιημένης κασπάσης 3 και PARP διασπάται σε δοξορουβικίνη αγωγή 10Α /143Β υβρίδια (Σχ. 2F). Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το μιτοχονδριακό χαρακτηριστικά παίξει σημαντική συμβολή στην ανταπόκριση στη θεραπεία αντικαρκινικό φάρμακο.

In vivo

όγκων Ανάπτυξης

Το

in vitro

αναλύσεις έντονα πρότεινε την αναστολή των ογκογόνων ιδιοτήτων των επιθετικών κυττάρων 143Β από την εισαγωγή μη-καρκινικές μιτοχόνδρια. Τα ευρήματα αυτά επιβεβαιώθηκαν περαιτέρω χρησιμοποιώντας ένα

in vivo

γυμνό μοντέλο ποντικών. Όπως ήταν αναμενόμενο, όλα τα υβρίδια που σχηματίζονται όγκοι κάτω από την άκρως ογκογονική και μεταστατική 143Β πυρηνικό υπόβαθρο. Εντούτοις, όπως παρατηρήθηκε με

in vitro

δοκιμασία σχηματισμού αποικιών, η ανάπτυξη του όγκου ανεστάλη σημαντικά σε υβρίδια 10Α /143Β που περιέχουν μη-καρκινικές μιτοχονδρίων σε σύγκριση με 143Β /143Β υβρίδια με καρκινικές μιτοχόνδρια (Σχ. 3Α). βάρος και το μέγεθος του όγκου ήταν σημαντικά χαμηλότερα σε υβρίδια με μιτοχόνδρια που προέρχονται από καλοήθη ΜΟΡ10Α κύτταρα (Σχ. 3Β και C). Όπως παρατηρήθηκε στο

in vitro

δοκιμασία σχηματισμού αποικίας, το μέγεθος του όγκου και την ανάπτυξη σε υβρίδια με μιτοχόνδρια που προέρχονται από μέτρια καρκινικό MDA-MB-468 κύτταρα καρκίνου του μαστού ήταν ανάμεσα στα υβρίδια 143Β /143Β και υβρίδια 10Α /143Β . Συνολικά,

in vitro

και

in vivo

μελέτες μας υποδεικνύουν έντονα ότι τα μιτοχόνδρια πυρηνικές cross talk από μη-καρκινικές μιτοχόνδρια μπορούν να αναστείλουν τις ιδιότητες του όγκου σε ένα άκρως μεταστατικών κυττάρων.

(Α) φωτογραφία των όγκων που σχηματίζονται με διαφορετικά υβρίδια μετά την εμφύτευση στο γυμνούς ποντικούς. (Β) Ο μέσος όρος (SEM) βάρους των όγκων μετά από χειρουργική αφαίρεση τους. (Γ) Η μέση τιμή (± SEM) όγκο

in vivo

ανάπτυξη του όγκου σε διαφορετικές ημέρες μετά την μεταφύτευση των υβρίδια. (* = P & lt? 0.05 t-test σε σύγκριση με το 143Β /143Β και # = P & lt? 0,01 σε ANOVA).

Η

μιτοχονδριακού Παλίνδρομη Σηματοδοσίας από καλοήθεις μιτοχόνδρια καταστολή Αρκετές Ογκογόνες Pathways

μιτοχονδριακού ανάδρομος σηματοδότησης είναι ένα μονοπάτι επικοινωνίας από τα μιτοχόνδρια στον πυρήνα υπό κανονικές και παθοφυσιολογικές καταστάσεις. Για να κατανοήσουμε τη μιτοχονδριακή παλίνδρομη ρύθμιση των πυρηνικών γονιδίων από καρκινικούς και μη-καρκινικές μιτοχόνδρια, χρησιμοποιήσαμε την ανάλυση μικροσυστοιχιών. προφίλ γονιδιακής έκφρασης συγκρίθηκαν και bioinformatically ανέλυσε τους ογκογόνους μονοπάτια για υβρίδια με μιτοχόνδρια από καλοήθεις επιθήλιο του μαστού (10Α /143Β) και του καρκίνου του μαστού κυττάρων (468 /143Β). Είναι ενδιαφέρον, ακόμη και κάτω από τις ίδιες πυρηνικές φόντο, 6478 σύνολα ανιχνευτή που αντιπροσωπεύει 4.071 μοναδικά γονίδια ήταν σημαντικά μεταβληθεί 10Α /143Β υβρίδια σε σύγκριση με 468 /143Β υβρίδια (Σχ. 4Α). Μεταξύ σημαντικά τροποποιημένα γονίδια, 4794 σύνολα ανιχνευτών που αντιπροσωπεύουν 2816 μοναδικά γονίδια σηκώθηκε ρυθμιζόμενα και 1684 σετ ανιχνευτών που αντιπροσωπεύουν 1255 μοναδικά γονίδια κάτω ρυθμίζονται σε υβρίδια με μιτοχόνδρια ΜΟΡ10Α. Περαιτέρω ανάλυση των ογκογόνων μονοπατιών δείχνουν ότι πολλοί ογκογόνο οδών συμπεριλαμβανομένων RAS, HER2, μονοπάτια SRC και Ρ53 είναι κάτω ρυθμίζονται ΜΟΡ10Α /143Β υβρίδια με μη-καρκινικές μιτοχόνδρια (Σχ. 4Α). Μερικά από τα ογκοκατασταλτικά γονίδια, συμπεριλαμβανομένων RB1, ΡΤΕΝ και VHL αυξήθηκε σημαντικά σε ΜΟΡ10Α /143Β υβρίδια με καλοήθη μιτοχόνδρια. δεδομένα μικροσυστοιχιών για τυχαία επιλεγμένα γονίδια επικυρώθηκαν με ανάλυση Q-RT-PCR (Σχήμα S1). Έτσι, η ανάλυση μικροσυστοιχιών υποδηλώνει σαφώς ότι, ακόμη και κάτω από ένα ιδιαίτερα επιθετικό καρκίνο πυρηνική φόντο, μιτοχόνδρια πυρηνικές cross talk από μη-καρκινικές μιτοχόνδρια μπορούν να καταστείλουν πολλά ογκογόνο μονοπάτια και να κάνουν τα κύτταρα λιγότερο καρκινικά.

(Α) Σύγκριση 10Α /143Β vs 468 /143Β υβρίδια με καθορισμένα γονίδια σημαντικά με δοκιμή t P & lt? 0,01, διπλώστε την αλλαγή & gt? 2 ή & lt? 0.5. Κίτρινο, υψηλότερη έκφραση. Τα γονίδια επικυρώνονται από RT-PCR υποδεικνύονται. ανάλυση (Β) Μονοπάτι υπογραφή του συνόλου δεδομένων έκφραση που δείχνει υποτιθέμενη απόκλιση των επιπέδων ενεργοποίησης της οδού (ονόματα υπογραφή με πλάγιους χαρακτήρες υποδηλώνουν διαφορές μεταξύ των ομάδων του δείγματος με την P & lt? 0,01, t-test). Κόκκινο, υψηλότερη τεκμαιρόμενη δραστηριότητα οδού υπογραφή. υπογραφές Pathway ορίστηκαν χρησιμοποιώντας προηγούμενες μελέτες, που υποδεικνύεται σε παρένθεση [24].

Η

Αν και για περισσότερο από 3 δεκαετίες, οι όγκοι θεωρούνται ασθένειες του μεταλλαγμένα ογκογονίδια, εναλλακτικά μοντέλα «μεταβολικό» έχουν επίσης προταθεί για να παίζουν ένα ρόλο στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου. Μιτοχονδριακή δυσλειτουργία θεωρείται ως μία από τις πιο κοινές και συνεπής φαινοτύπους των καρκινικών κυττάρων. Τα τελευταία χρόνια, ένα αυξανόμενο ρεύμα των εγγράφων που συνδέει τα γονίδια του καρκίνου με το μεταβολισμό της ενέργειας [26]. Πολυάριθμες διαφορές στη μοριακή σύνθεση της μιτοχονδριακής εσωτερικής μεμβράνης μεταξύ φυσιολογικών και καρκινικών κυττάρων έχουν επίσης αναφερθεί. Ανάλυση της εσωτερικής σύνθεσης των λιπιδίων της μεμβράνης των μιτοχονδρίων διαφόρων όγκων έδειξε αυξημένα επίπεδα χοληστερόλης, μεταβάλλοντας συνολική περιεκτικότητα σε φωσφολιπίδια, και /ή αλλαγές στην ποσότητα των μεμονωμένων φωσφολιπιδίων σε σχέση με φυσιολογικούς ελέγχους [27]. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι, ακόμη και αν τα γονίδια που κωδικοποιούν πιο μιτοχονδριακών πρωτεϊνών που βρίσκονται στον πυρήνα, εισαγωγή των μιτοχονδρίων που προέρχεται από μη καρκινικό κύτταρο σε ένα πυρηνικό περιβάλλον του καρκίνου οδήγησε σε καταστολή ογκογόνων οδών και αλλοιωμένες ιδιότητες του καρκίνου. Αρκετές αναφορές υποτεθεί ότι ROS μπορεί να είναι ο μεσολαβητής των ελαττωματικών μιτοχονδρίων στον καρκίνο [11], [25]. Ωστόσο, άλλοι παράγοντες εκτός από ROS από μιτοχόνδρια καρκίνο μπορεί επίσης να παίζουν ρόλο στα χαρακτηριστικά του όγκου. Είναι επίσης πιθανό ότι, όπως παρατηρείται με την κυτταρική επαναπρογραμματισμό, μιτοχόνδρια από διαφορετικό κυτταρικό περιβάλλον μπορεί να έχει προγραμματιστεί σε ορισμένο τρόπο και μπορεί να μεταφέρει πάνω από μερικά από την επίδρασή της στην επόμενη γενιά, ανεξάρτητα από την πυρηνική φόντο. Πρόσφατες μελέτες έχουν υποδείξει ότι αλλαγμένη μιτοχόνδρια μπορούν να επηρεάσουν επιγενετικές τροποποιήσεις πυρηνικά γονίδια συμπεριλαμβανομένων μεθυλίωσης του DNA [28], [29]. Τέτοιες επιγενετικές μεταβολές συμπεριλαμβανομένων DNA και τροποποιήσεις χρωματίνης και σηματοδότηση μέσω μικρών RNA μπορεί να συνεισφέρει στη διατήρηση των μιτοχονδρίων μεσολάβηση ογκογόνο μετασχηματισμό για γενιές.

Οι περισσότερες από τις μελέτες cybrid επικεντρώθηκε σε σωματικές μεταλλάξεις στο γονιδίωμά μιτοχόνδρια και λειτουργική σημασία της. Πολλά πειράματα έχουν διεξαχθεί για να διερευνηθεί ο ρόλος των ειδικών μεταλλάξεων mtDNA στον καρκίνο [3], [30] – [36]. Αν και σωματικών αλλαγών mtDNA είναι κοινά χαρακτηριστικά των καρκίνων και ορισμένα στοιχεία δείχνουν ότι ορισμένες μεταλλάξεις του mtDNA πράγματι παίζουν λειτουργία στην ανάπτυξη του καρκίνου, η επίδραση των μιτοχονδρίων του καρκίνου σε ογκογένεση παραμένει σε μεγάλο βαθμό ασαφές [5], [25]. Εμείς δεν τήρησε καμία γνωστή παθογόνων μεταλλάξεων διαφορά μεταξύ των κυττάρων 143Β και ΜΟΡ10Α. Ωστόσο, αν και οι περισσότερες από τις μιτοχονδριακές μεταλλάξεις δεν είναι μεμονωμένα επιβλαβή, υπάρχει μια πιθανότητα ότι ο συνδυασμός των διαφορετικών επιπέδων μεταλλάξεων συλλογικά μπορεί να συμβάλλει στην σταθερότητα της πρωτεΐνης και /ή παλίνδρομη σηματοδότηση.

Αντοχή σε κυτταρικό θάνατο από αντικαρκινικό φάρμακο είναι μία από τις κύριες αιτίες αποτυχίας της θεραπείας του καρκίνου. Οι περισσότεροι από τους συμβατικούς χημειοθεραπευτικούς παράγοντες σκοτώνουν μέσω της μιτοχονδριακής οδού απόπτωσης. Μιτοχονδριακή μονοπάτι της απόπτωσης συμπεριφέρεται ως ένα κρίσιμο φαινόμενο, στο οποίο υπάρχει μια ταχεία, δυαδικό μετάβαση από ένα κύτταρο που λειτουργεί κανονικά στην ταχεία εκτέλεση ενός προγράμματος κυτταρικού θανάτου [37]. Μια πρόσφατη συναρπαστική μελέτη προτείνει ότι οι διαφορές στην απόκριση σε χημειοθεραπευτική αγωγή μπορεί να οφείλεται στις διαφορές του προεπεξεργασίας στην ετοιμότητα των καρκινικών κυττάρων να υποστούν απόπτωση, μετρήσιμη ιδιότητα που καλούν «μιτοχονδριακής αναρρόφησης» [38]. Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, διαφορική «μιτοχονδριακή πλήρωσης» είναι ένας σημαντικός μηχανισμός οποίους οφείλεται το θεραπευτικό δείκτη της συμβατικής χημειοθεραπείας [38]. Οι αντι-καρκινικοί παράγοντες που στοχεύουν ειδικά τα μιτοχόνδρια των καρκινικών κυττάρων που ονομάζεται ως «mitocans» [39] – [42].