Αφηρημένο

Εκπροσωπώντας μια ανανεώσιμη πηγή για την αντικατάσταση των κυττάρων, νευρικά βλαστικά κύτταρα έχουν λάβει σημαντική προσοχή τα τελευταία χρόνια. Η δοκιμασία νευροσφαιρών αντιπροσωπεύει μια μέθοδο για την ανίχνευση της παρουσίας των νευρικών βλαστικών κυττάρων, ωστόσο λόγω της ανεπάρκειας των ειδικών και οριστική δείκτες για τον εντοπισμό τους, τον ποσοτικό προσδιορισμό τους και ο ρυθμός διαστέλλονται εξακολουθεί να είναι αόριστη. Εδώ σας προτείνουμε μια μαθηματική ερμηνεία της δοκιμασίας νευρόσφαιρας επιτρέποντας πραγματική μέτρηση της συμμετρικής συχνότητας διαίρεση νευρικών βλαστικών κυττάρων. Ο αλγόριθμος της μοντελοποίησης δείχνει μια άμεση συσχέτιση μεταξύ της συνολικής κυτταρικής επέκτασης φορές την πάροδο του χρόνου μετράται στη δοκιμασία σφαίρα και το ποσοστό βλαστικών κυττάρων επεκτείνει μέσω συμμετρική διαίρεση. Το μοντέλο προσφέρει μια μεθοδολογία για την αξιολόγηση ειδικά για την επίδραση των ασθενειών και θεραπειών για την νευρική δραστηριότητα των βλαστικών κυττάρων και τη λειτουργία. Δεν παρέχει μόνο νέες γνώσεις στην αξιολόγηση των κινητικών χαρακτηριστικών των νευρικών βλαστικών κυττάρων, μοντελοποίηση μας περαιτέρω αντιμετωπίζει τη βιολογία του καρκίνου, όπως έχουν τα καρκινικά κύτταρα βλαστικά-όπως έχει προταθεί για να διατηρήσει την ανάπτυξη του όγκου ως σωματικά βλαστικά κύτταρα διατηρούν ομοιόσταση των ιστών. Πράγματι, η αντίσταση όγκου βλαστικών κυττάρων στη θεραπεία καθιστά τα κύτταρα αυτά ένα απαραίτητο στόχο για την αποτελεσματική θεραπεία. Η δοκιμασία νευρόσφαιρα μαθηματικό μοντέλο που παρουσιάζεται εδώ επιτρέπει την εκτίμηση του ποσοστού κακοήθη βλαστικά κύτταρα που μοιάζουν με την επέκταση μέσω της διαίρεσης συμμετρική και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της θεραπευτικής για την αυτο-ανανέωση και πολλαπλασιαστική δραστηριότητα αυτού του κλινικά σχετικές πληθυσμό που οδηγούν την ανάπτυξη του όγκου και της επανάληψης.

Παράθεση: Deleyrolle LP, Ericksson G, Morrison BJ, Lopez JA, Burrage Κ, Burrage P, et al. (2011) Προσδιορισμός των σωματικών και Καρκίνου Stem Cell Αυτο-ανανέωση Συμμετρική Division Βαθμολογήστε Χρησιμοποιώντας Σφαίρα δοκιμασίες. PLoS ONE 6 (1): e15844. doi: 10.1371 /journal.pone.0015844

Συντάκτης: Mike Ο Karl, CRT Δρέσδη, Γερμανία

Ελήφθη: 4 Αυγούστου, 2010? Αποδεκτές: 25 του Νοέμβρη 2010? Δημοσιεύθηκε: 5 Γενάρη του 2011

Copyright: © 2011 Deleyrolle 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 από το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας (NIH) και το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας Υγείας και Ιατρικής (NHMRC). 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

Παραδοσιακά, τα βλαστικά κύτταρα πιστεύεται ότι βρίσκονται μόνο σε ιστούς όπου διαφοροποιημένα κύτταρα ήσαν πλέον ευαίσθητα στην απώλεια και την ανάγκη για αντικατάσταση μεγάλη, όπως το δέρμα [1], του εντερικού επιθηλίου [2] και το αίμα [ ,,,0],3]. Δεδομένου ότι το ενήλικο κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ) θεωρήθηκε να στερούνται ένα σημαντικό ποσό του νευρωνικού θανάτου, και δεν έχουν αναγεννητική ικανότητα, η ύπαρξη των νευρικών βλαστικών κυττάρων (NSC) φάνηκε τόσο απίθανο, και περιττή. Ωστόσο, το 1992 αποδείχθηκε η ύπαρξη NSCs εντός του ενήλικου ΚΝΣ των θηλαστικών με την ικανότητα να δημιουργούν νέων νευρώνων [4]. Όπως βλαστικά κύτταρα που βρίσκονται σε άλλους ιστούς, NSCs (η οποία γραμμή το σύνολο κοιλιακή neuroaxis του ενήλικου θηλαστικού CNS [4], [5]) εμφανίζουν το καθοριστικό

in vitro

βλαστικά χαρακτηριστικά των κυττάρων [2], [6] του πολλαπλασιασμού, εκτεταμένες αυτο-ανανέωση, παραγωγή ενός μεγάλου αριθμού απογόνων, και το δυναμικό διαφοροποίησης πολλών καταγωγή καθώς και το

in vivo

χαρακτηριστικό της αναγέννησης των ιστών μετά από τραυματισμό [4], [7], [8 ]. Ενήλικα βλαστικά κύτταρα αποτελούν μια σχετικά ήρεμη δεξαμενή των αδιάθετων κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα έχουν την ικανότητα να διαιρούνται σε όλη τη διάρκεια ζωής του οργανισμού να δημιουργήσει περισσότερο δεσμευμένο προγονικά κύτταρα δημιουργώντας ένα μεγάλο αριθμό μη διαφοροποιημένων κυττάρων. Αυτές οι πρόγονοι τελικά διαφοροποιούνται σε λειτουργικά κύτταρα γράμμωσης-περιορισμένη. Χάρη στην ικανότητά τους να δημιουργούν νέα κύτταρα, οι παράγοντες που ρυθμίζουν την κατανομή των βλαστικών και των προγονικών κυττάρων, και η διαφοροποίηση των απογόνων τους έχει μεγάλο ενδιαφέρον στην θεραπεία διαταραχών του ΚΝΣ που προκύπτουν από την απώλεια ή ακατάλληλη λειτουργία των κυττάρων. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη εργαλείων που επιτρέπουν βλαστικών κυττάρων μελέτη ειδικών αντιπροσωπεύει μια τεράστια πρόκληση. Τα βλαστικά κύτταρα είναι δύσκολο να οπτικά καθορίσει, όπως υπάρχει κανένας ευρέως αποδεκτές θετικό δείκτη. Ως αποτέλεσμα αυτά τα κύτταρα να καθορίζονται βασίζεται σε μια λειτουργική ορισμό. Ενώ χρησιμοποιώντας ένα λειτουργικό read-out κατέστησε δυνατό να προσδιοριστεί η παρουσία (ή απουσία) των βλαστικών κυττάρων σε έναν πληθυσμό, δυστυχώς απαγορεύει την άμεση απομόνωση ή διάκριση των βλαστικών κυττάρων από μη βλαστικά κύτταρα αποκλείοντας έτσι οποιαδήποτε ουσιαστική ποσοτικά στοιχεία που αφορούν την συχνότητα ή /και την επέκταση ρυθμό τους.

ένα αυξανόμενο σώμα της στοιχεία υποστηρίζουν την υπόθεση ότι ένας πληθυσμός των καρκινικών κυττάρων-κίνηση (ΤΠΕ στο ολιγοθέσιο σχολείο), τα οποία παρουσιάζουν βιολογικές ιδιότητες παρόμοιες με φυσιολογικά σωματικά βλαστικά κύτταρα, διατηρεί κακοήθεις όγκους. Οι TICs υποτεθεί να διαμένουν στην οξεία μυελογενή λευχαιμία [9], καθώς και στο στήθος [10], [11], του προστάτη [12], του πνεύμονα και των μεσεγχυματικών όγκους [13]. Σημαντικά, νευρωνικά TICs έχουν επίσης απομονωθεί και βρεθεί ότι εμφανίζουν πολύ παρόμοιες λειτουργικές ιδιότητες με νευρικά βλαστικά κύτταρα [14], [15], [16], [17]. Η λεγόμενη μοντέλο καρκίνου των βλαστικών κυττάρων προτείνει ότι είναι αυτά τα χαρακτηριστικά των βλαστοκυττάρων που κάνουν τα TICs ανθεκτικά στη θεραπεία και οδηγεί το επανεμφάνισης του όγκου. Ως αποτέλεσμα αυτά τα κύτταρα αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό στόχο για την αποτελεσματική αντικαρκινική θεραπεία. Ως εκ τούτου, στην ανάπτυξη των μεθόδων διερεύνησης βιολογία τους και κινητική συμπεριφορά έχει σχέση με το σχεδιασμό καινοτόμων θεραπειών που στοχεύουν το συγκεκριμένο κυτταρικό πληθυσμό.

Στο ΚΝΣ, μία από τις μεθόδους για την απομόνωση και την επέκταση σωματικά και τα βλαστικά κύτταρα καρκίνου είναι η νευροσφαιρών δοκιμασία (NSA) [4], [14], [15], [18]. Ενδιαφέροντος και πιστοποιεί την ευρωστία του, το σύστημα ελεύθερης διακύμανσης σφαίρα του πολιτισμού είναι επίσης χρησιμοποιείται για τη μελέτη, μεταξύ άλλων, ο καρκίνος του μαστού βλαστικά κύτταρα [11], [19]. Ωστόσο, ενώ η NSA είναι η κατάλληλη μέθοδος για τον εντοπισμό δραστηριότητα των βλαστικών κυττάρων, που υποστηρίζουν ότι η απαρίθμηση των σφαιρών δεν είναι κατάλληλη για τη μέτρηση της συχνότητας βλαστικών κυττάρων ή ποσοστό επέκτασης καθώς αυτό οδηγεί σε υπερεκτίμηση [20], [21].

Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει την ανάπτυξη, την επικύρωση και την εφαρμογή μιας μεθόδου που επιτρέπει ειδικά ποσοτικοποίηση του ρυθμού σωματικών και του καρκίνου των βλαστικών κυττάρων συμμετρική κατανομή, χρησιμοποιώντας τη δωρεάν δοκιμή κυμαινόμενο σφαίρα.

Αποτελέσματα

πείραμα σκέψης

σε αντίθεση με την καλλιέργεια και την διαβίβαση των πιο γραμμών όπου η πλειοψηφία των κυττάρων επιβιώνουν αποσύνθεση και πήγαινε για να πολλαπλασιαστούν μέχρις ότου η καλλιέργεια γίνεται σε συρροή, κατά τη διάρκεια πέρασμα στην NSA, η πλειοψηφία (& gt? 90%) τα κύτταρα πεθαίνουν ή δεν περαιτέρω πολλαπλασιάζονται. Αυτό υποστηρίζεται από το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια ενός περάσματος η πλειονότητα των διαιρούμενων κυττάρων δημιουργούν τουλάχιστον 256 απογόνων μέσω της πραγματοποίησης τουλάχιστον οκτώ κυτταρικές διαιρέσεις (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Αυτό θα οδηγούσε σε επέκταση 256 φορές σε κάθε πέρασμα, αν κάθε επιστρώθηκαν κύτταρο ήταν αυξητικού παράγοντα-απόκρισης και διαιρείται 8 φορές. Ωστόσο πειράματά μας περιγράφονται παρακάτω δείχνουν μία κυτταρική επέκταση φορές μεταξύ 1 και 20 με τους διάφορους τύπους κυττάρων που χρησιμοποιήσαμε. Αυτά τα δεδομένα, μαζί με τα δημοσιευμένα δεδομένα κλωνικότητα [20], [21], [22] δείχνουν ότι λιγότερο από το 10% των κυττάρων απλώνονται στην NSA συμβάλει στη συνολική επέκταση του πληθυσμού. Ως εκ τούτου, μόνο ο επιζών κλάσμα των κυττάρων αυξητικού παράγοντα-απόκρισης σχηματισμού σφαίρας χωρίζουν, σφαίρες μορφή, και την ανανέωση του πληθυσμού ίδρυσή. Ο κυτταρικός θάνατος παρά, κατά τη διάρκεια κάθε διόδου, υπάρχει μία γεωμετρική αύξηση στον αριθμό των κυττάρων που δημιουργούνται. Τυπικά, εάν τα 100.000 κύτταρα απλώνονται, μεγαλύτερο από 90,000 των κυττάρων πεθαίνουν εντός των πρώτων 24-48 ωρών, αφήνοντας 10.000 κύτταρα να πολλαπλασιάζονται, σφαίρες μορφή και, τελικά, να δημιουργήσει περίπου 500.000 κύτταρα. Αυτό το 5-πλάσια διαστολή τείνει να είναι αρκετά συνεπής κατά τη διέλευση κυττάρων πάροδο του χρόνου και ποτέ δείχνει μια εξαρτώμενη από το χρόνο κλιμάκωση φορές διαστολής (δηλαδή 5 φορές, 7 φορές, 8 φορές κλπ) [23]. Επιπλέον, κάθε επιμέρους γραμμή νευροσφαιρών είναι ουσιαστικά μοναδικές σε σχέση με το πτυσσόμενο αύξηση στον αριθμό των κυττάρων που παράγονται από πέρασμα στην δίοδο (μερικές γραμμές μπορεί να δείξει μια 5-φορές επέκταση ενώ άλλοι μια επέκταση 6 ή 4 φορές), αλλά συνεπής εντός η συγκεκριμένη γραμμή.

η ικανότητα να επ ‘αόριστον σειριακά NSCs [23] και το γεγονός ότι τα περισσότερα από τα κύτταρα πεθαίνουν ή να σταματήσει πολλαπλασιάζονται σε κάθε πέρασμα, υποδεικνύει ότι ο πληθυσμός θα πρέπει να διατηρείται από ένα μακροπρόθεσμο πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων (ες) (εξ ορισμού ένα κύτταρο με τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των βλαστικών κυττάρων). Εμείς περιεχόμενο ότι η συχνότητα των κυττάρων μακροχρόνιας πολλαπλασιαζόμενα (ΕΟΖ) (γνωστός και ως NSCs) θα πρέπει να αντικατοπτρίζεται στην τιμή με την οποία επεκτείνεται ο πληθυσμός (δηλαδή φορές αύξηση από το πέρασμα στο πέρασμα) και αυτό αντικατοπτρίζεται στην κλίση της καμπύλης ανάπτυξης. Για να καταλάβουμε πώς αυτο-ανανέωση συμμετρικές διαιρέσεις των κυττάρων LTP επηρεάζουν την καμπύλη ανάπτυξης, σκεφτείτε το εξής νοητικό πείραμα (Σχήμα 1)

(α):. Αριθμητική προσομοίωση των βλαστικών /ανάπτυξης προγονικών κυττάρων. Καθώς ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων (δηλαδή κύτταρα LTP) που παράγεται σε ένα κλωνικά προέρχεται σφαίρα αυξάνεται, η συνολική επέκταση φορές και η κλίση της καμπύλης ανάπτυξης αυξάνονται επίσης. (Β): Εάν οι αριθμοί των βλαστικών κυττάρων (LTP) μέσα σε μια σφαίρα διατηρείται σταθερή και ο συνολικός αριθμός των κυττάρων μέσα σε μια σφαίρα διπλασιάζεται (ii) ή τετραπλασιασμός (iii), ούτε η διαστολή φορές ούτε η κλίση της καμπύλης ανάπτυξης αλλάζονται ωστόσο η καμπύλη ανυψώνεται. LTP, μακροχρόνια πολλαπλασιαστικά κύτταρα? STP, βραχυπρόθεσμα πολλαπλασιαστικά κύτταρα? ND, μη διαιρούμενα κύτταρα.

Η

(Σχήμα 1α) Στην περίπτωση ενός κυττάρου LTP που δημιουργεί μια σφαίρα 1000 κύτταρα χωρίς να υποστούν οποιαδήποτε συμμετρική κυτταρικές διαιρέσεις, η προκύπτουσα σφαίρα θα περιέχει μόνο ένα LTP κύτταρο. Κατά την επόμενη πέρασμα, όλα τα κύτταρα και πάλι θα πεθάνουν ή να μην συμμετάσχει στην επέκταση του πολιτισμού εκτός από το μοναδικό κύτταρο LTP, που σώζεται, χωρίζει, και σχηματίζει μια νέα σφαίρα. Καθώς συνεχίζουμε να πέρασμα αυτό σφαίρα (ή πληθυσμό κυττάρων) με αυτόν τον τρόπο θα παρατηρούσαμε ένα 1-πλάσια διαστολή, η οποία αντιπροσωπεύεται από μια επίπεδη καμπύλη ανάπτυξης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1α (i).

Τώρα θεωρούν ότι ένα μόνο κύτταρο LTP υφίσταται ένα αυτο-ανανέωση συμμετρική διαίρεση των κυττάρων, δεδομένου ότι δημιουργεί μια σφαίρα 1000 κύτταρα. Σε αυτή την περίπτωση η σφαίρα θα έχουν 2 κύτταρα LTP. Κατόπιν μετέπειτα πέρασμα, 998 από τα κύτταρα θα πεθάνουν και κάθε ένα από τα δύο κύτταρα LTP θα δημιουργούσε μια σφαίρα 1000 κύτταρα. Αυτό το διπλασιασμό του συνολικού αριθμού των σφαιρών (και ως εκ τούτου τα κύτταρα) θα συνεχιστεί, δίνοντας μια καμπύλη ανάπτυξης που μοιάζει με το σχήμα 1α (ii).

Τέλος, αν λάβουμε υπόψη ότι το κύτταρο LTP υποβάλλεται σε 3 συμμετρικές διαιρέσεις που προκαλούν 4 κύτταρα LTP και 996 κύτταρα μη-LTP, αυτό θα παράγει ένα επέκταση 4 φορές σε κάθε δίοδο και μια καμπύλη ανάπτυξης που θα εκφράζονται όπως στην Εικόνα 1Α (iii).

η

(Σχήμα 1β ) Αν κρατάμε τώρα τον αριθμό των κυττάρων LTP σε μια σφαίρα σταθερή (ας πούμε, 4) και με κάθε επανάληψη αλλάξει το σύνολο των κυττάρων που παράγονται ανά τομέα από το 1000 (i) έως το 2000 (ii) 4000 (iii), διαπιστώνουμε ότι το ανύψωση της καμπύλης ανάπτυξης επηρεάζεται, αλλά δεν είναι η κλίση της (όπως φαίνεται από μια αμετάβλητη επέκταση φορές). Αυτό δείχνει ότι ο συνολικός αριθμός των κυττάρων που δημιουργήθηκαν του επηρεάζει τη γραφική παράσταση, αλλά όχι την κλίση της καμπύλης ανάπτυξης.

Ως εκ τούτου, η επέκταση κυττάρων φορές, που αντιπροσωπεύεται από την κλίση της καμπύλης ανάπτυξης, αντικατοπτρίζει τον ρυθμό με τον οποίο το κύτταρα LTP επεκταθεί. Δεδομένου ότι ο ρυθμός επέκτασης κύτταρο LTP είναι μια άμεση ένδειξη του αριθμού της αυτο-ανανέωσης συμμετρική κυτταρικές διαιρέσεις, έπεται ότι η πτυχή επέκταση ή κλίση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προβλέψει LTP (ή βλαστικών) κυττάρων αυτο-ανανέωση συμμετρική διαίρεση.

μαθηματική μοντελοποίηση

Παραδοχές.

Εδώ προτείνουμε ένα μαθηματικό μοντέλο που επιτρέπει σε κάποιον να ποσοτικοποιήσει αυτο-ανανέωση συμμετρική διαίρεση των βλαστικών κυττάρων σε καλλιέργεια ιστών.

έχουμε σπάσει το τάξη όλων των πιθανών κυττάρων σε δύο τύπους (i) διαιρούμενα κύτταρα και κύτταρα (ii) μη διαχωριστική (ND). Παραδείγματα των κυττάρων ΝΔ είναι κύτταρα που έχουν πλήρως διαφοροποιηθεί ή κύτταρα που έχουν πεθάνει. Έχουμε σπάσει περαιτέρω την τάξη των διαιρούμενων κυττάρων σε δύο υποτύπους, κύτταρα μακροπρόθεσμης πολλαπλασιαζόμενα (LTP) και βραχυπρόθεσμες πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα (STP). Η διάρκεια ζωής των κυττάρων LTP ορίζεται να είναι άπειρη, και στο πλαίσιο του πειραματικού ρύθμισης, που σημαίνει ότι η διάρκεια ζωής είναι μεγαλύτερη από εκείνη του πειράματος. Τα προϊόντα της κυτταρικής διαίρεσης LTP υποτίθεται να είναι είτε δύο κύτταρα LTP (συμμετρική αυτο-ανανέωση διαίρεση) ή ένα κύτταρο LTP και STP ένα κύτταρο (διαίρεση ασύμμετρο κύτταρο). Υποθέτουμε το διαφοροποιητικό συμμετρικό ρυθμό διαίρεσης των κυττάρων LTP (LTP → STP + STP) να είναι null στις αρχικές συνθήκες ανάπτυξης της δοκιμασίας. Εμείς υποθέσουμε ότι κατά τη διάρκεια του χρόνου του πειράματος για την επιβίωση και την αυτο-ανανέωση ιδιότητες των κυττάρων LTP είναι οριστική και σταθερή (που ορίζεται από μια σταθερή κατάσταση, όπως συζητείται παρακάτω).

Η διάρκεια ζωής των κυττάρων STP ορίζεται να είναι πεπερασμένος, η οποία στο πλαίσιο του πειραματικού ρύθμισης, που σημαίνει ότι η διάρκεια ζωής είναι σημαντικά μικρότερος από ό, τι εκείνη του πειράματος. Τα προϊόντα της κυτταρικής διαίρεσης STP υποτίθεται να είναι οποιοσδήποτε συνδυασμός δυαδικών κυττάρων STP και κυττάρων ND. Θα πρέπει να τονιστεί ότι αυτή αποκλείει ρητώς την κυτταρική διαίρεση STP από την παραγωγή ενός κυττάρου LTP. Εμείς υποθέσουμε ότι κάθε διαχωριστική κύτταρο, όταν τοποθετείται στο σωστό περιβάλλον, θα προχωρήσει μέσω του κυτταρικού κύκλου και τελικά χωρίζουν, κατά τρόπο που να είναι ανεξάρτητη από την παρουσία άλλων κυττάρων. Τα προϊόντα της κυτταρικής διαίρεσης θα προσκολληθεί και ο κυτταρικός κύκλος συνεχίζεται για όλα τα διαιρούμενα κύτταρα. Μετά από το χρόνο, μια συστάδα κυττάρων, στο εξής θα αναφέρεται ως μια σφαίρα, θα έχουν αναπτυχθεί. Είναι σημαντικό, αυτές οι υποθέσεις υποδηλώνουν ότι μια σφαίρα που προέρχονται από ένα κύτταρο STP θα περιέχει κύτταρα STP και τα κύτταρα της ΝΔ, ενώ μια σφαίρα που προέρχονται από ένα κύτταρο LTP θα περιέχει κύτταρα LTP, κύτταρα STP και τα κύτταρα της ΝΔ.

πέρασμα νευροσφαιρίδια συνεπάγεται κατ ‘ανάγκην η διάσπαση των σφαιρών στα μεμονωμένα συστατικά (δηλαδή κύτταρα). Ένα κλάσμα από αυτά τα συστατικά κύτταρα στη συνέχεια τυχαία δειγματοληψία και εμβολιάστηκαν σε μια νέα φιάλη που περιέχει ένα περιβάλλον ανεκτικό για την κυτταρική διαίρεση (Σχήμα 1). Εδώ υποθέτουμε ότι τα κύτταρα LTP είναι τα βλαστικά κύτταρα που μοιάζουν, ενώ τα κύτταρα STP είναι πιο περιορισμένη προγονικά κύτταρα. Ως εκ τούτου, η μακροπρόθεσμη επέκταση του πληθυσμού εξαρτάται άμεσα από την επέκταση του LTP και όχι κύτταρα STP. Έχουμε προηγουμένως αποδείξει ότι το 95% των σφαιρών στην NSA δεν μπορεί να περάσει πάνω από 4 ή 6 φορές υποδηλώνοντας η πλειονότητα των σφαιρών προέρχονται από κύτταρα STP και ότι τα κύτταρα LTP επιδεικνύουν μία υψηλότερη πολλαπλασιαστικού δυναμικού [20], [21]. Ως εκ τούτου, να καθορίσει με ακρίβεια ενός πληθυσμού κυττάρων ως κύτταρα που περιέχουν στέλεχος που μοιάζει (δηλαδή LTP) του συνολικού χρόνου-πορείας του πειράματος πρέπει να καλύπτουν περισσότερο από 4 έως 6 περάσματα.

Άμεση μοντελοποίηση της Δοκιμασίας Νευροσφαιρών.

Μετά από μερικές αρχικές αποσπάσματα (που αντιστοιχεί σε μια «περίοδο ανάκαμψης», αν αρχίζουν με φρεσκοτριμμένο τεμαχίζεται πρωτογενούς ιστού), η διάσταση των, επιμετάλλωση, και την αυξανόμενη των σφαιρών σε μαζική καλλιέργεια θα γίνει συνεπής ως η διαδικασία φτάνει σε σταθερή κατάσταση ότι αντανακλά μια πολύπλοκη ισορροπία μεταξύ κυτταρικής επιβίωσης, θανάτου, τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση. Δηλαδή, ένας αρχικός αριθμός κυττάρων εμβολιάζονται (π.χ., 2.5 χ 10

5), οι οποίες παράγουν σφαίρες και παράγουν μια συνολική μέτρηση κυττάρων για τη φιάλη (π.χ., 1 χ 10

6), ένα μέρος του οποίου συγκομίζονται (π.χ., 25% λαμβάνονται) και χρησιμοποιήθηκε για τον ενοφθαλμισμό άλλη φιάλη για τη διέλευση. Οι μετρήσιμες ποσότητες είναι ο αριθμός των κυττάρων κατά την έναρξη της διόδου,

T

i

, και ο αριθμός των κυττάρων στο τέλος της διόδου,

T

f

. Η πτυχή επέκταση,

F

, υπολογίζεται από

Μετά την περίοδο προσαρμογής των κυττάρων σε συνθήκες καλλιέργειας, όταν το πείραμα έχει τεθεί σε σταθερή κατάσταση, F είναι σταθερή εντός των ορίων της πειραματικής λάθος. Εάν η κατάσταση είναι σταθερή, τότε πρέπει επίσης να είναι αλήθεια ότι οι αρχικοί αριθμοί των κυττάρων LTP, STP και ΝΔ είναι το ίδιο για κάθε πέρασμα. Ομοίως, οι τελικές αριθμοί πρέπει να είναι η ίδια για κάθε πέρασμα. Επιπλέον, αυτοί οι τύποι κυττάρων πρέπει να υποβάλλονται στην ίδια συνολική επέκταση φορές, δηλαδή,

Από τα κύτταρα LTP μπορεί να δημιουργηθεί μόνο από τα κύτταρα LTP, και κάθε κύτταρο LTP σχηματίζει μια σφαίρα, τότε θα πρέπει επίσης να είναι αλήθεια, ότι κατά μέσο όρο , υπάρχουν

F

κύτταρα LTP σε κάθε προέρχονται σφαίρα LTP. Δηλαδή, ο αριθμός των κυττάρων LTP δημιουργήθηκε σε LTP προήλθε σφαίρας (που ορίζεται ως

l

) πρέπει να δίνεται από,

l = F

.

Η ίδια ανάλυση δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε κύτταρα STP, διότι τόσο LTP και STP κύτταρα παράγουν κύτταρα STP. Ομοίως, η ίδια ανάλυση δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε κύτταρα ND. Ως εκ τούτου, η ανάλυση των δεδομένων γίνεται ζήτημα μέτρησης των αριθμών των κυττάρων κατά την έναρξη και το τέλος κάθε πέρασμα, διαιρώντας το δύο για να παράσχει μία πτυχή διαστολή, τότε το μέσο όρο των φορές επεκτάσεις των αποσπασμάτων στην σταθερή κατάσταση. Εξ ορισμού, η μέση αυτή είναι ισοδύναμη με τον αριθμό των κυττάρων LTP (δηλαδή NSCs) σε LTP-προερχόμενο σφαίρα. Ως εκ τούτου, η μεθοδολογία αυτή θα πρέπει να αντικατοπτρίζει με ακρίβεια τη συχνότητα των βλαστικών κυττάρων που μοιάζουν με προέρχονται κυττάρων σφαίρες βλαστικών-όπως.

LTP αυτο-ανανέωση συμμετρικό ρυθμό διαίρεσης.

Η μικρότερη μονάδα χρόνου στο παραπάνω μοντέλο είναι ένα ενιαίο πέρασμα. Τώρα αντλούν ένα μοντέλο για τους αριθμούς LTP κυττάρων ενδο-πέρασμα. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, την κυτταρική διαίρεση LTP έχει δύο πιθανά αποτελέσματα (i)

αυτο-ανανέωση

συμμετρική διαίρεση (LTP → LTP + LTP) ή (ii) μια ασύμμετρη κατανομή (LTP → LTP + STP). Συμβολίζουμε την πιθανότητα του πρώτου αποτελέσματος από

p

ll

και το δεύτερο αποτέλεσμα από το

p

ls

. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν άλλα πιθανά αποτελέσματα, το άθροισμα των δύο αυτών πιθανοτήτων πρέπει να είναι η ενότητα. Αφήστε το χρόνο κυτταρικού κύκλου των κυττάρων LTP να συμβολίζεται με

γ

l

. Η πιθανότητα ενός συμμετρικού κυτταρικής διαίρεσης ανά μονάδα χρόνου είναι έτσι

p

ll

/

γ

l

. Αυτό μπορεί επίσης να ερμηνευθεί ως το ποσοστό των συμμετρική διαίρεση LTP κυττάρων και θα το συμβολίζουμε με

K

ll

. Δεδομένου ότι μόνο τα κύτταρα LTP παράγουν κύτταρα LTP, ο ρυθμός αύξησης του αριθμού των κυττάρων LTP είναι ανάλογη με τις τρέχουσες συνολικός αριθμός των κυττάρων LTP. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι η ασύμμετρη διαίρεση δεν αλλάζει το συνολικό αριθμό των κυττάρων LTP. Ο ρυθμός αύξησης του αριθμού των κυττάρων LTP μπορεί έτσι να εκφραστεί ως

Αυτή η έκφραση μπορεί να λυθεί για να εκφράσουν τις απόλυτους αριθμούς κυττάρων LTP σε μια στιγμή

t

,

είναι δυνατόν τώρα να εξισώσει αυτό το μοντέλο με το πιο πάνω άμεση μοντέλο. Για ένα πέρασμα ξεκινώντας σε t = 0 και τελειώνοντας στο t =

t

στ

,

Αναδιάταξη αυτή την έκφραση παράγει μια μέθοδο υπολογισμού του ποσοστού συμμετρική διαίρεση LTP κυττάρων

Δηλαδή, το ποσοστό του LTP κυττάρων αυτο-ανανέωση συμμετρική κατανομή μπορεί να υπολογιστεί λαμβάνοντας το φυσικό λογάριθμο της πτυχής επέκτασης και διαιρώντας με το πέρασμα του χρόνου. Ως εκ τούτου, οι αλλαγές στην επέκταση φορές (κλίση της καμπύλης ανάπτυξης) αντανακλούν τροποποιήσεις στο LTP (δηλαδή βλαστικών) κυττάρων συχνότητας από τις διακυμάνσεις στη συμμετρική ποσοστό τους την κυτταρική διαίρεση αυτο-ανανέωση.

Η επικύρωση του μοντέλου χρησιμοποιώντας το Neural Σχηματισμού αποικίας κυττάρων Δοκιμασία (Ν-ΚΥΕΑ)

Παρόμοια με NSCs (κύτταρα LTP), κύτταρα προγονικά (STP) έχουν την ικανότητα να πολλαπλασιάζονται, και να παράγουν απογόνους που μπορούν να διαφοροποιηθούν σε λειτουργικά κύτταρα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα βλαστικά κύτταρα, τα προγονικά κύτταρα έχουν μια πιο περιορισμένη πολλαπλασιασμό δυναμικό υπερωρίες. Το πρόσφατα αναπτύχθηκε δοκιμασία κυττάρων του νευρικού σχηματισμού αποικίας (Ν-ΚΥΕΑ) εκμεταλλεύεται τις διαφορές αυτές στην πολλαπλασιαστική ικανότητα, επιτρέποντας ένα έως διακρίσεις NSCs από προγόνους με βάση το μέγεθος των αποικιών που παράγουν όταν μεταφέρονται στον πολιτισμό [21]. Σε συμφωνία με την υπόθεση ότι τα προγονικά κύτταρα εμφανίζουν περιορισμένη ικανότητα πολλαπλασιασμού σε σύγκριση με τα βλαστικά κύτταρα, και ότι το μέγεθος (διάμετρος) της αποικίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάκριση του τύπου ιδρυτή κύτταρο του, αποδείξαμε ότι μεγάλες αποικίες (& gt? 2 mm) έχουν μια μεγαλύτερη πολλαπλασιαστικό δυναμικό και να παρουσιάζουν όλα τα βασικά χαρακτηριστικά βλαστικών κυττάρων καλλιέργειας ιστού (εκτεταμένη αυτο-ανανέωση, παραγωγή μεγάλου αριθμού απογόνων και το δυναμικό διαφοροποίησης multi-γενεαλογία) σε σύγκριση με μικρότερες αποικίες (οι οποίες δεν εμφανίζουν αυτά τα κριτήρια βλαστοκυττάρων). Ως εκ τούτου, η Ν-CFCA παρέχει μια μέθοδο για να απαριθμήσει νευρικά βλαστικά κύτταρα συχνότητα [21].

Για να υποστηρίξει τη μαθηματική μοντελοποίηση της NSA με βιολογικά πειράματα που έχουμε σε σύγκριση με την καλλιέργεια και την επέκταση των εμβρυϊκών και ενήλικων ποντικών NSCs στην συνθήκες που οδηγούν σε διαφορετικούς ρυθμούς ανάπτυξης (δηλαδή διαφορετική επέκταση φορές που συνεπάγονται διαφορετικά συμμετρικό ρυθμό διαίρεσης αυτο-ανανέωση των βλαστικών κυττάρων). Ενώ το μοντέλο NSA δεν μας επιτρέπει να ποσοτικοποιηθεί με ακρίβεια τον αριθμό των βλαστικών κυττάρων (που οφείλεται αποκλειστικά και μόνο στο γεγονός ότι δεν ξέρουμε πόσα βλαστικά κύτταρα ξεκινήσαμε με), που δεν επιτρέπει τη σύγκριση μεταξύ των ομάδων των πληθυσμών του ρυθμού επέκτασης βλαστικών κυττάρων, η οποία αντανακλά τη συχνότητα των συμμετρικών διαίρεση των αρχέγονων κυττάρων. Στη συγκεκριμένη περίπτωση συγκρίναμε την επέκταση κυττάρων φορές από τους ακόλουθους όρους (Πίνακας 1): καλλιέργειες (Group1) Εμβρυϊκός E14 NSC vs. Aged ενηλίκων (20 μήνες) NSC καλλιέργειες, (Ομάδα 2) καλλιέργειες εμβρυϊκών Ε14 NSC με το μιτογόνο EGF vs . η χρήση του ΕΤΠ + bFGF, (Ομάδα 3) Ενηλίκων NSC καλλιέργειες με το ΕΤΠ μιτογόνα εναντίον της χρήσης του ΕΤΠ + bFGF. Από τα μέτρα αυτά το πραγματικό συμμετρικό ρυθμό διαίρεσης αρχέγονων κυττάρων (Κ

ll

) προήλθε (Πίνακας 1). Εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων που καλλιεργήθηκαν με δύο παράγοντες ανάπτυξης παρουσίασαν αυξημένο ρυθμό διαστολής 7,16 φορές σε σύγκριση με 24-μηνών βλαστικά κύτταρα καλλιεργήθηκαν με EGF μόνο (ομάδα 1) και ένα 1.33-φορές διαφορά σε σύγκριση με εμβρυϊκών καλλιέργειες που εκτέθηκαν σε μόνο EGF (ομάδα 2 ). Ομάδα 3 εμφανίζεται μια διαφορά 1,57 φορές μεταξύ των δύο όρων. Αυτές οι διαφορές εντός των ομάδων στο ποσοστό βλαστικά κύτταρα επεκτείνονται συσχετίστηκε με τους απόλυτους αριθμούς των αρχέγονων κυττάρων μετρήθηκε χρησιμοποιώντας την Ν-ΚΥΕΑ (Σχ. 2) και τα αποτελέσματα της σύγκρισης φαίνονται στον Πίνακα 2. Για να ελεγχθεί η υπόθεση ότι και οι δύο μεθοδολογίες ήταν παρόμοιες συγκρίναμε την διαφορά της παραγωγής τους στο μηδέν χρησιμοποιώντας t-test του Student. Η τιμή p του στατιστικού τεστ ήταν 0,28 αποδεικνύοντας ότι και οι δύο αναλύσεις προβλέπουν μια παρόμοια αλλαγή στην αναλογία των νευρικών αριθμό βλαστικών κυττάρων ή να πάει πάσο επέκτασης (γνωστός και ως ποσοστό συμμετρική κατανομή αυτο-ανανέωση), την επικύρωση αυτή την μαθηματική ερμηνεία της NSA.

τα κύτταρα από κάθε ομάδα καλλιεργήθηκαν στην Ν-ΚΥΕΑ. Τα διαγράμματα συγκρίνουν σε κάθε ομάδα, ο αριθμός των μεγάλων αποικιών, μεγαλύτερη από 2 mm σε διάμετρο (το μοναδικό εύρος μεγέθους που παρουσιάζουν όλα τα βασικά καλλιέργεια ιστού χαρακτηριστικά των βλαστικών κυττάρων) που λαμβάνεται μετά από 21 ημέρες

in vitro

. * P = 0,039, ** p = 5,38 × 10

-11, n = 15, t-test, 2 ουρές.

Η

Η

Εφαρμογή του μοντέλου

Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο ως μεθοδολογία για τη μελέτη της αυτο-ανανέωση συμμετρικό μηχανισμό διαίρεση σωματικών βλαστικών κυττάρων. Χρήση του Ν-ΚΥΕΑ, εμείς προηγουμένως έδειξαν ότι ο υποδοχέας της αυξητικής ορμόνης νοκ άουτ (GHR – /-) ποντικούς παρουσίασαν σημαντικά λιγότερες περικοιλιακής περιοχή βλαστικά κύτταρα σε σύγκριση με τα ζώα άγριου τύπου (23 ± 3 έναντι 40 ± 3) [24]. Ομοίως, καλλιεργήθηκαν σε NSA, σε σύγκριση με τον άγριο τύπο νευρικά βλαστικά κύτταρα, GHR – /- NSCs επεκταθεί σε ένα σημαντικό χαμηλότερο ποσοστό (. 2.04 ± 0.2 έναντι 3.63 ± 0.4, Σχήμα 3α) [25] συσχετίζεται με μειωμένη αυτο-ανανέωση συμμετρική ρυθμός διαίρεσης (Σχ. 3β). Για άλλη μια φορά, και οι δύο δοκιμασίες προέβλεψε τις ίδιες αναλογίες μεταξύ των δύο πληθυσμών (1,74 και 1,78 για το Ν-ΚΥΕΑ και της NSA αντίστοιχα) [24]. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σηματοδότηση της αυξητικής ορμόνης ελέγχει την αυτο-ανανέωση των σωματικών νευρικών βλαστικών κυττάρων με τη ρύθμιση συμμετρικό ρυθμό διαίρεσή τους. Pluchino και συνεργάτες περιέγραψαν την ανασταλτική επίδραση της χρόνιας φλεγμονής επί των βλαστικών κυττάρων αυτο-ανανέωση [26]. Αυτή η μελέτη ανέφερε ότι η έκθεση των ενήλικων υποκοιλιακή ζώνη βλαστικά κύτταρα να επάγουν φλεγμονή Th1 κυτοκίνες προκάλεσε σημαντική μείωση του αριθμού των NSCs μετράται με το Ν-ΚΥΕΑ και ότι το φαινόμενο αυτό συνοδεύεται με μια μείωση της κλίσης της καμπύλης ανάπτυξης [ ,,,0],26]. Αυτά τα δεδομένα επικυρώνουν περαιτέρω μαθηματική μας ερμηνεία της δοκιμασίας νευρόσφαιρα και υποστηρίζουν το μοντέλο στο οποίο Th1 κυτοκίνες ρυθμίζουν προς τα κάτω σωματικών ρυθμό διαστολής κύτταρο ενήλικα βλαστικά μέσω μηχανισμού που σχετίζονται με διαίρεση συμμετρικής κυττάρου.

(α-β) σε σύγκριση με ζώα άγριου τύπου , GHR – /- νευρικά βλαστικά κύτταρα παρουσίασαν χαμηλότερο ποσοστό διαστολής (α, ** ρ = 0.005, η = 7, t-test, 2 ουρές), η οποία συσχετίζεται με μια συχνότητα διαίρεσης μειωμένη συμμετρική κυττάρου (b, ** ρ = 0,003, η = 7, t-test, 2 ουρές). (C-d) Σύγκριση της ανάπτυξης στην δοκιμασία νευροσφαιρών τριών ανθρώπινων δειγμάτων GBM έδειξαν διακριτή επεκτάσεις φορές (c) και κλίσεις της καμπύλης ανάπτυξης (d). t-test (2 ουρές) χρησιμοποιήθηκε για να συγκριθεί η επέκταση διπλώσεως μεταξύ των γραμμών Α και Β (*** ρ = 1,4 × 10

-6, n = 8-9), γραμμές Α και C (** ρ = 1,4 × 10

-5, n = 8-6) και οι γραμμές Β και C (* ρ = 0.001, η = 9-6). (Ε) Η καρκινική κυτταρική διαίρεση συμμετρική συχνότητα LTP (K

ll

) προήλθε από το φορές επέκταση που παρατηρείται σε κάθε πέρασμα. t-test (2 ουρές) χρησιμοποιήθηκε για τη σύγκριση της Κ

ll

μεταξύ των γραμμών Α και Β (*** p = 8,34 × 10

-12, n = 8-9), γραμμές Α και C (** ρ = 1.66 × 10

-8, η = 8-6) και οι γραμμές Β και C (* ρ = 0.002, η = 9-6). (Στ) Η ανάλυση επιβίωσης μετά την εμφύτευση στο ραβδωτό σώμα του NOD /SCID ποντικοί 200.000 κύτταρα από τρεις διαφορετικές κυτταρικές γραμμές όγκων έδειξαν μία αντίστροφη σχέση μεταξύ του ποσοστού των συμμετρικών διαίρεσης της μακροπρόθεσμης πολλαπλασιαστικές καρκινικές κυτταρικές και την εξέλιξη της νόσου. δοκιμή logrank, p = 0.0038 συγκρίνοντας το Α στο Β, σ & lt? 0,0001 συγκρίνοντας το Α στο Γ και Β Γ (ζ) Το γράφημα αντιπροσωπεύει την μέση επιβίωση μετά hGBM ενδοκρανιακή μεταμόσχευση, ως συνάρτηση του ρυθμού LTP καρκινικά κύτταρα υποστεί συμμετρική διαίρεση (Κ

ll

). Οι διακεκομμένες γραμμές αντιστοιχούν στο συγκρότημα εμπιστοσύνης 95% της καμπύλης προσαρμογής που λαμβάνονται από μη γραμμικής παλινδρόμησης (y = 2.323 – 0.2091x + 0.005125x

2). Συντελεστής R

2 και p αξίας φαίνονται επίσης.

Η

Το μαθηματικό μοντέλο θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί στη βιολογία του καρκίνου. Διάφοροι τύποι καρκίνου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων του μαστού και του ΚΝΣ, περιέχουν κύτταρα που εμφανίζουν στέλεχος-όπως χαρακτηριστικά κυττάρων όπως μακροπρόθεσμης ανακατάληψης ιδιοκτησίας [10], [14], [16], [27]. Η υπόθεση του καρκίνου των βλαστικών κυττάρων αναφέρει ότι οι όγκοι είναι ιεραρχικά οργανωμένες και συντηρείται από ένα ξεχωριστό υποπληθυσμό των μακροπρόθεσμων καρκίνο αποκατάστασης του πληθυσμού βλαστικά κύτταρα που μοιάζουν παρέχοντας θεραπευτικές ιδιότητες ανθεκτικότητα. Ως εκ τούτου, η κατανόηση της δυναμικής αυτών των κυττάρων έχει μεγάλο ενδιαφέρον για την κατανόηση της βιολογίας του καρκίνου και για το σχεδιασμό καινοτόμων και συγκεκριμένες θεραπείες. Χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο μας να συγκρίνουν τον καρκίνο βλαστικών κυττάρων που μοιάζουν με (aka LTP καρκινικά κύτταρα) αυτο-ανανέωση συμμετρική συχνότητα διαίρεσης και την εξέλιξη του όγκου μεταξύ πολλών ενηλίκων ανθρώπινες κυτταρικές σειρές πολύμορφο γλοιοβλάστωμα (hGBM) καλλιεργούνται σε συνθήκες δοκιμασίας Νευροσφαιρών [16]. Τα τρία διαφορετικά δείγματα αναλύονται hGBM (Α, Β και C) και παράγεται στο εργαστήριο μας παρουσίασαν διακριτά προφίλ διαστολής (αντικατοπτρίζεται από διαφορετικές κλίσεις της καμπύλης) και συμμετρικούς ρυθμούς διαίρεση LTP καρκινικών κυττάρων (Σχ. 3c-e). Ορθοτοπική μεταμόσχευση 200.000 κύτταρα από δείγματα hGBM Α, Β και C στο ραβδωτό σώμα των ποντικών ανοσοκατασταλμένοι οδήγησε στο σχηματισμό όγκου που ακολουθείται από θάνατο των ζώων (Σχ. 3f). Είναι σημαντικό ότι, η εξέλιξη της νόσου ήταν άμεσα και αντιστρόφως ανάλογη με το συμμετρικό ρυθμό διαίρεσης αυτο-ανανέωση των καρκινικών κυττάρων LTP. Αυτό εκφράστηκε με σύγκριση της επιβίωσης των ζώων ξενιστών εμφυτεύονται με μία από τις τρεις hGBM σειρές βλαστικών κυττάρων του όγκου με το ποσοστό συμμετρικό LTP καρκινικών κυττάρων διαίρεση (K

LL

) (Σχ. 3G).

Εκτός από τους όγκους του εγκεφάλου έχουμε εφαρμόσει το μοντέλο μας για τον καρκίνο του μαστού. Καλλιεργήσαμε και πολλαπλασιάζονται

in vitro

τρεις διαφορετικές κυτταρικές γραμμές όγκου μαστού (KPL-1, MCF-7 και ΒΤ-474 ονομάζεται αντίστοιχα γραμμή Α, Β, και Γ) εφαρμόζοντας παρόμοιες συνθήκες καλλιέργειας που χρησιμοποιούνται για την NSA. Χρησιμοποιήσαμε μέσο ελεύθερο ορού που περιέχει ανθρώπινο επιδερμικό αυξητικό παράγοντα (rhEGF) και βασικό αυξητικό παράγοντα ινοβλαστών (rhbFGF) που επιτρέπει κύτταρα όγκου μαστού να αναπτυχθούν και να σχηματίσουν σφαιρικά μη προσκολλημένα mammospheres [11], [19], μέτρησε την πτυχή επέκταση του καρκίνου του μαστού γραμμών επί έξι έως οκτώ διόδους και υπολογίζονται αντίστοιχες K τους

ll

(Σχ. 4α-β). μαθηματικό μοντέλο μας της ανάλυσης mammosphere προβλέπει ένα ποσοστό της LTP καρκινικών κυττάρων συμμετρική κατανομή των 0.125 ± 0.011 για τη γραμμή Α, 0,078 ± 0,005 για τη γραμμή Β και 0.026 ± 0.003 για τη γραμμή Γ 10

6 κύτταρα του κάθε καρκινικών κυττάρων του μαστού γραμμή μεταμοσχεύθηκαν κάτω από το δέρμα των ποντικών ανοσοκατασταλμένοι και σχημάτισαν όγκους σε διαφορετικά ρυθμό (Σχ. 4c). Παρόμοια με πειράματα όγκου του εγκεφάλου, κυτταρικές γραμμές που εμφανίζουν συμμετρική ρυθμός διαίρεσης υψηλότερο LTP καρκινικών κυττάρων οδήγησε σε ταχύτερη εξέλιξης του όγκου σε συνδυασμό με φτωχότερες επιβίωση όπως φαίνεται από την γραφική παράσταση που συγκρίνει K

ll

με τη μέση επιβίωση των μεταμοσχευμένων ζώων (Εικ. 4c-d).

(a-b) Τρεις κυτταρικές σειρές καρκίνου του μαστού καλλιεργήθηκαν στη δοκιμασία mammosphere. Σε αυτές τις συνθήκες οι 3 κυτταρικές σειρές που εμφανίζεται διαφορετικό συντελεστή διαστολής και συμμετρική συχνότητα διαίρεσης LTP κυττάρων. ** P & lt? 1 × 10

-5, t-test, 2 ουρές, n = 36-48. (Γ) Η ανάπτυξη του όγκου παρακολουθήθηκε υπερωρίες μεταξύ των 3 ομάδων από τις οποίες διεξήχθη η ανάλυση επιβίωσης και γραφικά ως ποσοστό των ζώων που δεν έχουν φθάσει στο μέγιστο μέγεθος του όγκου (520 mm

3) ως συνάρτηση του χρόνου. Logrank test, ρ & lt? 0,0001 σύγκριση των τριών πληθυσμών μεταξύ τους, η = 10. (δ) Παρόμοια με hGBM, την εξέλιξη του όγκου μετά τον καρκίνο του μαστού κύτταρο s.c. μεταμόσχευση άμεσα και αντιστρόφως ανάλογος προς το συμμετρικό ρυθμό διαίρεση του κυττάρου καρκίνου του LTP. Οι διακεκομμένες γραμμές αντιστοιχούν στο συγκρότημα εμπιστοσύνης 95% της καμπύλης προσαρμογής που λαμβάνονται από μη γραμμικής παλινδρόμησης (y = 0,1743 – 0.001123x – 0.00002258x

2). Συντελεστής R

2 και p αξίας φαίνονται επίσης.

Η

Συνολικά τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι το συμμετρικό ρυθμό διαίρεσης αυτο-ανανέωση LTP καρκινικών κυττάρων μετρήθηκε

in vitro

χρησιμοποιώντας Σφαίρα Δοκιμασίες μπορεί να να χρησιμοποιηθεί για να προβλέψει την εξέλιξη του όγκου βασίζεται στην ιδέα ότι η αυξημένη αυτο-ανανέωση συμμετρικές διαιρέσεις των καρκινικών κυττάρων LTP θα παράγει περισσότερα καρκινικά κύτταρα έναρξης με αποτέλεσμα ένα πιο επιθετικό όγκο. Αυτά τα δεδομένα επικυρώνουν επίσης την πιθανή εφαρμογή του μοντέλου μας στον καρκίνο και υποστηρίζουν τη σημασία της κακοήθους κυτταρικό διαμέρισμα LTP στην οδήγηση της επέκτασης του όγκου και να επηρεάσει την έκβαση της νόσου.

Το μοντέλο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ταυτοποίηση παραγόντων που στοχεύουν ειδικά ο πληθυσμός των καρκινικών κυττάρων LTP εναντίον εκείνων που στοχεύουν τον πληθυσμό καρκινικών κυττάρων STP. Προηγουμένως είχαμε δείξει ότι η έκθεση των καλλιεργημένων hGBM να ΒΜΡ4 μειώνει την Κ

ll

υποδηλώνοντας ότι στοχεύει τον πληθυσμό καρκινικών κυττάρων LTP (δηλαδή καρκινικά βλαστικά κύτταρα), η οποία επιβεβαιώθηκε από τη σημαντική μείωση του