Αφηρημένο

Ιστορικό

Η φωτοδυναμική θεραπεία (PDT) χρησιμοποιεί το συνδυασμό των φωτοευαισθητοποίησης ναρκωτικών και ακίνδυνο φως για να προκαλέσει επιλεκτική βλάβη σε κύτταρα όγκου. PDT εκ τούτου, είναι μια επιλογή για την εστιακή θεραπεία του εντοπισμένου ασθένειας ή για διαφορετικά ανεγχείρητο όγκους. Επιπλέον, υπάρχουν αυξανόμενα στοιχεία ότι PDT μπορεί να επάγει συστημική ανοσία κατά του όγκου, υποστηρίζοντας τον έλεγχο των καρκινικών κυττάρων, τα οποία δεν είχαν εξαλειφθεί από την πρωτοβάθμια επεξεργασία. Ωστόσο, η επίδραση της μη-θανατηφόρο PDT για τη συμπεριφορά και την κακοήθη δυναμικό των καρκινικών κυττάρων που επιβιώνουν PDT είναι μοριακά δεν είναι καλά καθορισμένη.

Μεθοδολογία /Κύρια Ευρήματα

Εδώ έχουμε αξιολογήσει τις αλλαγές στο μεταγραφικό του ανθρώπινου γλοιοβλαστώματος (U87, U373) και ανθρώπου (PC-3, DU145) και ποντικού κύτταρα καρκίνου του προστάτη (TRAMP-C1, TRAMP-C2) μετά μη θανατηφόρο PDT

in vitro

και

in vivo

χρήση ολιγονουκλεοτιδίων μικροσυστοιχιών αναλύσεις. Βρήκαμε ότι η συνολική ανταπόκριση ήταν παρόμοια μεταξύ των διαφόρων κυτταρικών σειρών και φωτοευαισθητοποιητές τόσο

in vitro

και

in vivo

. Οι πιο ευδιάκριτα ρυθμίζεται αυξητικά γονίδια που κωδικοποιούνται πρωτεΐνες που ανήκουν σε μονοπάτια που ενεργοποιούνται από κυτταρικό στρες ή εμπλέκονται σε διακοπή του κυτταρικού κύκλου. Αυτή η απόκριση ήταν παρόμοια με την απόκριση διάσωση των κυττάρων όγκου μετά από υψηλή δόση PDT. Σε αντίθεση, τα καρκινικά κύτταρα που ασχολούνται με μη-θανατηφόρο PDT βρέθηκαν να ρυθμίζουν προς τα πάνω σημαντικά έναν αριθμό γονιδίων του ανοσιακού συστήματος, η οποία περιελάμβανε τα γονίδια χημειοκινών

CXCL2

,

CXCL3

και

IL8 /CXCL8

καθώς και τα γονίδια για IL6 και IL6R υποδοχέα του, η οποία μπορεί να τονώσει προφλεγμονώδεις αντιδράσεις, ενώ IL6 και IL6R μπορεί επίσης να ενισχύσει την ανάπτυξη του όγκου.

Συμπεράσματα

τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η PDT μπορεί να υποστηρίξει αντικαρκινικές ανοσοαποκρίσεις και είναι, ως εκ τούτου, μια ορθολογική θεραπεία, ακόμη και αν τα καρκινικά κύτταρα δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως από το πρωτογενές φωτοτοξικές μηχανισμούς μόνο. Ωστόσο, μη θανατηφόρο PDT μπορεί να τονώσει όγκου αυξητικών αυτοκρινείς βρόχους, όπως φαίνεται από την προς τα πάνω ρύθμιση IL6 και του υποδοχέα του. Έτσι, η αποτελεσματικότητα της PDT για τη θεραπεία όγκων μπορεί να βελτιωθεί με τον έλεγχο των ανεπιθύμητων και δυνητικά επιβλαβή ανάπτυξη-διεγερτικών οδών

Παράθεση:. Kammerer R, Buchner Α, Palluch Ρ, Pongratz Τ, Oboukhovskij Κ, Beyer W, et al . (2011) Επαγωγή ανοσολογικών μεσολαβητών σε γλοίωμα και κύτταρα καρκίνου του προστάτη από μη θανατηφόρες φωτοδυναμική θεραπεία. PLoS ONE 6 (6): e21834. doi: 10.1371 /journal.pone.0021834

Επιμέλεια: Ιωσήφ Najbauer, City of Hope Εθνικό Ιατρικό Κέντρο και Beckman Research Institute, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 11 Δεκ του 2010? Αποδεκτές: 13 Ιουν 2011? Δημοσιεύθηκε: 30, Ιουν 2011

Copyright: © 2011 Kammerer 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 μια επιχορήγηση από την Deutsche Krebshilfe (107.320? https://www.krebshilfe.de/deutsche-krebshilfe.html). 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

η φωτοδυναμική θεραπεία (PDT) στην ογκολογία βασίζεται στην επιλεκτική συσσώρευση ενός φωτοευαισθητοποιητή (PS) στα καρκινικά κύτταρα, ακολουθούμενη από ενεργοποίηση της από φως χαμηλής ενέργειας ιστο-διείσδυσης. Με την παρουσία του οξυγόνου, η διεγερμένη PS παράγει αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS) όπως μονήρες οξυγόνο, τα οποία είναι τοξικά για τα ζωντανά κύτταρα. [1] Υπάρχουν

Διάφορα PS τα οποία όλα έχουν τα πλεονεκτήματά τους και τα όριά τους. 5-αμινο-λεβουλινικό οξύ (5-ALA) είναι ένα φυσικό πρόδρομος για αίμης σε κύτταρα θηλαστικών. Κύτταρα μεταβολίζουν 5-ALA σε αίμη, την παραγωγή πρωτοπορφυρίνης IX (ΡρΙΧ) ως ενδιάμεσο προϊόν στα μιτοχόνδρια τους. Λόγω μετατροπή της ΡρΙΧ να αίμη είναι ένας περιοριστικός ρυθμός βήμα, ΡρΙΧ συσσωρεύεται στα καρκινικά κύτταρα, ως αποτέλεσμα της προτιμησιακής πρόσληψη και κατακράτηση του 5-ALA. ΡρΙΧ εντοπίζεται ενδοκυτταρικά στα μιτοχόνδρια και στο κυτταρόπλασμα [2]. Photofrin®, από την άλλη πλευρά, είναι μια εξωγενής φωτοευαισθητοποιητή που συσσωρεύεται επίσης σε καρκινικά κύτταρα αλλά βρίσκεται σε διάφορες κυτταρικές μεμβράνες [3]. Σε γενικές γραμμές, η ενεργοποίηση του PS που στοχεύουν τα μιτοχόνδρια να οδηγήσει σε καρκίνο κυττάρου απόπτωση, ενώ PS που συνδέουν με τις κυτταρικές μεμβράνες επάγουν κυρίως νέκρωση κυττάρου [2].

Αρχικά, ο στόχος της PDT στην ογκολογία ήταν να εξαλειφθεί πλήρως εντοπισμένους όγκους . Ωστόσο, η κλινική εφαρμογή της PDT στη θεραπεία του καρκίνου έχει τώρα αρχίσει να αλλάζει. Πρόσφατα, έχουν τρόπους επεξεργασίας έχουν εφαρμοστεί οι οποίες επιδιώκουν να εκμαιεύσει αγγειακή στόχευση ή κατά του όγκου άνοσο επιδράσεις [4] – [7]. Αυτό δείχνει ότι η PDT θα μπορούσε επίσης να είναι μια λογική θεραπευτική επιλογή για μη επιφανειακών όγκων, όπως ο καρκίνος του προστάτη και γλοιοβλάστωμα.

Ο καρκίνος του προστάτη είναι η τρίτη κύρια αιτία που σχετίζονται με τον καρκίνο των θανάτων για την αμερικανική άνδρες της Βόρειας [8]. Η κύρια θεραπεία του καρκίνου του προστάτη περιλαμβάνει ριζική προστατεκτομή, η θεραπεία αποστέρησης ανδρογόνων, ακτινοθεραπείας και βραχυθεραπείας διαπερινεϊκή. Όλες αυτές οι θεραπείες έχουν μια σειρά από ανεπιθύμητες ενέργειες που έχουν σημαντικές επιπτώσεις για τους ασθενείς [9]. Λόγω των δραματικές βελτιώσεις στις αρχές του καρκίνου του προστάτη διάγνωση εστιακό θεραπείες, όπως κρυοθεραπεία, υψηλής έντασης εστιασμένη υπερήχων και PDT αναδύονται ως νέες θεραπευτικές επιλογές [10], [11]. Το κύριο μειονέκτημα της εστιακής θεραπείας είναι η αβεβαιότητα της πλήρους εξάλειψης των κυττάρων του όγκου, ειδικά αφού λίγα είναι γνωστά για την απόκριση των καρκινικών κυττάρων που διαφεύγουν από εστιακή θεραπεία. Ένα ανεπιθύμητο σενάριο είναι ότι αυτά τα κύτταρα του όγκου κερδίσουν μεγαλύτερο κακοήθεια ή να αρχίσει να μυστικό παράγοντες που υποστηρίζουν τον πολλαπλασιασμό ή διήθηση των υπολειμματικών καρκινικών κυττάρων σε έναν παρακρινή τρόπο.

πολύμορφο γλοιοβλάστωμα (GBM) είναι η πιο κοινή και πιο επιθετικός τύπος πρωτογενή εγκέφαλο όγκων σε ανθρώπους. Ο διάμεσος χρόνος επιβίωσης των ασθενών GBM είναι 14,6 μήνες [12]. Ένα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της γλοιοβλαστώματα είναι διάχυτη διηθητική φύση τους [13]. Πρόσφατα παρατηρήθηκε ότι εκτομή με φθορίζουσα καθοδήγηση και επαναλαμβανόμενο PDT μπορεί να παρατείνει σημαντικά την μέση επιβίωση σε ασθενείς με GBM [14], [15]. Επιπλέον, η μακροχρόνια επιβίωση των ασθενών με GBM μετά ΡρΙΧ-based ΡϋΤ αναφέρθηκε από άλλες κλινικές μελέτες [16], [17]. Παρά αυτές τις πολλά υποσχόμενες παρατηρήσεις διάφορα θέματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν για τη βελτιστοποίηση της PDT ως θεραπευτική επιλογή για την GBM. Για παράδειγμα, η απόκριση των καρκινικών κυττάρων που επιβιώνουν PDT λόγω της προηγμένης διείσδυση τους στην κανονική εγκεφαλικό ιστό δεν είναι καλά καθορισμένη, αλλά θα μπορούσε να είναι ένας στόχος για έναν επικουρικής θεραπείας.

Έχουμε αναφέρει προηγουμένως πως το μεταγραφικό του ο καρκίνος του προστάτη κυτταρική γραμμή PC-3 ανταποκρίνεται στην 5-ALA-based ΡϋΤ [18]. Αναπάντεχα τα κύτταρα PC-3 απορυθμίζεται όχι μόνο το άγχος και την επιδιόρθωση του DNA των γονιδίων αλλά επίσης και γονίδια που κωδικοποιούν για πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην ρύθμιση των ανοσολογικών αποκρίσεων συμπεριλαμβανομένων ορισμένων χημειοκινών και κυτοκινών. Ως εκ τούτου, θα θέλαμε να γνωρίζουμε εάν ή όχι αυτή η παρατήρηση ισχύει και για άλλες PS, για άλλες κυτταρικές σειρές καρκίνου του προστάτη, για καρκινικά κύτταρα άλλης προέλευσης ιστού και για όγκους

in vivo

. Για το σκοπό αυτό έχουμε συγκριτικά ανέλυσε το γονιδίωμα-ευρεία μεταγραφικό αλλαγές μετά χαμηλού επιπέδου, μη-θανατηφόρο PDT σε δύο ανθρώπινες κυτταρικές σειρές προστάτη και γλοιοβλάστωμα η κάθε μία, σε σύγκριση με το μεταγραφικό της γραμμής ανθρώπινου καρκίνου του προστάτη PC-3 μετά από 5-Ala- και photofrin με έδρα PDT και αναλύθηκαν τις μεταγραφικές αλλαγές των κυττάρων του καρκίνου του προστάτη ποντικού υποδορίως μεταμοσχευθεί σε αλμπίνο ποντικούς C57BL /6 κατόπιν PDT. Παρατηρήσαμε, ανεξάρτητα από την καταγωγή του ιστού και τον τύπο του ευαισθητοποιητή, σημασμένη μεταγραφική διέγερση των γονιδίων που κωδικοποιούν για προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες, οι οποίες διεγείρουν και να προσελκύσει κυρίως μυελοειδή λευκοκύτταρα και, συγχρόνως, η ενεργοποίηση των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε διακοπή του κυτταρικού κύκλου. Στο σύνολό τους, η αναπόφευκτη ελλιπής καταστροφή του ιστού του όγκου από PDT υπό κλινική ρυθμίσεις μπορεί να υποστηρίξει ακόμα και αντικαρκινικές ανοσολογικές αποκρίσεις.

Αποτελέσματα

Ευαισθητοποίηση και την ακτινοβολία τους όρους για τη μη-θανατηφόρο

in vitro

PDT

για να είναι σε θέση να φορτώσει επαναλήψιμα καρκινικά κύτταρα με φωτοευαισθητοποιητή προσδιορίσαμε την κινητική και 5-ALA συγκέντρωση εξάρτηση του σχηματισμού ΡρΙΧ στις κυτταρικές σειρές όγκων που χρησιμοποιείται. Έχουμε επιλέξει δύο ανθρώπινου προστάτη (PC-3, DU145) και δύο κυτταρικές γραμμές γλοιοβλαστώματος (U87, U373), καθώς και κυτταρικές γραμμές καρκινώματος προστάτη ποντικού TRAMP-C1 και TRAMP-C2 που προέρχονται από όγκους του διαγονιδιακού γραμμή ποντικού «διαγονιδιακό μοντέλο του καρκίνου του προστάτη »(TRAMP) [19], [20]. Η συσσώρευση φωτοευαισθητοποιητή ποσοτικοποιήθηκε με κυτταρομετρία ροής (σχήμα 1 Ε). Σημειώσαμε μεγάλη γραμμή-ειδικές διαφορές κυττάρων στα επίπεδα του σχηματισμού ΡρΙΧ μετά από επώαση με τον πρόδρομο ΡρΙΧ 5-ALA (Σχήμα 1Α-C, E). Αυτό θα μπορούσε να οφείλεται σε διαφορές στα επίπεδα της ΑΤΡ-σύνδεσης ABCG2 μεταφορέα κασέτας η οποία είναι γνωστό ότι είναι υπεύθυνη για την εξαγωγή ΡρΙΧ από κύτταρα [21]. Πράγματι, η παρουσία του ABCG2 mRNA στους διάφορους κυτταρικές σειρές συσχετίζεται με χαμηλά επίπεδα ΡρΙΧ μετά από επώαση με 5-ALA με τα υψηλότερα ποσά των ABCG2 mRNA που παρατηρήθηκε για TRAMP-C1 και TRAMP-C2 κύτταρα τα οποία εμφάνισαν τα χαμηλότερα επίπεδα ΡρΙΧ ( Σχήμα S1? Σχήμα 1). Επιπλέον, η συγκέντρωση του φωτοευαισθητοποιητή ελαττώθηκε 2-3 φορές όταν η επώαση με 5-ALA διεξήχθη υπό την παρουσία ορού στο μέσο (Σχήμα 1 Β, C). Αυτό ήταν πιθανώς λόγω της σύνδεσης του φωτοευαισθητοποιητή με την αλβουμίνη του ορού φορά μεταφέρεται έξω από το κύτταρο, μετατοπίζοντας έτσι τα επίπεδα σταθερής κατάστασης ΡρΙΧ [22], [23]. Με βάση αυτά τα δεδομένα, μια περίοδος επώασης 16 ώρες με 50 μg /ml 5-ALA με την παρουσία ή απουσία 5% ορό επιλέχθηκε για τον ανθρώπινο προστάτη (PC-3, DU145) και το ανθρώπινο γλοιοβλάστωμα και ποντικού κυτταρικές σειρές καρκίνου του προστάτη (U87, U373? TRAMP-C1, TRAMP-C2), αντίστοιχα. Επιλέχθηκε μάλλον χαμηλή αλλά αποτελεσματικά ερεθιστική συγκέντρωση photofrin (5 μg /ml) για να αποφευχθεί πιθανή κυτταροτοξικότητα σε απουσία φωτός (Σχήμα 1 D).

Καρκινικά κύτταρα επωάστηκαν με 50 μg /ml (Α, Ε) ή με τις αναφερόμενες συγκεντρώσεις του 5-ALA (Β, C) ή photofrin (D) υπό την παρουσία (PC-3, U373? Α, D, Ε και κόκκινες γραμμές στο Β, C) ή απουσία 5% ορό (TRAMP -C1, TRAMP-C2? Α και μπλε γραμμές στο Β, C). Εκτός αν αναφέρεται διαφορετικά, το περιεχόμενο ΡρΙΧ των κυττάρων μετρήθηκε ποσοτικά μετά από 16 ώρες με χρήση κυτταρομετρίας ροής στο κανάλι φθορισμού 3 (μέσες τιμές ± τυπική απόκλιση). Αντιπροσωπευτικά ιστογράμματα για 5-ALA-αγωγή κυτταρικών σειρών ανθρώπινου όγκου φαίνεται στα μη επεξεργασμένα κύτταρα Ε χρησιμοποιήθηκαν ως έλεγχος? ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα ελέγχου χωρίς 5-ALA επώασης εμφανίζεται (κόκκινο συμπληρωθεί καμπύλη). Οι φωτοευαισθητοποιητές έδειξε κορέσιμη συσσώρευση ανάλογα με το χρόνο επώασης και τη συγκέντρωση. Ορού στο μέσο καλλιέργειας μειώνεται έντονα σχηματισμός ΡρΙΧ ALA-based. Οι προϋποθέσεις για ευαισθητοποιητής φόρτωσης που χρησιμοποιούνται για τις αναλύσεις μεταγραφικό υποδεικνύονται με κάθετες διακεκομμένες γραμμές. AU, αυθαίρετες μονάδες.

Η

Στη συνέχεια, το φως δόσεις για την ακτινοβόληση των ευαισθητοποιημένων κυττάρων καθορίστηκαν η οποία θα επιτρέπει την επιβίωση των κυττάρων για μία περίοδο 24 h έως 48 h, κατά την οποία τα κατεστραμμένα κύτταρα θα μπορούσε να ενεργοποιήσει γονίδια. Βρήκαμε ότι οι συνθήκες PDT η οποία προκάλεσε μείωση της δραστηριότητας στην δοκιμασία κυτταρικής βιωσιμότητας κατά 30% 24 ώρες μετά την ΡϋΤ σε σύγκριση με ένα μη ακτινοβολημένα κυτταρική καλλιέργεια μάλλον οδήγησε σε αναστολή της ανάπτυξης με μικρή ή καθόλου απώλεια των κυττάρων εντός περιόδου 48 h (Σχήμα 2Ε). Για να προσδιοριστεί η δόση φωτός επάγει μία μείωση κατά 30% της βιωσιμότητας των κυττάρων μέσω της μέτρησης μιτοχονδριακή δραστικότητα, τα κύτταρα ευαισθητοποιήθηκαν όπως περιγράφεται ανωτέρω και ακτινοβολήθηκαν με αυξανόμενες δόσεις του φωτός λέιζερ. Απώλεια της κυτταρικής βιωσιμότητας αυξήθηκε με τον χρόνο μετά την ακτινοβόληση και ελαφριά δόση και διέφερε μεταξύ των κυτταρικών σειρών. Για παράδειγμα, ένα 4-φορές υψηλότερη δόση φωτός ήταν απαραίτητη για να προκαλέσει μια μείωση κατά 30% του 24 κυτταρικής βιωσιμότητας ώρες μετά PDT για κύτταρα DU145, σε σύγκριση με U373 ή κύτταρα TRAMP-C1 (Σχήμα 2Α-D? Πίνακας S1). Αυτή η διαφορική ευαισθησία των διαφόρων κυτταρικών σειρών δεν σχετίζεται με την ικανότητά τους να συσσωρεύονται ΡρΙΧ παρουσία του 5-ALA. Είναι ενδιαφέρον ότι οι δόσεις φωτός που οδηγούν στην ίδια απώλεια 30% της βιωσιμότητας των κυττάρων που προκαλείται από ένα διαφορετικό επίπεδο απόπτωσης στα αναλύθηκαν ανθρώπινες κυτταρικές σειρές, όπως μετράται με την ενεργοποίηση της κασπάσης 3 και κασπάση 7. ότι δεν παρατηρήθηκε καμία ή ένα περιθωριακό επίπεδο απόπτωσης σε οι καρκίνου του προστάτη κυτταρικές γραμμές DU145 και PC-3, αντίστοιχα, τη μέγιστη απόπτωση παρατηρήθηκε στις κυτταρικές γραμμές γλοιοβλαστώματος υπό τις ίδιες συνθήκες (Εικόνα 2F).

Ανθρώπινο (Α, Β, DF) ή κύτταρα όγκου ποντικού ( C) ευαισθητοποιήθηκαν με επώαση με 50 μg /ml 5-ALA (DU145: 100 μg /ml) ή με τις υποδεικνυόμενες συγκεντρώσεις photofrin για 16 ώρες υπό την παρουσία (Α, D, Ε? F, PC-3, DU145 ) ή απουσία του 5% ορό (Β, C? F, U87, U373). Τα κύτταρα ακτινοβολήθηκαν με φως λέιζερ (635 nm) παρέχοντας τις υποδεικνυόμενες δόσεις φωτός. Μετά τις υποδεικνυόμενες χρόνους, η βιωσιμότητα των κυττάρων και caspase3 7 ενεργοποίησης /προσδιορίσθηκαν και εμφανίζονται είτε ως% του μάρτυρα για κάθε χρονικό σημείο (Α-D, F) ή σε σχετικές μονάδες φθορισμού (RFU? Ε, F). Σημειώστε τη διαφορετική ροπή του προστάτη και γλοιώματος κύτταρα να υποφέρουν από απόπτωση σε χαμηλή δόση PDT.

Η

Η μεταγραφή ενός υποσυνόλου χημειοκίνης και κυτοκίνης γονιδίων είναι ιδιαίτερα ρυθμισμένη προς τα πάνω σε καρκινικά κύτταρα μετά μη θανατηφόρο

in vitro

PDT

Για τον προσδιορισμό των γονιδίων τα οποία απορυθμισμένη 4 ώρες και 24 ώρες μετά μη θανατηφόρο PDT εκτελέσαμε ανάλυση μεταγραφικό των ακτινοβολημένων και μη ακτινοβολημένων ανθρώπινων και καρκινικών κυττάρων ποντικού ευαισθητοποιήθηκαν με επώαση με 5 -Ala (οι συνθήκες συνοψίζονται στον πίνακα S1). Ένα μεγάλο κλάσμα των συνόλων /γονιδίων ρυθμίζεται αυξητικά μετά PDT μοιράστηκε μεταξύ κυτταρικών σειρών ακόμη και μεταξύ κυτταρικές σειρές που προέρχονται από όγκους διαφόρων ιστών προέλευσης ανιχνευτή (π.χ., ~30-60% 24 ώρες μετά την ΡϋΤ? Πίνακα S2, S3 Πίνακας). Διαδρομή αναλύσεις χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Gene Set Εμπλουτισμός Ανάλυσης (GSEA) αποκάλυψε ότι 24 ώρες μετά την ακτινοβολία, από το σύνολο των 3.479 γονιδίων συνόλων, 208 γονίδιο σετ ήταν σημαντικά ρυθμισμένη προς τα πάνω σε κύτταρα γλοιοβλαστώματος, 156 γονίδιο σύνολα στον καρκίνο του προστάτη, και 508 σύνολα γονιδίου σε τα συνδυασμένα δείγματα (ρ & lt? 0,01) (Πίνακας S4). Τα σύνολα των γονιδίων πιο περίοπτη θέση ρυθμίζεται προς τα πάνω σε όλες τις κυτταρικές σειρές ανήκουν σε μονοπάτια που ενεργοποιούνται από κυτταρικό στρες, συμπεριλαμβανομένων των διαδικασιών που κινήθηκαν από βλάβη μέσα από το υπεριώδες φως, υποξία και ιονίζουσα ακτινοβολία καθώς και τα σύνολα γονιδίων, οι κωδικοποιημένες πρωτεΐνες που εμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό ( «αρνητική ρύθμιση της κυτταρικής κύκλος «,» διακοπή του κυτταρικού κύκλου «και» απόπτωση «? Πίνακας 1). Πιο σημαντικά, ένας αριθμός των ανοσοποιητικών οδοί μεταγραφικά ενεργοποιούνται από μη θανατηφόρο PDT, όπως οδοί περιλαμβάνουν «προφλεγμονώδεις γονίδια», «μονοπάτι ιντερφερόνη-β» και «ενεργοποίηση των ουδετερόφιλων στην επούλωση των πληγών» (Πίνακας 1? Σχήμα 3). Το γονίδιο Gene Ontology σύνολα πιο σημαντικά προς τα κάτω σε όλα τα αναλύθηκαν κυτταρικές γραμμές βρέθηκαν να συνδέονται με μιτοχονδριακές οδούς (3 στα 5), η οποία είναι σύμφωνη με τα μιτοχόνδρια είναι η θέση της παραγωγής ΡρΙΧ και πρωτογενών βλάβη από ROS (Πίνακας S4) .

ανάλυση Gene σύνολο εμπλουτισμού (GSEA) αποκάλυψε την ενεργοποίηση μιας σειράς γονιδίων 24 ώρες μετά από μη θανατηφόρο PDT από όλες τις κυτταρικές σειρές 4 του προστάτη και του γλοιοβλαστώματος (τα στοιχεία που παρουσιάζονται για PC-3), η οποία βρίσκεται επίσης σε είναι χαρακτηριστικό για την ενεργοποίηση των ουδετερόφιλων κατά τη διάρκεια της επούλωσης του τραύματος [55]. Προς τα πάνω ρύθμιση απεικονίζεται από τη συγκέντρωση των κατακόρυφων μαύρες γραμμές (οι οποίες αντιπροσωπεύουν θέσεις που μέλος γονιδίου εντός του πίνακα κατάταξης γονιδίου) στην αριστερή πλευρά της λίστας γονιδίου ( «μηδέν σταυρός»? Δείτε «οικόπεδο καταρράκτη» στο κάτω μέρος του γραφήματος) . Η διανομή αυτή οδηγεί σε ένα αποτέλεσμα υψηλής και σημαντικό εμπλουτισμό (μέγιστη απόκλιση της πράσινης γραμμής από το μηδέν? P & lt? 0.001 και ποσοστό εσφαλμένης ανακάλυψη (FDR) & lt? 0.001).

Η

Τέσσερις ώρες μετά μη θανατηφόρο PDT, μεταγραφές «γονιδίων πρώιμης απόκρισης» ήταν μεταξύ των πιο έντονα επάγονται και πιο ιδιαίτερα εκφραζόμενα γονίδια σε αμφότερες ανθρώπινη και ποντικού κύτταρα όγκου (Σχήμα 4, Πίνακας S2, S3 πίνακα, το Σχήμα S2A-C). Αυτή η ομάδα γονιδίων κωδικοποιεί μεταγραφικών παραγόντων όπως FBJ ποντικού οστεοσάρκωμα ογκογονίδιο ιού ομόλογο (FOS), ΙΟΥΝ, παράγοντα ενεργοποίησης της μεταγραφής 3 (ATF3), έγκαιρης ανάπτυξης 1 (EGR 1) και βλάβη του DNA που επάγεται από απομαγνητοφώνηση 3 (DDIT3). Προς τα πάνω ρύθμιση αυτών των γονιδίων με τη σειρά του οδηγεί σε μεταγραφή τυπικά γονίδια στρες σαν την πρωτεΐνη θερμικού σοκ γονίδια (HSP) και μπορεί να ξεκινήσει G1 σύλληψη και απόπτωση (DDIT3) [24], [25]. Πράγματι, επαγώγιμοι μέλη της οικογένειας γονιδίων HSP, δηλαδή θερμικού σοκ 70 kDa πρωτεΐνη 6 (

HSPA6

) που ακολουθείται στην ταξινόμηση με

HSPA1A

και

HSPA1B

ήταν η πιο δεσπόζει που προκαλείται γονίδια 4 ώρες μετά PDT στις κυτταρικές σειρές όγκων ανθρώπου (Σχήμα 4Α-D). Στα ποντικού TRAMP-C1 και TRAMP-C2 κύτταρα μεταγραφές των ορθόλογα των δύο τελευταίων μέλη ήταν διαδεδομένη 4 ώρες μετά PDT (Σχήμα S2B, C). Η κυριαρχία της μετεγγραφής του πρώιμου παράγοντα μεταγραφής απόκρισης και γονιδίων HSP χάθηκε 24 ώρες μετά την PDT, που συνοδεύτηκε από αυξημένη δραστηριότητα των δύο μεγάλων ομάδων γονιδίων που εμπλέκονται σε αντίθετες κυτταρικών διαδικασιών. Ένα έντονα τονωθεί και σε υψηλό επίπεδο εκφράζεται ομάδα γονιδίων που κωδικοποιεί πρωτεΐνες οι οποίες εμφανίζουν αντι-πολλαπλασιαστική, προ-αποπτωτικών και αντι-επεμβατική λειτουργίες επάγεται από γονοτοξικό στρες, όπως ROS (αναστολή της ανάπτυξης και βλάβη του DNA που επάγεται από βήτα (GADD45B), dual-ειδική φωσφατάση 1 (DUSP1), ADAM μεταλλοπεπτιδάση με θρομβοσπονδίνης τύπου 1 μοτίβου 1 (ADAMTS1), ομοκυστεΐνη επαγόμενο, ενδοπλασματικό δίκτυο στρες επαγόμενο ουμπικουϊτίνης-σαν μέλος του τομέα 1 (HERPUD1) [26], ο ψευδάργυρος πρωτεΐνη δακτύλου 36 (ZFP36)? διαφοροποίηση ανάπτυξη συντελεστής 15 /NSAI-ενεργοποιημένο γονίδιο 1 (GDF15 /NAG-1 [27], σπερμιδίνη /σπερμίνη Ν1-ακετυλοτρανσφεράση 1 (SAT-1) [28]). Η δεύτερη ομάδα των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτείνες οι οποίες είναι γνωστό ή υποτίθεται ότι πρέπει να ενισχυθεί η επιβίωση των κυττάρων μετά κυτταρικό στρες με αναστολή της απόπτωσης και διακοπή του κυτταρικού κύκλου (

εγκεφάλου που εκφράζονται φυλοσύνδετη 2

(

BEX2

) [25]) ή με την υποστήριξη αποτοξίνωση των επιβλαβών ενώσεων που παράγονται από ROS (

aldo-κετο αναγωγάσης 1C1

/

1C2

(

AKR1C1

/

AKR1C2

)) (Εικόνα 4Α-D).

όγκων κύτταρα υποβλήθηκαν σε μη θανατηφόρες PDT μετά την ευαισθητοποίηση με 5-ALA (A, C-F) ή photofrin (Β). Ολικό RNA απομονώθηκε 4 και 24 ώρες μετά την PDT και αναλύθηκαν με υβριδισμό προς μικροδιατάξεις ολιγονουκλεοτιδίων. Μετά την κανονικοποίηση, φορές μεταβολής της γονιδιακής έκφρασης μεταξύ των αντίστοιχων ακτινοβολημένων και μη ακτινοβοληθέντα δείγματα υπολογίστηκε και συναρτήσει του επιπέδου έκφραση αφού περάσει PDT. Μόνο γονίδια ( «σετ καθετήρα») παρουσιάζεται το οποίο ήταν πάνω και κάτω-ρυθμίζονται ≥3 φορές και για τα οποία «παρούσα πρόσκληση» είχε καταχωρηθεί για όλα τα ακτινοβολημένα και μη ακτινοβολημένα δείγματα, αντίστοιχα. Η πιο έντονα up-ή προς τα κάτω οι -regulated και πλέον εντόνως εκφρασμένα γονίδια στα δείγματα που προσδιορίζονται από τα σύμβολα γονιδίου. πολλαπλά απεικόνιση των συμβόλων γονιδίου προκύπτουν από την παρουσία πολλαπλών συνόλων ανιχνευτή για μεμονωμένα γονίδια. τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες του ανοσοποιητικού διαμορφωτική επιπροσθέτως σημειώνονται με μικρούς κύκλους. Σημειώστε ότι τα τελευταία γονίδια είναι από τα πιο έντονα ρυθμισμένη προς τα πάνω γονίδια. Ένας κωδικός χρώματος χρησιμοποιήθηκε για να κάνουν διακρίσεις ομάδες γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που σχετίζονται με λειτουργικά (βλέπε πλαίσιο Εικόνα μύθο). για όλα τα δείγματα μέσες τιμές έκφραση από αντίγραφα χρησιμοποιήθηκαν. FU, μονάδες φθορισμού.

Είναι ενδιαφέρον ότι, μεταξύ των γονιδίων ιδιαίτερα αυξητικά από τα κύτταρα του όγκου μετά PDT ήταν ένας αριθμός γονιδίων ανοσολογικής απόκρισης, κυρίως χημειοκίνης και γονίδια κυτοκίνης καθώς και γονίδια χημειοκίνης και κυτοκίνης υποδοχέα (Σχήμα 4, Σχήμα 5). Η έκφραση ενός σημαντικού κλάσματος των γονιδίων αυτών ρυθμίζεται αυξητικά σημαντικά 24 ώρες μετά την ΡϋΤ συχνά σε αμφότερες τις κυτταρικές σειρές του προστάτη και το γλοιοβλάστωμα (Ρ & lt? 0,05? Αμφίδρομη-ANOVA test). Ανάμεσα στα πιο σταθερά ρυθμισμένη προς τα πάνω γονίδια ήταν τα γονίδια των χημειοκινών

CXCL2

,

CXCL3

και

ιντερλευκίνη-8

(

IL8

) /

CXCL8

καθώς και το γονίδιο κυτοκίνης

IL6

(Σχήμα 5Α-C, H). Προς τα πάνω ρύθμιση του

CXCL2

,

CXCL3

γονίδια παρατηρήθηκε ήδη 4 ώρες μετά PDT στις περισσότερες κυτταρικές σειρές (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Η ανάλυση έκφρασης του δικτύου των γονιδιακών προϊόντων που αλληλεπιδρούν με IL6 αποκάλυψε μια πιθανή autostimulatory βρόχο σε κύτταρα PC-3 που περιλαμβάνει IL6 και υπομονάδες υποδοχέα του IL6R /IL6RA και IL6ST /IL6RB (Σχήμα 6). Αξίζει να σημειωθεί ότι, η έκφραση του

CCAAT /πρωτεΐνη δέσμευσης ενισχυτή β

(

CEBPB

) το οποίο κωδικοποιεί ένα μεταγραφικό παράγοντα που είναι γνωστό ότι εμπλέκονται στη ρύθμιση της έκφρασης των

IL6

, ήταν 3 φορές σε 4,2 και-φορές προκαλούμενη 4 ώρες και 24 ώρες μετά PDT, αντίστοιχα (δεν δείχνεται). Επιπλέον, γονίδια που κωδικοποιούν τόσο αρνητικές όσο και θετικές ρυθμιστές της IL-6 σηματοδότησης και συγκεκριμένα κατασταλτικά κυτοκίνης σηματοδότησης 3 (SOCS3) και Janus κινάση 1 (JAK1) /JAK2, αντίστοιχα, ρυθμίζεται προς τα πάνω. Για το

IL6

γονίδιο έχουμε δείξει στο παρελθόν ότι μεταγραφική ρύθμιση προς τα πάνω μεταφράζεται επίσης σε αυξημένη έκκριση της κωδικοποιημένης πρωτεΐνης από κύτταρα PC-3 μετά από 5-ALA-based ΡϋΤ [18]. Δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική ενεργοποίηση παρατηρήθηκε για μερικά γονίδια χημειοκίνης και κυτοκίνης (π.χ.,

CXCL1

(Ρ = 0,25),

CCL26

(Ρ = 0,24? Δεν παρουσιάζονται τα δεδομένα)?

IL18

, σχήμα 5J)?

CXCL14

βρέθηκε να ρυθμίζεται προς τα κάτω σημαντικά (Σχήμα 5Ε). Για την επικύρωση των στοιχείων έκφρασης που λαμβάνεται με τα πειράματα μικροσυστοιχιών ολιγονουκλεοτιδίου αναλύσαμε τα επίπεδα του mRNA ενός επιλεγμένου συνόλου γονιδίων (IL6, CXCL8 και CXCL14) σε ολικό RNA από PDT επεξεργασμένα και τα κύτταρα ελέγχου 24 ώρες μετά την ακτινοβόληση. Βρήκαμε μια καλή συμφωνία μεταξύ των δύο σύνολα τιμών έκφραση καθορίζεται από τις δύο διαφορετικές μεθόδους ποσοτικού προσδιορισμού (Σχήμα S3, Εικόνα 5). Αυτό αντανακλάται συντελεστές προσδιορισμού R

2 κοντά στο 1,0 (0,947 ± 0,072) και μια παρόμοια στατιστικά σημαντική απότομη ανωφέρεια (IL6, CXCL8) και προς τα κάτω ρύθμιση (CXCL14), όπως διαπιστώθηκε με τη χρήση του συνόλου δεδομένων μικροσυστοιχιών ολιγονουκλεοτιδίων.

τα καρκινικά κύτταρα υποβλήθηκαν σε μη θανατηφόρες PDT μετά την ευαισθητοποίηση με 5-ALA ή photofrin και RNA αναλύθηκε μετά από 24 ώρες από την ανάκτηση PDT με υβριδισμό σε ολιγονουκλεοτιδικούς μικροσυστοιχίες όπως περιγράφεται στο Υπόμνημα με το Σχήμα 4. οι μέσες τιμές έκφραση σε σχετικό φθορισμό οι μονάδες (RFU) και τις αποκλίσεις τους εξέφρασαν την ιντερλευκίνη και χημειοκινών και ιντερλευκίνης και του υποδοχέα χημειοκινών γονίδια που φαίνεται. Για το

CXCL8

και

CXCL14

γονιδίων η 202859_x_at και 222484_s_at σετ καθετήρα χρησιμοποιήθηκαν, αντίστοιχα. Για PC-3 και τα δείγματα U87 μέσες τιμές έκφραση από διπλότυπα, για DU145 και δείγματα U373 χρησιμοποιήθηκαν μόνο οι μετρήσεις. επίπεδα σημαντικότητας (Ρ) υπολογίστηκαν με τη χρήση διπλής κατεύθυνσης ANOVA.

Η

Οι αλλαγές της γονιδιακής έκφρασης 4 ώρες και 24 ώρες μετά την PDT μετριέται με αναλύσεις μικροσυστοιχιών ολιγονουκλεοτίδιο απεικονίζονται ως φορές μεταβολής (φθορισμός των ακτινοβολημένων /μη -irradiated δείγμα). Το μέγεθος της φορές η αλλαγή καταδεικνύεται από διαφορετικά χρώματα (& lt? 1,2-φορές, λευκό? ≥1.2 φορές, & lt? 2-φορές, πορτοκαλί? ​​≥2 φορές, κόκκινο). Το ισχυρότερο αυξητική ρύθμιση της έκφρασης παρατηρήθηκε για το

IL6

γονίδιο (12,3-πλάσια) που θα μπορούσαν μέρος μιας autostimulatory βρόχου με τις επίσης ρυθμίζεται προς τα πάνω υπομονάδες υποδοχέα IL6 (IL6R και IL6ST). Το μέγεθος των οβάλ δείχνει το απόλυτο επίπεδο έκφρασης μετά PDT (& lt? 100 FU, μικρό σύμβολο? ≥100, & lt? 1000, μέσο σύμβολο? ≥1000, μεγάλο σύμβολο). Οι γραμμές μεταξύ των ωοειδών συμβολίζουν διάφορους τύπους αλληλεπίδρασης μεταξύ των πρωτεϊνών ή γονιδίων.

Η

Ωστόσο, υπάρχει επίσης ένα κλάσμα των γονιδίων (~ 25%) η οποία κατά προτίμηση ρυθμίζεται αυξητικά (≥4 φορές) σε PC-3 ή U87 κύτταρο και συνεπώς ενδέχεται να εμφανίζουν ιστού προέλευσης-ειδική διέγερση. Οι πιο διαφορικά διεγείρονται γονίδια τα οποία είτε ήδη συγκριτικά υψηλής έκφρασης στην αδιάφορη κυτταρική σειρά (π.χ.,

EGR1

,

IL11

,

AKR1C1-3

στο U87? CD55 στο PC -3) ή μάλλον δεν ανήκουν στο ρεπερτόριο των γονιδίων που εκφράζονται στην αντίστοιχη κυτταρική γραμμή (

πυρηνικών υποδοχέων υποοικογένεια 4 ομάδα μέλος 1

(

NR4A1

),

παράγοντα νέκρωσης των όγκων -α πρωτεΐνης που προκαλείται από 6

(

TNFAIP6

),

αφυδρογονάση /αναγωγάσης (SDR οικογένεια) μέλος 9

(

DHRS9

),

εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάσης αναστολέα 1Α

(

Kip2

) στο U87) (Πίνακας S5)

σε σύγκριση, μόνο λίγα γονίδια /σύνολα ανιχνευτών μειωτικά & gt?. 3 φορές μετά την PDT (Σχήμα 4Ε , F και τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Τα πιο έντονα εκφρασμένα γονίδια που μειωτικά συχνά κωδικοποιημένα κυτταρική ανάπτυξη και πρωτεϊνών προωθώντας την επιβίωση.

ROS-γονίδια που επάγονται από τα πιο αποτελεσματικά ρυθμίζεται προς τα πάνω από 5-ALA-PDT βάση από ό, τι από photofrin μεσολάβηση PDT

είναι ενδιαφέρον ότι, αν και παράγεται ενδογενώς ΡρΙΧ και το συνθετικό ολιγομερείς photofrin πορφυρίνη πιστεύεται ότι δρουν σε διαφορετικά κυτταρικά διαμερίσματα [3], ένα παρόμοιο σύνολο γονιδίων ρυθμίζεται αυξητικά τόσο σε 4 ώρες και 24 ώρες μετά μη θανατηφόρο PDT σε PC-3 κύτταρα (Σχήμα 4Α, Β). Ωστόσο, παρά ένα παρόμοιο επίπεδο αναστολής της κυτταρικής βιωσιμότητας 4 ώρες μετά μη θανατηφόρο PDT (5-ALA 15 ± 3%? Photofrin 17,5 ± 0,5%? Πίνακας 1) 14% (28/204) των συνόλων γονιδίων /ανιχνευτή, τα οποία ήταν περισσότερο από 3-φορές προς τα πάνω ρυθμισμένη μετά από 5-ALA-based ΡϋΤ, παρουσίασαν ένα ≥4 φορές υψηλότερη μεταγραφική ενεργοποίηση σε σύγκριση με αυτή που παρατηρήθηκε μετά photofrin μεσολάβηση PDT (Πίνακας S6). Οι προτίμηση ρυθμισμένη προς τα πάνω γονίδια που εκφράζονται σε υψηλό επίπεδο αποτελείται, μεταξύ άλλων γονιδίων, γονιδίων πρώιμης απόκρισης (

FOS

), γονίδια HSP (

HSPD1, HSPA6

), τα γονίδια κυτταρικής επιβίωσης (σύμπλεγμα ιστόνης 1 γονίδια), καθώς και γονίδια ανοσολογική απόκριση (

IL1A

,

CCL26

). Σε αντίθεση, κανένα γονίδιο εκφράζεται ισχυρά μετά PDT (& gt? 1000 RFU). Εκλεκτικά διεγείρεται από photofrin που βασίζεται PDT (Πίνακας S6)

Η μεταγραφική ρύθμιση προς τα άνω των προφλεγμονωδών γονιδίων σε όγκους TRAMP-C2 μετά μη θανατηφόρο PDT

Επειδή η έκφραση της χημειοκίνης και κυτοκίνης γονίδια ρυθμίζεται αυξητικά με συνέπεια σε κυτταρικές γραμμές μετά από 5-ALA-based ΡϋΤ

in vitro

, εξετάσαμε αν 5-ALA-based ΡϋΤ θα μπορούσε επίσης να επάγει την έκφραση του προφλεγμονωδών γονιδίων σε όγκους, η οποία θα μπορούσε να υποστηρίξει κατά του όγκου άνοσο αντιδράσεις. Χρησιμοποιήσαμε ως μοντέλο όγκου κύτταρα όγκου προστάτη ποντικού TRAMP-C2 καλλιεργούνται υποδόρια σε albino ποντικούς C57BL /6, η οποία επέτρεψε τη διαδερμική ακτινοβόληση του όγκου με ορατό φως. Πρώτα βελτιστοποιημένες συνθήκες ευαισθητοποίηση με μέτρηση της συγκέντρωση του φωτοευαισθητοποιητή στο δέρμα πάνω από τον όγκο μετά ε.π. ένεση 5-ALA ως προσέγγιση για τον σχηματισμό φωτοευαισθητοποιητή στον ιστό του όγκου. Στις περισσότερες ποντίκια, τα μέγιστα επίπεδα ΡρΙΧ στο δέρμα επιτεύχθηκαν μετά από 2-3 ώρες (Εικόνα 7Α). Μια παρόμοια κινητική της συσσώρευσης ΡρΙΧ παρατηρήθηκε με φασματοφωτομετρικό προσδιορισμό της ΡρΙΧ στα εκχυλίσματα του όγκου (Σχήμα 7Β).

Η κινητική της συσσώρευσης ΡρΙΧ σε ιστούς ποντικού μετά από ε.π. ένεση 5-ALA προσδιορίστηκε είτε με άμεση μέτρηση του φθορισμού ΡρΙΧ στο δέρμα που καλύπτει τον όγκο (Α) ή με φθορισμό σπεκτροσκοπικά προσδιορισμό της ΡρΙΧ στα εκχυλίσματα όγκου από ένα και μόνο ποντικό κάθε που θυσιάστηκε στον υποδεικνυόμενο χρόνο (Β). ΡρΙΧ συσσώρευση σε διαφορετικούς ιστούς σε σχέση με TRAMP-C2 όγκους 3,5 ώρες μετά την ένεση 5-ALA φαίνεται στο (C). Στο (Α), ένα τυπικό κινητική της συσσώρευσης ΡρΙΧ στο δέρμα εμφανίζεται. Μέγιστη συγκέντρωση του φωτοευαισθητοποιητή στο δέρμα και του όγκου του ιστού παρατηρήθηκε ~ 180 λεπτά μετά την ένεση 5-ALA. Οι όγκοι υποβλήθηκαν σε PDT (75 J /cm

2) μετά την ευαισθητοποίηση με 5-ALA για 180 λεπτά. Σημειώστε, ότι το 5-ALA μεσολάβηση PDT μετά από μέγιστη ευαισθητοποίηση είχε μόνο ένα οριακό (D) ή παροδικές ανασταλτική επίδραση στην ανάπτυξη του όγκου (Ε) ακόμη και μετά την εφαρμογή διπλούν μία εβδομάδα. Για την ανάλυση μεταγραφικό ευαισθητοποιημένες όγκους από ένα μόνο ποντίκι κάθε υποβλήθηκαν σε θεραπεία ή όχι με φως λέιζερ (635 nm? 75 J /cm

2), αποκόπηκε 4, 14 ή 24 ώρες μετά την ακτινοβόληση. RNA απομονώθηκε και αναλύθηκε με υβριδισμό με ολιγονουκλεοτίδιο μικροσυστοιχίες. Μετά την κανονικοποίηση, φορές μεταβολής της γονιδιακής έκφρασης μεταξύ ακτινοβολημένων και μη ακτινοβοληθέντα δείγματα υπολογίστηκε και συναρτήσει του επιπέδου έκφραση αφού περάσει PDT (F). Μόνο γονίδια ( «ανιχνευτών») εμφανίζεται η οποία ήταν ρυθμισμένη προς τα πάνω ≥3 φορές και για τα οποία «παρούσα πρόσκληση» καταχωρήθηκε στο ακτινοβολημένα δείγμα. Οι πιο έντονα απορυθμίζεται και πλέον εντόνως εκφρασμένα γονίδια στα δείγματα που προσδιορίζονται από τα σύμβολα γονιδίου. Πολλαπλές απεικόνιση των συμβόλων γονιδίου προκύπτουν από την παρουσία πολλαπλών συνόλων ανιχνευτή για μεμονωμένα γονίδια. Γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες του ανοσοποιητικού ρυθμιστική επιπροσθέτως σημειώνονται με μικρούς κύκλους. AFU? αυθαίρετες μονάδες φθορισμού? n, αριθμός ποντικών που εξετάστηκαν.

Η

Σε σύγκριση με τους όγκους TRAMP-C2, σε σχέση υψηλά επίπεδα ΡρΙΧ βρέθηκαν σε εκχυλίσματα ήπατος, των σπερματοδόχων κυστιδίων και του δέρματος (Σχήμα 7C). Αυτό μπορεί να οφείλεται στην ισχυρή έκφραση του γονιδίου μεταφορέα εκροής PPIX

ABCG2

σε όγκους C2 και την κυτταρική γραμμή όγκου C2 (Σχήμα S1) και θα μπορούσε να εξηγήσει τις παρενέργειες περιοριστικές της δόσης παρατηρήθηκε στα ποντίκια μετά PDT. Κατά συνέπεια, οι δόσεις φωτός που θα μπορούσε να εφαρμοστεί οδήγησε σε ανεπαρκή έλεγχο της ανάπτυξης του όγκου (Σχήμα 7D, E). Μεταγραφικό αναλύσεις χρησιμοποιώντας RNA που απομονώθηκε από ακτινοβολημένα και μη-ακτινοβολημένα ολόκληρο όγκους 14 ώρες και 24 ώρες μετά την PDT αποκάλυψε ότι το κλάσμα των άκρως μεταγραφικά ενεργοποιημένου γονίδια μετά μη θανατηφόρο PDT αποτελείται ως επί το πλείστον γονίδια που κωδικοποιούν προφλεγμονώδεις παράγοντες (Σχήμα 7F? Σχήμα S2). Όπως παρατηρήθηκε για PDT έλαβαν καρκινικών κυτταρικών σειρών,

Cxcl2

,

Cxcl3

και

IL6

ήταν από τα πιο έντονα ρυθμίζεται προς τα πάνω γονίδια, αν και δεν μπορούμε να αποκλείσουμε ότι οι κυτοκίνες εκφράστηκαν από στρωματικά κύτταρα στο μικροπεριβάλλον του όγκου ή που σχετίζονται με όγκους τα κύτταρα του ανοσοποιητικού. Είναι ενδιαφέρον ότι,

Sprr2h

(

μικρό πλούσια σε προλίνη πρωτεΐνη 2

) ένα γονίδιο που είναι γνωστό ότι ρυθμίζονται από IL6 /STAT3 σηματοδότηση [29] είναι ο δεύτερος πιο έντονα επάγεται γονίδιο 14 ώρες μετά PDT (Σχήμα 7F). Τέσσερις ώρες μετά την PDT,

Hsp1a

και

Hsp1b

ανήκαν στην ομάδα των πιο έντονα ενεργοποιημένο και πιο υψηλής έκφρασης γονιδίων (Σχήμα 7F).

Συζήτηση

υπάρχουν διάφορες αιτίες μη-θανατηφόρο PDT εφαρμόζεται συχνά unintendedly σε καρκινικά κύτταρα em

in vivo

. Ένας από τους λόγους αυτούς είναι ότι τα κύτταρα εντός ενός όγκου είναι συχνά ετερογενείς και μπορούν να διαφέρουν ως προς την ικανότητά τους να συσσωρεύονται PS καθώς και στην ευαισθησία τους στο οξειδωτικό στρες. Πράγματι, παρατηρήσαμε μια εντυπωσιακή μεταβλητότητα της ΡρΙΧ συσσώρευσης μεταξύ των διαφόρων καρκινικών κυτταρικών γραμμών που χρησιμοποιούνται. Αυτή δεν περιορίζεται σε κύτταρα όγκου

in vitro

, αλλά παρατηρήθηκε επίσης σε κύτταρα όγκου

in vivo

[30], [31]. Στην παρούσα μελέτη εντοπίστηκαν γονίδια που υπερεκφράζεται στα καρκινικά κύτταρα μετά από μη θανατηφόρο PDT

in vitro

και σύγκριση τους με τα γονίδια που επλήγησαν κατά καρκινικών ιστών

in vivo

. Είναι σημαντικό ότι, βρήκαμε ότι τα καρκινικά κύτταρα ανεξάρτητα από την προέλευσή τους ιστούς (προστάτη και του εγκεφάλου) από τους ίδιους upregulate συνδέονται με το ανοσοποιητικό γονίδια ως απάντηση σε PDT-επαγόμενο κυτταρικό στρες. Αυτό δείχνει ότι το οξειδωτικό στρες επάγει παρόμοιες αποκρίσεις σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων, όλα με στόχο να περιορίσει την ευαισθησία των κυττάρων σε ROS, για την αποκατάσταση των ελαττωμάτων που προκλήθηκε κύτταρο και να συντονίσει ανοσοαποκρίσεις που προορίζεται να διώξει την μη αναστρέψιμη βλάβη του ιστού από τον οργανισμό.