Name: studying pancreatic cancer stem cell characteristics for developing new treatment strategies
Uploaded: 2015-06-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 29 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies at JoVE.com

המחקר הנוכחי נתמכה על ידי ERC מתקדם החוקר גרנט (Pa-CSC 233,460), השביעית תכנית המסגרת של הקהילה האירופית (FP7 / 2007-2013) במסגרת הסכם מענק לא 256,974 (EPC-TM-NET) ולא 602,783 (CAM-פאק ), Subdirección גנרל דה Evaluación y Fomento de la Investigación, Fondo de Investigación תי-המרפא (PS09 / 02,129 &amp; PI12 / 02,643), ופרוגרמת Nacional de Internacionalización דה לה אני + D, Subprogramma: FCCI 2009 (PLE2009-0105; Ministerio דה Economía y Competitividad, ספרד). א Lonardo נתמכה על ידי רוש מלגה. מ &#39;שפי נתמכה על ידי predoctoral מלגת תכנית La Caixa.

<ol>
	<li>Whipple, C. A., Young, A. L., Korc, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+KrasG12D-driven+genetic+mouse+model+of+pancreatic+cancer+requires+glypican-1+for+efficient+proliferation+and+angiogenesis.">A KrasG12D-driven genetic mouse model of pancreatic cancer requires glypican-1 for efficient proliferation and angiogenesis.</a> Oncogene. 31 (20), 2535-2544 (2012).</li><li>Li, D. S., Yuan, Y. H., Tu, H. J., Liang, Q. L., Dai, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+protocol+for+islet+isolation+from+mouse+pancreas.">A protocol for islet isolation from mouse pancreas.</a> Nat Protoc. 4 (11), 1649-1652 (2009).</li><li>Rahib, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projecting+cancer+incidence+and+deaths+to+2030:+the+unexpected+burden+of+thyroid,+liver,+and+pancreas+cancers+in+the+United+States.">Projecting cancer incidence and deaths to 2030: the unexpected burden of thyroid, liver, and pancreas cancers in the United States.</a> Cancer Res. 74 (11), 2913-2921 (2014).</li><li>Siegel, R., Naishadham, D., Jemal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+statistics.">Cancer statistics.</a> CA Cancer J Clin. 62 (1), 10-29 (2012).</li><li>Burris, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvements+in+survival+and+clinical+benefit+with+gemcitabine+as+first-line+therapy+for+patients+with+advanced+pancreas+cancer:+a+randomized+trial.">Improvements in survival and clinical benefit with gemcitabine as first-line therapy for patients with advanced pancreas cancer: a randomized trial.</a> J Clin Oncol. 15 (6), 2403-2413 (1997).</li><li>Moore, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erlotinib+plus+gemcitabine+compared+with+gemcitabine+alone+in+patients+with+advanced+pancreatic+cancer:+a+phase+III+trial+of+the+National+Cancer+Institute+of+Canada+Clinical+Trials+Group.">Erlotinib plus gemcitabine compared with gemcitabine alone in patients with advanced pancreatic cancer: a phase III trial of the National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group.</a> J Clin Oncol. 25 (15), 1960-1966 (2007).</li><li>Cunningham, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+III+randomized+comparison+of+gemcitabine+versus+gemcitabine+plus+capecitabine+in+patients+with+advanced+pancreatic+cancer.">Phase III randomized comparison of gemcitabine versus gemcitabine plus capecitabine in patients with advanced pancreatic cancer.</a> J Clin Oncol. 27 (33), 5513-5518 (2009).</li><li>Von Hoff, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+survival+in+pancreatic+cancer+with+nab-paclitaxel+plus+gemcitabine.">Increased survival in pancreatic cancer with nab-paclitaxel plus gemcitabine.</a> N Engl J Med. 369 (18), 1691-1703 (2013).</li><li>Conroy, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FOLFIRINOX+versus+gemcitabine+for+metastatic+pancreatic+cancer.">FOLFIRINOX versus gemcitabine for metastatic pancreatic cancer.</a> N Engl J Med. 364 (19), 1817-1825 (2011).</li><li>Gourgou-Bourgade, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+FOLFIRINOX+compared+with+gemcitabine+on+quality+of+life+in+patients+with+metastatic+pancreatic+cancer:+results+from+the+PRODIGE+4/ACCORD+11+randomized+trial.">Impact of FOLFIRINOX compared with gemcitabine on quality of life in patients with metastatic pancreatic cancer: results from the PRODIGE 4/ACCORD 11 randomized trial.</a> J Clin Oncol. 31 (1), 23-29 (2013).</li><li>Yachida, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distant+metastasis+occurs+late+during+the+genetic+evolution+of+pancreatic+cancer.">Distant metastasis occurs late during the genetic evolution of pancreatic cancer.</a> Nature. 467 (7319), 1114-1117 (2010).</li><li>Garcia-Silva, S., Frias-Aldeguer, J., Heeschen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cells+&amp;+pancreatic+cancer.">Stem cells &amp; pancreatic cancer.</a> Pancreatology. 13 (2), 110-113 (2013).</li><li>Hermann, P. C., Mueller, M. T., Heeschen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreatic+cancer+stem+cells--insights+and+perspectives.">Pancreatic cancer stem cells--insights and perspectives.</a> Expert Opin Biol Ther. 9 (10), 1271-1278 (2009).</li><li>Hermann, P. C., Huber, S. L., Heeschen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metastatic+cancer+stem+cells:+a+new+target+for+anti-cancer+therapy.">Metastatic cancer stem cells: a new target for anti-cancer therapy.</a> Cell Cycle. 7 (2), 188-193 (2008).</li><li>Hermann, P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+populations+of+cancer+stem+cells+determine+tumor+growth+and+metastatic+activity+in+human+pancreatic+cancer.">Distinct populations of cancer stem cells determine tumor growth and metastatic activity in human pancreatic cancer.</a> Cell Stem Cell. 1 (3), 313-323 (2007).</li><li>Li, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+pancreatic+cancer+stem+cells.">Identification of pancreatic cancer stem cells.</a> Cancer Res. 67 (3), 1030-1037 (2007).</li><li>Kreso, A., Dick, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+the+cancer+stem+cell+model.">Evolution of the cancer stem cell model.</a> Cell Stem Cell. 14 (3), 275-291 (2014).</li><li>Gallmeier, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+ataxia+telangiectasia-+and+Rad3-related+function+abrogates+the+in+vitro+and+in+vivo+tumorigenicity+of+human+colon+cancer+cells+through+depletion+of+the+CD133(+)+tumor-initiating+cell+fraction.">Inhibition of ataxia telangiectasia- and Rad3-related function abrogates the in vitro and in vivo tumorigenicity of human colon cancer cells through depletion of the CD133(+) tumor-initiating cell fraction.</a> Stem Cells. 29 (3), 418-429 (2011).</li><li>Hermann, P. C., Bhaskar, S., Cioffi, M., Heeschen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+stem+cells+in+solid+tumors.">Cancer stem cells in solid tumors.</a> Semin Cancer Biol. 20 (2), 77-84 (2010).</li><li>Mueller, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+targeted+treatment+to+eliminate+tumorigenic+cancer+stem+cells+in+human+pancreatic+cancer.">Combined targeted treatment to eliminate tumorigenic cancer stem cells in human pancreatic cancer.</a> Gastroenterology. 137 (3), 1102-1113 (2009).</li><li>Lonardo, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nodal/Activin+signaling+drives+self-renewal+and+tumorigenicity+of+pancreatic+cancer+stem+cells+and+provides+a+target+for+combined+drug+therapy.">Nodal/Activin signaling drives self-renewal and tumorigenicity of pancreatic cancer stem cells and provides a target for combined drug therapy.</a> Cell Stem Cell. 9 (5), 433-446 (2011).</li><li>Li, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=c-Met+is+a+marker+of+pancreatic+cancer+stem+cells+and+therapeutic+target.">c-Met is a marker of pancreatic cancer stem cells and therapeutic target.</a> Gastroenterology. 141 (6), 2218-2227 (2011).</li><li>Chen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+restricted+cell+population+propagates+glioblastoma+growth+after+chemotherapy.">A restricted cell population propagates glioblastoma growth after chemotherapy.</a> Nature. 488 (7412), 522-526 (2012).</li><li>Schepers, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lineage+tracing+reveals+Lgr5++stem+cell+activity+in+mouse+intestinal+adenomas.">Lineage tracing reveals Lgr5+ stem cell activity in mouse intestinal adenomas.</a> Science. 337 (6095), 730-735 (2012).</li><li>Driessens, G., Beck, B., Caauwe, A., Simons, B. D., Blanpain, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+the+mode+of+tumour+growth+by+clonal+analysis.">Defining the mode of tumour growth by clonal analysis.</a> Nature. 488 (7412), 527-530 (2012).</li><li>Shaw, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+kinase+LKB1+mediates+glucose+homeostasis+in+liver+and+therapeutic+effects+of+metformin.">The kinase LKB1 mediates glucose homeostasis in liver and therapeutic effects of metformin.</a> Science. 310 (5754), 1642-1646 (2005).</li><li>Martin-Castillo, B., Vazquez-Martin, A., Oliveras-Ferraros, C., Menendez, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metformin+and+cancer:+doses,+mechanisms+and+the+dandelion+and+hormetic+phenomena.">Metformin and cancer: doses, mechanisms and the dandelion and hormetic phenomena.</a> Cell Cycle. 9 (6), 1057-1064 (2010).</li><li>Honjo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metformin+sensitizes+chemotherapy+by+targeting+cancer+stem+cells+and+the+mTOR+pathway+in+esophageal+cancer.">Metformin sensitizes chemotherapy by targeting cancer stem cells and the mTOR pathway in esophageal cancer.</a> Int J Oncol. 45 (2), 567-574 (2014).</li><li>Wurth, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metformin+selectively+affects+human+glioblastoma+tumor-initiating+cell+viability:+A+role+for+metformin-induced+inhibition+of+Akt.">Metformin selectively affects human glioblastoma tumor-initiating cell viability: A role for metformin-induced inhibition of Akt.</a> Cell Cycle. 12 (1), 145-156 (2013).</li><li>Cufi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metformin-induced+preferential+killing+of+breast+cancer+initiating+CD44+CD24-/low+cells+is+sufficient+to+overcome+primary+resistance+to+trastuzumab+in+HER2++human+breast+cancer+xenografts.">Metformin-induced preferential killing of breast cancer initiating CD44+CD24-/low cells is sufficient to overcome primary resistance to trastuzumab in HER2+ human breast cancer xenografts.</a> Oncotarget. 3 (4), 395-398 (2012).</li><li>Lonardo, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metformin+targets+the+metabolic+achilles+heel+of+human+pancreatic+cancer+stem+cells.">Metformin targets the metabolic achilles heel of human pancreatic cancer stem cells.</a> PLoS One. 8 (10), e76518 (2013).</li><li>Gu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+B27+supplement+on+promoting+in+vitro+propagation+of+Her2/neu-transformed+mammary+tumorspheres.">The effect of B27 supplement on promoting in vitro propagation of Her2/neu-transformed mammary tumorspheres.</a> J Biotech Res. 3, 7-11 (2011).</li><li>Ishizawa, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor-initiating+cells+are+rare+in+many+human+tumors.">Tumor-initiating cells are rare in many human tumors.</a> Cell Stem Cell. 7 (3), 279-282 (2010).</li><li>Reynolds, B. A., Weiss, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+neurons+and+astrocytes+from+isolated+cells+of+the+adult+mammalian+central+nervous+system.">Generation of neurons and astrocytes from isolated cells of the adult mammalian central nervous system.</a> Science. 255 (5052), 1707-1710 (1992).</li><li>Singec, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+the+actual+sensitivity+and+specificity+of+the+neurosphere+assay+in+stem+cell+biology.">Defining the actual sensitivity and specificity of the neurosphere assay in stem cell biology.</a> Nat Methods. 3 (10), 801-806 (2006).</li><li>Lawson, D. A., Xin, L., Lukacs, R. U., Cheng, D., Witte, O. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+functional+characterization+of+murine+prostate+stem+cells.">Isolation and functional characterization of murine prostate stem cells.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (1), 181-186 (2007).</li><li>Seaberg, R. M., van der Kooy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+rodent+neurogenic+regions:+the+ventricular+subependyma+contains+neural+stem+cells,+but+the+dentate+gyrus+contains+restricted+progenitors.">Adult rodent neurogenic regions: the ventricular subependyma contains neural stem cells, but the dentate gyrus contains restricted progenitors.</a> J Neurosci. 22 (5), 1784-1793 (2002).</li><li>Jimeno, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+direct+pancreatic+cancer+xenograft+model+as+a+platform+for+cancer+stem+cell+therapeutic+development.">A direct pancreatic cancer xenograft model as a platform for cancer stem cell therapeutic development.</a> Mol Cancer Ther. 8 (2), 310-314 (2009).</li><li>Hirschmann-Jax, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+distinct+'side+population'+of+cells+with+high+drug+efflux+capacity+in+human+tumor+cells.">A distinct 'side population' of cells with high drug efflux capacity in human tumor cells.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (39), 14228-14233 (2004).</li><li>Miranda-Lorenzo, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+autofluorescence:+a+biomarker+for+epithelial+cancer+stem+cells.">Intracellular autofluorescence: a biomarker for epithelial cancer stem cells.</a> Nat Methods. 11 (11), 1161-1169 (2014).</li></ol>

יש הסופרים שום עניין מתחרה לחשוף.

עם הופעתה ולאחר מכן אימות של מושג CSC לגידולים רבים, תחום פיתוח תרופות צבר תאוצה חדשה, עם הפוטנציאל לפיתוח טיפולים יעילים יותר בסרטן ובהמשך הפחתת סיכון להשנות מחלה. עם זאת, בתחום CSC הוא עדיין במצב מוקדם יותר וצריכים להיות מושגים במונחים של הבנת מקור CSC והתפשטות, ותפקידם בעיצוב ארכיטקטורת הגידול וקידום גרורות. בהקשר זה, השימוש במבחני CSC לשחזור ומשמעותיים, כמו גם את הפרשנות מושכלת של נתונים המתקבלים מהווה מרכיב חיוני לקידום ההבנה של הביולוגיה CSC שלנו. מהרבה נקודות מבט ביולוגיות, היווצרות הכדור התפתחה כassay יקר מאוד; בכל זאת משתמשים צריכים להיות מודעים למגבלותיה כדי לפרש כראוי תוצאות הניסויים שלהם. היבט חשוב לשקול עוד לפני ההערכה של פורם תחוםנתונים tion הוא המקור של המדגם נחקר, שכן התוצאות המתקבלות מדגימות שמקורם בחולה טריות יכולות להיות שונות באופן משמעותי מאלה המתקבלים משורות תאי הסרטן שהוקמו. מבחני היווצרות כדור קלאסיים כרוכים בזריעת תאים בצפיפות משובט בצלחות ultralow-התקשרות והערכת היווצרות כדור בנוכחות גורם הגדילה באפידרמיס (EGF) ו / או הגורם בסיסי צמיחת פיברובלסטים (ב-FGF) מועשר, אבל בינוני סרום ללא 21, 34. הרכב בינוני התרבות הוא גם נושא חשוב לשקול. מניסיוננו מצאנו כי DMEM / F12 בתוספת B27, bFGF וגלוטמין בהעדר הסרום היה בינוני אופטימלי לגדול, להתרחב ולשמור על CSC בתנאים שלא עברו התמיינות. מצאנו כי במצב זה תרבות (בינוני והשעיה) התאים לבטא כמויות גבוהות של סמני תא גזע סרטני (כולל CD133 +, CD44 + וCD24 +) ואינו מבטאים את החלבונים הקשורים בידול (CK-20 וCK-19). אחת מהנחות היסוד למבחנים אלה הוא שכל תחום הוא משובט, כלומר, כדור אחד כתוצאה מהתרחבות של תאי גזע בודדים. עם זאת, התחומים הם במהות מבנים דינמיים שנוטים הפתיל אפילו בצפיפות זריעה נמוכה 35. תאי ציפוי הוא שלב קריטי בפרוטוקול והצפיפות של תא אחד / טוב בהחלט יכול לעקוף את הבעיה הצבירה. אבל גם לאבות מסודרים מכאן ולהבא, זה תוצאות באופן קבוע בהיווצרות כדור נמוכה מאוד בשל פעילות היווצרות כדור פנימית נמוכה ויכול גם להיות מיוחס לגירוי autocrine מוגבל בשל תופעות דילול. מניסיוננו אנו ציינו כי רק 30% מתאים מצופים מסוגלים ליצור כדורים. אנו ממליצים להשתמש בלפחות 100 תאים / טובים כדי להשיג תוצאות עקביות לשחזור. שיטות אחרות לתרבות CSC צמיחה מבוססות על תרבויות 3D מוצקות או חצי מוצק (למשל, מבוססת על מ &#39;atrigel, קולגן או methylcellulose). שיטות אלה היו בשימוש כדי להגביל את הניידות תא ותא צבירה לאחר 36. עם זאת, כל אחד ממטריצות אלה נושא מגבלות שלהם. לדוגמא, matrigel הוא קרום מסיס מרתף מבודד מEngelbreth-הולם-סוואן (EHS) גידול ואף לחלץ דומה סביבת גידול תאית המורכבת הנמצאת ברקמות רבות, הוא מכיל גורמי גדילה מוגדרים יותר או פחות מרובים אשר לעתים קרובות הופך מכניסטית לימודים לאלמנטי רגולציה ספציפיים קשים מאוד. נקודת השיקול נוספת היא שפונקציות תא קיבולת וגזע יוצרי תחום אינן תנאים להחלפה 34. בעוד תאי גזע ואב מסוימים הוכחו תערוכה כישלון להרכיב תחום יכולת 37, ליצור כדורים במבחנה אינו שולל in vivo תפקוד גזע / אב. לדוגמא, תאי גזע שקטים יכולים פשוט לא להגיב לרמזים תאיים הניתנים על ידינבחר בתנאי תרבות חוץ גופית. כך, לטווח ארוך במבחנה וביכולת התחדשות עצמית vivo של אוכלוסיות תאים מטוהרים, מעדיף בpassaging הסידורי, יש לבחון על מנת להוכיח או להפריך תפקוד תא גזע. בהקשר זה, את היכולת מכאן ולהבא ובו זמנית כדי להפיץ אוכלוסיות מגוונות של תאי גזע ואב הוא היבט קריטי של assay יוצרי תחום והופך assay זה יקר מאוד לשדה CSC; כל עוד המגבלות שלה נשמרות במוח לפרשנות של נתונים המתקבלים. מבחני יוצרי כדור היו בשימוש נרחב לזהות למפרע תאי גזע המבוססים על היכולת שלהם לחידוש עצמי ובידול ברמת התא הבודד במבחנה. הגילוי של סמנים המאפשרים בידוד הפוטנציאלי של תאי גזע וצאצאיהם מהנישה שלהם in vivo מאפשר התכונות הפונקציונליות של אוכלוסיות מטוהרים להיות מוגדרות. גombination של assay היווצרות הכדור וFACS הוא אסטרטגיה מוצלחת לבודד תאים מרקמות מוצקות או להעשיר תת-אוכלוסיות ספציפיות של PDAC בתרבות. לדוגמא, ביטוי בו זמני של EpCAM, CD24 וCD44 מגדיר תת-אוכלוסייה של CSCS מסוגל: התחדשות עצמית, להבדיל וליזום גידול, המשקף את ההטרוגניות של הגידול המקורי. הרמן ואח &#39;. הראה כי תאי CD133 + דיבוק יכולת שגשוג מוגבר וCSC כולל 15. סמנים אחרים יש גם שימשו לאפיון של CSCS: הביטוי (dehydrogenase-1 אלדהיד) ALDH- 1 קשור לתאים סרטניים מאוד בסרטן לבלב 38; תאים מסוגלים להוציא את צבע DNA Hoechst 33342, אוכלוסיית צד בשם תאים (SP), יש את היכולת המוכחת ליזום גידולים 39. לאחרונה הראו כי תא autofluorescence subcellular מאפיין אוכלוסייה מובחנת של תאים אנושיים עם תכונות CSC בלעדיות על פני סוגים שונים של גידול40. למרות שאף אחד מסמנים אלה מופיע לאפיין אוכלוסייה טהורה של CSCS סלקטיבי, יותר ומורכבים יותר שילובים של סמנים צריכים לשמש כדי לטהר FACS אוכלוסיות מעודנות יותר של תאים. שאלות רבות עדיין נותרו על התפקיד המדויק של CSCS במקור, ההתקדמות, והעמידות לתרופות של גידולים. לדוגמא, דרך אחת להתייחס לשאלה של התפתחות משובט להגדיר אם וכיצד CSC אחד יוזם גידול, יכול להיות לנתח דגימות מטופל בשלבים שונים של המחלה, ובמיוחד אחרי המספרים של CSCS במהלך ואחרי הטיפול. על ידי מענה על שאלות אלה, אנחנו יכולים לעשות התקדמות משמעותית של הידע שלנו על CSCS בגידולים מוצקים ולפתח טיפולים תרופתיים למניעת התקדמות גידול והישנות סופו של דבר.

אדנוקרצינומה ductal לבלב (PDAC) היא אחד מהגידולים מוצקים האגרסיביים ביותר. זה כרגע 4 th המוות הקשורים לסרטן הנפוץ ביותר בחברה מערבית, והוא צפוי לעלות ל -2 הגורם השכיח ביותר בעשור הקרוב (~ 400,000 מקרי מוות בשנה בעולם) 3 הורגש תכונת זמן אבחון 90% מהחולים בהווה עם מחלה מתקדמת, שבו יש 5 שנות הישרדות של פחות מ -5%. שיעור הישרדות זה נותר ללא שינוי ב -50 השנים האחרונות מאכזב למרות פעילות מחקר אינטנסיבית יותר ויותר 4. של יתרת 10% מהחולים שיש להם פוטנציאל מחלת ריפוי &quot;דרך כריתה כירורגית, 80% ימותו מהישנות בתוך 5 שנים. במשך שנים רבות את רמת הטיפול למחלה מתקדמת הייתה טיפול יחיד gemcitabine, אבל זה רק מקנה יתרון הישרדות שולי 5. שיפורים קטנים בהישרדות לטווח קצר הושגו על ידי התוספתשל erlotinib 6 או 7 capecitabine, אולם יתרון ההישרדות הוא בסדר הגודל של שבועות עם חציון ההישרדות הכוללת עדיין ~ 6 חודשים. לאחרונה, תוצאות מעודדות יותר צמחו לgemcitabine / NAB -paclitaxel 8 ושילוב FOLFIRINOX משטר 9,10. טיפולים אלה משפרים הישרדות החציוני על ידי צנוע חודשים 2 ו -4 בהתאמה, אבל הם רעילים ביותר וניצולים לטווח ארוך עדיין יוצא דופן. למרות שהטיפול מציע את הפוטנציאל לשיפור, אלה הם רעילים למשטרים שחולים רבים אינם מגיבים או רק להראות שיפור מצטבר בהישרדות כוללת. כתוצאה מכך, יש צורך דחוף להשלים טיפולים הנוכחיים ולפתח רומן, גישות טיפוליות multimodal הסבירות ביותר. הטרוגניות גידול זה הופך להיות ברור יותר ויותר כי ההטרוגניות הסרטן אינה מוגבלת רק לwithi subclones אבולוציונית נפרדn כל גידול 11, אלא גם מונע על ידי פנוטיפי והטרוגניות פונקציונלית וגמישות בתוך כל subclone 12. מה שנקרא תאי גזע סרטני (CSCS) או תאי קידום גידול אחראים להטרוגניות intraclonal 13-16. באופן ספציפי, CSCS מייצג קבוצת משנה של תאי סרטן, שעבורו אנו ואחרים סיפקנו ראיות חותכות, עד לתא הבודד, שהם מייצגים את השורש של מחלה על ידי מתן עלייה לכל progenies המובחן בתוך כל subclone סרטן 17. יותר מכך, תאים אלה הם חיוניים להתנהגות גרורתי וגם מהווים מקור חשוב להישנות מחלה לאחר טיפול, אפילו עם תרופות יעילות יחסית מסוגלת גרימת רגרסיה ראשונית גידול (למשל, -paclitaxel NAB) 15,18-20. חשוב לציין כי CSCS אינו מיצג בהכרח תאי גזע בתום לב, ואין הם נובעים מתאי גזע רקמות במקרים רבים, אלא שהם צריכים ACQuired תכונות מסוימות של תאי גזע. רוב אלה תפקודי מוגדרים, לדוגמא CSCS מצויד ביכולת התחדשות עצמית בלתי מוגבלת הופכת אותם עמידה לכימותרפיה קונבנציונלית, ולהראות עליית הפולשנות שמקדמת פעילות גרורתי. פנוטיפים תאי גזע סרטניים פונקציונליים פנוטיפ הפונקציונלי של CSCS מבוסס על היכולת שלהם להגדרה עצמית, לחדש, אשר יכול להיבדק במבחנה באמצעות היווצרות כדור סידורי ומבחני הקמת המושבה בהתאמה. אפילו יותר מכך, CSCS מסוגל דוב התחדשות עצמית בtumorigenicity vivo אשר יכול להיבדק על ידי הגבלת דילול במבחני vivo כקריאת הנתונים הפונקציונליות האולטימטיבית, רצוי במהלך השתלה סידורי מעידה על tumorigenicity לטווח ארוך הבלעדי. יתר על כן, יש הטרוגניות בתוך תא CSC, עם תת-אוכלוסייה מובחנת של CSCS נושא את היכולת הבלעדית ללהצמיח גרורות שאינה רקתוצאה ישירה שלהם בלעדי בtumorigenicity vivo. ואכן, CSCS metastastitic לרכוש את היכולת להתחמק הגידול הראשוני, לשרוד anoikis וסופו של הדבר translocate וזרע אתרים משניים. ניתן לבדוק את היכולות הפונקציונליות המתקדמות אלה במבחנה באמצעות מבחני שונה פלישה וin vivo באמצעות מבחני גרורות. מיקוד תאי גזע סרטני אנחנו ואחרים סיפקנו ראיות משכנעות כי טיפולים המתמקדים בגידול בכמות גדולה של תאי PDAC מובחנים, אפילו בשילוב עם סוכני מיקוד סטרומה, אין להם השפעה גדולה על התקדמות גידול ותוצאה שלאחר מכן, אלא אם כן בשילוב עם אסטרטגית CSC מיקוד 21, 22. לפיכך, המבוסס על הפונקציות חיוניות של CSCS בהתקדמות מחלה והתנגדות לטיפול, תאים אלה צריכים לסמן רכיב חיוני לכל גישת טיפול חדשנית 18,20, אבל ידרשו הבנה הרבה יותר מעמיקה oF מכונות רגולציה של CSCS. למרות CSCS וprogenies המובחן יותר שלהם לשאת מדינות קרקע גנטיות זהות ביחס לשינויים גנטיים, CSCS להפגין ביטוי גנים שונה ובכך epigenetically נחוש פרופילי שמודולים שתפו עם תאי גזע pluripotent. רוב הגנים מעורבים בתאי גזע pluripotent מניבה מושרה (Nanog, Oct3 / 4, Klf4, Sox2) לא רק קשור לסרטן, אבל הביטוי שלהם הוא בעיקר מוגבל לתא CSCS. יתר על כן, את הרלוונטיות הפונקציונליות של CSCS על ידי ניסויי פסד של פונקציה באמצעות כלים גנטיים למיקוד CSCS כעת מבוססים היטב את מושג CSC לכמה סוגי הסרטן 23-25. בעוד שרוב הגישות אלה מבוססים על מודלים של עכברים, ולכן הם לא בקלות להעברה למרפאה, הם מספקים הוכחה של קונספט להרלוונטיות קלינית הפוטנציאלית של מיקוד CSCS בשילוב עם תאי גידול בתפוצה רחבה. לומד תאי גזע סרטניים וביtro לזהות עקב אכילס שלהם על מנת לזהות דרכים חדשות וקליני רלוונטיות למיקוד CSCS, התכונות שלהם הם למדו באופן קבוע במבחנה והיווצרות כדור נמצאת בשימוש נרחב בהקשר זה. פותח במקור ללימוד ביולוגיה של תא גזע נורמלי, לרבות חידוש עצמי ויכולת הבחנה, assay זה היה מאוחר יותר מותאם ללמוד CSCS במבחנה והיה בשימוש כבר חוקר CSCS מבודד מPDAC 20. מצאנו כי תחומי גידול שנוצרו מתאי PDAC אנושיים ראשוניים לשאת את כל התכונות הייחודיות של CSCS, לכן מציין שהם מכילים CSCS לבלב בתום לב 21. לפיכך, assay תחום גידול מייצג כלי רב עוצמה למסך לטיפולים יעילים יותר במבחנה, אבל תוצאות צריכה להיות מוערכות יותר במחמיר יותר במבחני vivo. ואכן, יש להתייחס אל הנתונים שנוצרו עם assay זה במבחנה בזהירות רבה כמו הassay הדואר יכול להיות כפוף לשגיאה משמעותית. פרוטוקולים סטנדרטיים ביותר, כולל ספירה אוטומטית של תחומים נוצרו, יש להקים כדי להבטיח נתונים לשחזור וחיזוי. בהקשר זה, לאחרונה בשימוש assay זה מסך CSCS לבלב נגזר מקבוצה מגוונת של PDACs האנושי הראשוני, והראינו כי תאים אלה הם פגיעים מאוד לתכנות מחדש על ידי חילוף חומרים מטפורמין מתחם נגד סוכרת. בעבר, מטפורמין כבר הוכיח לעכב התפשטות תאים סרטנית על ידי הפעלה עקיפה של קינאז מופעל-AMP חלבון (AMPK) איתות ועיכוב הבא של mTOR 26, וכתוצאה מכך סינתזת חלבון מופחתת ותא התפשטות 27. בנוסף להשפעות אלה על אוכלוסיית הגידול בתפוצה רחבה, אנו ואחרים מצאנו כי מטפורמין יכול למקד ולמעשה לחסל את תת-האוכלוסיה CSCS במספר גידולים מוצקים כגון שד, סרטן הוושט, סרטן הלבלב וגליובלסטומה 28-31 &lt;/ Sup&gt;. לפיכך, מטפורמין מייצג אסטרטגיה טיפולית חדשה ומבטיחה ובטוחה לכמה סוגי סרטן עם צורך רפואי כיום. יתר על כן, באמצעות יצירת מרחב כדרך להעשיר לCSCS, הראו שההשפעות העיקריות של מטפורמין על CSCS הלבלב היו עצמאית של הפעלת AMPK והסתמך בעיקר על הרעילות של המיטוכונדריה הצנועה שלה (באמצעות בלימה שלי מורכב), שככל הנראה הייתה קטלני לקבוצת משנה של CSCS בלבד. לזה האחרון שהיינו מסוגל להעריך ייצור צריכת החמצן וROS המיטוכונדריה הסלולרי שלהם כמדדי הרעילות של התרופה ברמה התאית. בהמשך לכך, במבחנה נתונים אלה ניתן היו לאמת במודלים של עכברים פרה-קליניים ואכן הביאו ממושך הישרדות 31 באופן משמעותי. המתודולוגיה המוצגת כאן מאפשרת לדור המהיר של פרופילי רגישות התרופה לCSCS, כוללים מחקרים על ההשפעות שלהם על חילוף חומרים CSC. עכשיו אנו מספקים הוארכו פרטים ניסיוניים על com מנוצלplementary במבחנה ובנהלי vivo.

<table><tbody><tr><td>Counting Chamber/Hemocytometer&amp;nbsp;</td><td>Hausser Scientific Co</td><td>3200</td><td></td></tr><tr><td>CASY Cell Counter and Analyzer for proliferation and viability measurement</td><td>Roche Innovatis</td><td>AG CASY Model TTC 45,60,150 &amp;mu;m</td><td></td></tr><tr><td>GentleMACS Dissociator&amp;nbsp;</td><td>Miltenyi Co</td><td>130-093-235</td><td></td></tr><tr><td>GentleMACS C Tubes&amp;nbsp;</td><td>Miltenyi Co</td><td>130-093-237</td><td></td></tr><tr><td>24-well Ultra-low Attachment Plates&amp;nbsp;</td><td>Corning</td><td>3474</td><td></td></tr><tr><td>100-mm tissue culture dishes&amp;nbsp;</td><td>BD Falcon</td><td>353803</td><td></td></tr><tr><td>Cell strainer&amp;nbsp;</td><td>BD Falcon</td><td>352350</td><td></td></tr><tr><td>15-ml polypropylene conical tube&amp;nbsp;</td><td>BD Falcon</td><td>352097</td><td></td></tr><tr><td>50-ml polypropylene conical tube&amp;nbsp;</td><td>BD Falcon</td><td>352070</td><td></td></tr><tr><td>1.5 ml sterile tubes&amp;nbsp;</td><td>Eppendorf</td><td>0030 120.086</td><td></td></tr><tr><td>50 ml centrifuge tubes&amp;nbsp;</td><td>Corning</td><td>430828</td><td></td></tr><tr><td>Sterile petri dishes, 10 cm dishes&amp;nbsp;</td><td>Corning</td><td>353003</td><td></td></tr><tr><td>26 G needles&amp;nbsp;</td><td>BD Falcon</td><td>300600</td><td></td></tr><tr><td>100 ul Hamilton Syringe&amp;nbsp;</td><td>Hamilton Syringe Co</td><td>81075</td><td></td></tr><tr><td>Collagenase type IV&amp;nbsp;</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>7909</td><td></td></tr><tr><td>RPMI Medium 1640&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>11875-085</td><td></td></tr><tr><td>Penicillin/Streptomycin solution, 100X&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>SV30010</td><td></td></tr><tr><td>Metformin&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>D150959-5G</td><td></td></tr><tr><td>L-glutamine, 200 mM, 100X&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>25030-081</td><td></td></tr><tr><td>D-Glucose&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>G8270</td><td></td></tr><tr><td>100mM Sodium Pyruvate solution&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>11360-070</td><td></td></tr><tr><td>Seahorse Assay medium&amp;nbsp;</td><td>Seahorse Bioscience</td><td>100965-000</td><td></td></tr><tr><td>BD Cell-TAK Cell and Tissue adhesive&amp;nbsp;</td><td>BD Biosciences</td><td>354240</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin solution, 0.05%&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>25300054</td><td></td></tr><tr><td>B27 Supplement 50x&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>17504-044</td><td></td></tr><tr><td>Basic Fibroblast Growth Factor&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>F0291</td><td></td></tr><tr><td>Bovine Serum Albumin&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>A9576</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco&amp;rsquo;s Modified Eagle Medium/F12&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>D8437</td><td></td></tr><tr><td>Sterile 1x Dulbecco&amp;rsquo;s Phosphate Buffered Saline&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>D8537</td><td></td></tr><tr><td>Trypan Blue&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>15250-061</td><td></td></tr><tr><td>Carboxy-DCFDA(5-(and-6)-Carboxy-2&#039;,7&#039;-DichlorofluoresceinDiacetate)&amp;nbsp;</td><td>Life technologies</td><td>C-369</td><td></td></tr><tr><td>Rotenone</td><td>Sigma</td><td>R8875</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol 70% (vol/vol)&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>459844</td><td></td></tr><tr><td>Isofluorane</td><td>IsoVet, Braun</td><td>571105.8</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel</td><td>BD Biosciences</td><td>35620</td><td></td></tr><tr><td>Sterile Cotton tipped applicator</td><td>&amp;nbsp;Puritan medical</td><td></td><td></td></tr><tr><td>XF96&lt;sup&gt;e&lt;/sup&gt; FluxPak with cell plates, calibrant and cartridges</td><td>Seahorse Bioscience</td><td>102416-100</td><td></td></tr><tr><td>XF96&lt;sup&gt;e&lt;/sup&gt; Extracellular Flux analyzer</td><td>Seahorse Bioscience</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Incubator with CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; input&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Micro scissors</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Curved forceps</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Splinter forceps</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caliper</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

studying pancreatic cancer stem cell characteristics for developing new treatment strategies

אדנוקרצינומה ductal לבלב (PDAC) מכילה תת-קבוצה של תאים סרטניים באופן בלעדי גזע סרטני (CSCS) אשר הוכחו לנהוג ייזום גידול, גרורות והתנגדות לradio- וכימותרפיה. כאן אנו מתארים מתודולוגיה ספציפית לculturing CSCS לבלב האנושי ראשוני כתחומי גידול בתנאי מעגן-עצמאי. תאים גדלים בתנאים שאינם חסיד סרום ללא כדי להעשיר לCSCS תוך progenies המובחן יותר שלהם אינו שורד ומתרבה בשלב הראשוני לאחר זריעה של תאים בודדים. assay זה יכול לשמש כדי להעריך את אחוז CSCS הנוכחי באוכלוסייה של תאים סרטניים. שני הגודל (אשר יכול לנוע 35-250 מיקרומטר) ומספר תחומים גידול שנוצרו מייצגים פעילות CSC טיפחה בשני אוכלוסיות בתפזורת של תאים סרטניים בתרבית או גידולים טריים שנקטפו ומתעכלים 1,2. שימוש assay זה, מצאנו לאחרונה כי מטפורמין סלקטיבי ablates pancreatCSCS IC; ממצא זה אומת לאחר מכן נוסף על ידי הוכחת ביטוי מצומצם של גנים / סמני משטח הקשורים pluripotency ומופחת בtumorigenicity vivo של תאים שטופל במטפורמין. כצעד הסופי לפיתוח פרה-קליני שטופלנו עכברי נושאי גידולים הוקמו עם מטפורמין ומצאנו ממושכים הישרדות באופן משמעותי. מחקרים קליניים בודקים את השימוש במטפורמין בחולים עם PDAC נערכים כיום (לדוגמא, NCT01210911, NCT01167738, וNCT01488552). מכניסטי, מצאנו כי מטפורמין גורם למשבר אנרגיה חמור בCSCS ידי שיפור מיני חמצן מגיבים ייצור (ROS) וצמצום פוטנציאל הטרנסממברני המיטוכונדריה. לעומת זאת, אינו CSCS לא בוטל על ידי טיפול במטפורמין, אלא עבר עצירת מחזור התא הפיכה. לכן, המחקר שלנו משמש כדוגמא מוצלחת לפוטנציאל של היווצרות כדור במבחנה ככלי מיון לזהות תרכובות שעלולים להיות יעד CSCים, אך טכניקה זו תדרוש נוספת במבחנה ובאימות vivo לחסל תגליות שווא.

מטפורמין סלקטיבי מטרות CSCS לבלב בדקנו ראשון השפעות התפקודיות של טיפול מטפורמין על יכולת התחדשות עצמית במבחנה של CSCS. לצורך כך, ערכנו מבחני היווצרות כדור באמצעות תאים ראשוניים אדם לבלב סרטן מבודד מרקמות PDAC במהלך ניתוח כריתה. הבחנו כי מטפורמין חזק ירד בגודל של כדורים נוצרו (איור 1 א). זה היה ככל הנראה על ידי עיכוב התפשטות progenies של CSC, שעדיין מייצג את חלק הארי של תאים הנמצאים בתחומים שהם מועשרים רק לCSCS. ואכן, תחומים יותר מתורבתים ללא passaging נרחב יותר הרחבת progenies המובחן יותר יהיה. כך מצאנו מטפורמין כדי להקטין באופן משמעותי את מספר התחומים יצרו למעשה ללא קשר לגודלם, המתרחש באופן תלוי מינון מציע עיכוב חזק של יכולת ההתחדשות העצמית של Cמאמנים (מידע לא מוצג). מצאנו מטפורמין שב -3 מ&quot;מ ירד מספר תחומים נוצר (איור 1) באופן משמעותי. כדי ללמוד יותר מחמיר ההשפעות ארוכת הטווח של מטפורמין על יכולת ההתחדשות העצמית של CSCS, אנחנו לאחר מכן passaged תחומים העיקריים נוצרו לתחומים שניוניים ושלישונית. למרות שטופלו רק תחומים עיקריים עם מטפורמין, ההיווצרות של תחומים בקטעים השני והשלישי הייתה באופן דרסטי ויותר ויותר מופחת, לסבך את טיפול מטפורמין אכן בלתי הפיך בוטל רוב CSCS (איור 1 ג). כך, הנתונים שלנו הראו השפעות טיפול משמעותיות למטפורמין על יכולת ההתחדשות העצמית של CSCS לבלב העיקרי ובכך עודדו אותנו לבצע מכניסטית נוסף, כמו גם מחקרי in vivo. מטפורמין מעכב צריכת חמצן מיטוכונדריאלי וגורם ייצור ROS מאז metformin הוצג לפעול כרעל המיטוכונדריה על ידי באופן חלקי עיכוב אני פעילות מורכבת, אנחנו הבאים בחנו את ההשפעות אקוטיות של מטפורמין על צריכת חמצן סלולרית בתאים שמקורם תחום. לשם כך, אנו נבחרו תאים נגזרים משני גידולים עיקריים PDAC נציג ומדדנו את צריכת החמצן לאורך זמן לאחר הזרקה רציפה של 3 מ&quot;מ מטפורמין (שלוש זריקות) וrotenone 1 מיקרומטר (זריקה אחת). כפי שניתן לראות באיור 2 א, הזרקת מטפורמין ביאה לירידה מהירה ותלוי-מינון בצריכת חמצן, שהייתה שונות משמעותי בין הגידולים השונים. חישבנו את פעילות המיטוכונדריה שייר על טיפול מטפורמין על ידי הזרקת rotenone, מורכב חזקה אני מעכב, אשר מסוגל עיכוב צריכת חמצן במיטוכונדריה לחלוטין. רגישות למטפורמין במונחים של צריכת חמצן במיטוכונדריה מתואמת עם היכולת שלה לגרום לייצור ROS המוגדר כעקירה של הממוצע של popuויסות לאחר טיפול מטפורמין (איור 2, פנל משמאל), שניתן לכמת (איור 2, פנל מימין) בקלות. כצפוי, התאים הראשוניים שהיו רגישים ביותר לעיכוב של צריכת חמצן גם הראו העלייה החזקה ביותר בייצור ROS על טיפול מטפורמין. לפיכך, חילוף חומרים במבחנה ניסויים אלה מראים כי CSCS מטרות מטפורמין על ידי עיכוב התלות שלהם בתפקוד המיטוכונדריה, וכתוצאה מכך עלייה שלאחר מכן בייצור ROS המיטוכונדריה וסופו של דבר אינדוקציה של אפופטוזיס. מטפורמין הדוכנים PDAC התקדמות in vivo לבסוף בחנו את ההשפעות של מטפורמין in vivo באמצעות xenografts רקמה נובע מחולים שונים עם PDAC. צפינו ירידה משמעותית בהתקדמות גידול לעכברים שטופל במטפורמין לעומת קבוצת הביקורת, אך לא גידולי Disa לחלוטיןppeared (איור 3). בהמשך לכך, במהלך תקופת מעקב כל הגידולים ארוך טווח הישנות סופו של דבר המצביעה על התנגדות מטפורמין של תאים ששרדו את השלב הראשון של טיפול. עם זאת, הטיפול במטפורמין, אפילו כשהם מיושמים כסוכן יחיד, הרחיב באופן משמעותי את הישרדות בכל העכברים. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52801/52801fig1.jpg" /> איור 1. מטפורמין סלקטיבי מטרות CSCS. () מטפורמין ירידה בגודל של כדורים. נציג תמונות של תחומים המתקבלות לאחר הטיפול עם המינונים המצוין של מטפורמין במשך 7 ימים (פנל מימין). כימות של גודל כדור (n≥6) (פנל משמאל), המספרים שצוינו בציר abscissas מייצגים גידול בודד. יכולת היווצרות כדור בנוכחות או עדר של מטפורמין במשך 7 ימים (n≥6), המספרים שצוינו בabscissas (ב)ציר מייצג גידול בודד. גרף נציג יכולת התחדשות עצמית CSC בתחומים שניוניים ושלישונית של תאי סרטן לבלב עיקריים (C). טופלו התחומים רק במהלך היווצרות כדור הדור הראשון עבור הסכום כולל של 7 ימים (n = 6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52801/52801fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52801/52801fig2.jpg" /> איור 2. צריכת חמצן מטפורמין הטיפול מעכב וגורם ROS ייצור. () בנוסף מטפורמין מעכבים צריכת חמצן (OCR) של תאים שמקורם בתחום. טופלו שני תחומים משניים PDAC שונים עם מטפורמין ושינויי OCR נמדדו על ידי ניתוח שטף תאי. הזרקת Rotenone שימשה כביקורת לצריכת OCR המיטוכונדריה.ציר ה- X מייצג את שיעור צריכת החמצן בpmol של חמצן / שעה מנורמלות על ידי תכולת החלבון בכל טוב. תחומי PDAC (ב &#39;) בשימוש בטופלו במשך שעה 8 עם מטפורמין וייצור ROS הוערך על ידי cytometry זרימה באמצעות carboxy-DCFDA. עזבתי זרימת נציג, cytometry מגרשים. נכון, סיכום של נתונים משלושה ניסויים בלתי תלויים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52801/52801fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52801/52801fig3.jpg" /> איור 3. מטפורמין דוכנים PDAC התקדמות in vivo. שתי רקמות xenograft PDAC שונות הושתלו לעכברים דיכוי חיסוניים וטיפול הוקצה לאחר לקחת גידול ראשוני אומת. (150 מ&quot;ג / קילוגרם גוף טופלו עכברים עם מטפורמין (Met) הוסיפו למים שתיית ווילהילחם; בהתבסס על 5 מיליליטר של צריכת מים ליום). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52801/52801fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies at JoVE.com

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Pancreatic cancer stem cells (CSCs) can be expanded in vitro using the anchorage-independent sphere culture technique, which represents a powerful tool to study CSC biology and can serve as the first step to develop novel CSC-targeting therapies. Here the methodology for expanding, analyzing and targeting of pancreatic CSCs is provided.

לומד סרטן לבלב גזע מאפייני תא לפיתוח טיפול חדש אסטרטגיות

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

studying-pancreatic-cancer-stem-cell-characteristics-for-developing

Research

JoVE Journal

Medicine

19.5K Views.  Spanish National Cancer Research Center. Pancreatic cancer stem cells (CSCs) can be expanded in vitro using the anchorage-independent sphere culture technique, which represents a powerful tool to study CSC biology and can serve as the first step to develop novel CSC-targeting therapies. Here the methodology for expanding, analyzing and targeting of pancreatic CSCs is provided.

Video: Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Isolation and Characterization of Tumor-initiating Cells from Sarcoma Patient-derived Xenografts

The existence and importance of tumor-initiating cells (TICs) have been supported by increasing evidence during the past decade. These TICs have been shown to be responsible for tumor initiation, metastasis, and drug resistance. Therefore, it is important to develop specific TIC-targeting therapy in addition to current chemotherapy strategies, which mostly focus on the bulk of non-TICs. In order to further understand the mechanism behind the malignancy of TICs, we describe a method to isolate and to characterize TICs in human sarcomas. Herein, we show a detailed protocol to generate patient-derived xenografts (PDXs) of human sarcomas and to isolate TICs by fluorescence-activated cell sorting (FACS) using human leukocyte antigen class I (HLA-1) as a negative marker. Also, we describe how to functionally characterize these TICs, including a sphere formation assay and a tumor formation assay, and to induce differentiation along mesenchymal pathways. The isolation and characterization of PDX TICs provide clues for the discovery of potential targeting therapy reagents. Moreover, increasing evidence suggests that this protocol may be further extended to isolate and characterize TICs from other types of human cancers.

We describe a detailed protocol for the isolation of tumor-initiating cells from human sarcoma patient-derived xenografts by fluorescence-activated cell sorting, using human leukocyte antigen-1 (HLA-1) as a negative marker, and for the further validation and characterization of these HLA-1-negative tumor-initiating cells.

בידוד ואפיון של הגידול-ליזום תאים מחולה סרקומה-Xenografts נגזרים

The existence and importance of tumor-initiating cells (TICs) have been supported by increasing evidence during the past decade. These TICs have been ...

Cancer Research

Obtaining Cancer Stem Cell Spheres from Gynecological and Breast Cancer Tumors

Cancer stem cells (CSC) are a small population with self-renewal and plasticity which are responsible for tumorigenesis, resistance to treatment and recurrent disease. This population can be identified by surface markers, enzymatic activity and a functional profile. These approaches per se are limited, due to phenotypic heterogeneity and CSC plasticity. Here, we update the sphere-forming protocol to obtain CSC spheres from breast and gynecological cancers, assessing functional properties, CSC markers and protein expression. The spheres are obtained with single-cell seeding at low density in suspension culture, using a semi-solid methylcellulose medium to avoid migration and aggregates. This profitable protocol can be used in cancer cell lines but also in primary tumors. The tridimensional non-adherent suspension culture thought to mimic the tumor microenvironment, particularly the CSC-niche, is supplemented with epidermal growth factor and basic fibroblast growth factor to ensure CSC signaling. Aiming for robust identification of CSC, we propose a complementary approach, combining functional and phenotypic evaluation. Sphere-forming capacity, self-renewal and sphere projection area establish CSC functional properties. Additionally, characterization comprises flow cytometry evaluation of the markers, represented by CD44+/CD24- and CD133, and Western blot, considering ALDH. The presented protocol was also optimized for primary tumor samples, following a sample digestion procedure, useful for translational research.

The aim of this methodology is to identify cancer stem cells (CSC) in cancer cell lines and primary human tumor samples with the sphere-forming protocol, in a robust manner, using functional assays and phenotypic characterization with flow cytometry and Western blot.

קבלת סרטן גזע כדורים מגינקולוגית סרטן השד גידולים

Cancer stem cells (CSC) are a small population with self-renewal and plasticity which are responsible for tumorigenesis, resistance to treatment and ...

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

In vivo models of pancreatic cancer provide invaluable tools for studying disease dynamics, immune infiltration and new therapeutic strategies. The orthotopic murine model can be performed on large cohorts of immunocompetent mice simultaneously, is relatively inexpensive and preserves the cognate tissue microenvironment. The quantification of T cell infiltration and cytotoxic activity within orthotopic tumors provides a useful indicator of an antitumoral response.
This protocol describes the methodology for surgical generation of orthotopic pancreatic tumors by injection of a low number of syngeneic tumor cells resuspended in 5 &#181;L basement membrane directly into the pancreas. Mice bearing orthotopic tumors take approximately 30 days to reach endpoint, at which point tumors can be harvested and processed for characterization of tumor-infiltrating T cell activity. Rapid enzymatic digestion using collagenase and DNase allows a single-cell suspension to be extracted from tumors. The viability and cell surface markers of immune cells extracted from the tumor are preserved; therefore, it is appropriate for multiple downstream applications, including flow-assisted cell sorting of immune cells for culture or RNA extraction, flow cytometry analysis of immune cell populations. Here, we describe the ex vivo stimulation of T cell populations for intracellular cytokine quantification (IFN&#947; and TNF&#945;) and degranulation activity (CD107a) as a measure of overall cytotoxicity. Whole-tumor digests were stimulated with phorbol myristate acetate and ionomycin for 5 h, in the presence of anti-CD107a antibody in order to upregulate cytokine production and degranulation. The addition of brefeldin A and monensin for the final 4 h was performed to block extracellular transport and maximize cytokine detection. Extra- and intra-cellular staining of cells was then performed for flow cytometry analysis, where the proportion of IFN&#947;+, TNF&#945;+ and CD107a+ CD4+ and CD8+ T cells was quantified.
This method provides a starting base to perform comprehensive analysis of the tumor microenvironment.

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

This protocol describes the surgical generation of orthotopic pancreatic tumors and the rapid digestion of freshly isolated murine pancreatic tumors. Following digestion, viable immune cell populations can be used for further downstream analysis, including ex vivo stimulation of T cells for intracellular cytokine detection by flow cytometry.

הדור של הלבלב אורתוטואט גידולים ואפיון Vivo Ex של תאים הסתננות של הגידול תא T

In vivo models of pancreatic cancer provide invaluable tools for studying disease dynamics, immune infiltration and new therapeutic strategies. The ...

Isolation and Functional Assessment of Human Breast Cancer Stem Cells from Cell and Tissue Samples

Breast cancer stem cells (BCSCs) are cancer cells with inherited or acquired stem cell-like characteristics. Despite their low frequency, they are major contributors to breast cancer initiation, relapse, metastasis and therapy resistance. It is imperative to understand the biology of breast cancer stem cells in order to identify novel therapeutic targets to treat breast cancer. Breast cancer stem cells are isolated and characterized based on expression of unique cell surface markers such as CD44, CD24 and enzymatic activity of aldehyde dehydrogenase (ALDH). These ALDHhighCD44+CD24- cells constitute the BCSC population and can be isolated by fluorescence-activated cell sorting (FACS) for downstream functional studies. Depending on the scientific question, different in vitro and in vivo methods can be used to assess the functional characteristics of BCSCs. Here, we provide a detailed experimental protocol for isolation of human BCSCs from both heterogenous populations of breast cancer cells as well as primary tumor tissue obtained from breast cancer patients. In addition, we highlight downstream in vitro and in vivo functional assays including colony forming assays, mammosphere assays, 3D culture models and tumor xenograft assays that can be used to assess BCSC function.

This experimental protocol describes the isolation of BCSCs from breast cancer cell and tissue samples as well as the in vitro and in vivo assays that can be used to assess BCSC phenotype and function.

בידוד והערכה תפקודית של תאי גזע מסרטן השד האנושי מדגימות תאים ורקמות

Breast cancer stem cells (BCSCs) are cancer cells with inherited or acquired stem cell-like characteristics. Despite their low frequency, they are major ...

Syngeneic Mouse Orthotopic Allografts to Model Pancreatic Cancer

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a very complex disease characterized by a heterogeneous tumor microenvironment made up of a diverse stroma, immune cells, vessels, nerves, and extracellular matrix components. Over the years, different mouse models of PDAC have been developed to address the challenges posed by its progression, metastatic potential, and phenotypic heterogeneity. Immunocompetent mouse orthotopic allografts of PDAC have shown good promise owing to their fast and reproducible tumor progression in comparison to genetically engineered mouse models. Moreover, combined with their ability to mimic the biological features observed in autochthonous PDAC, cell line-based orthotopic allograft mouse models enable large-scale in vivo experiments. Thus, these models are widely used in preclinical studies for rapid genotype-phenotype and drug-response analyses. The aim of this protocol is to provide a reproducible and robust approach to successfully inject primary mouse PDAC cell cultures into the pancreas of syngeneic recipient mice. In addition to the technical details, important information is given that must be considered before performing these experiments.

Syngeneic mouse orthotopic allografts of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) recapitulate the biology, phenotypes, and therapeutic responses of disease subtypes. Owing to their fast, reproducible tumor progression, they are widely used in preclinical studies. Here, we show common practices to generate these models, injecting syngeneic murine PDAC cultures into the pancreas.

Syngeneic Mouse Orthotopic Allografts למודל סרטן הלבלב

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a very complex disease characterized by a heterogeneous tumor microenvironment made up of a diverse stroma, ...

תכנות מחדש של PDAC ותאי לבלב לתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים

Reprogramming Pancreatic Ductal Adenocarcinoma to Pluripotency

The generation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) using transcription factors has been achieved from almost any differentiated cell type and has proved highly valuable for research and clinical applications. Interestingly, iPSC reprogramming of cancer cells, such as pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), has been shown to revert the invasive PDAC phenotype and override the cancer epigenome. The differentiation of PDAC-derived iPSCs can recapitulate PDAC progression from its early pancreatic intraepithelial neoplasia (PanIN) precursor, revealing the molecular and cellular changes that occur early during PDAC progression. Therefore, PDAC-derived iPSCs can be used to model the earliest stages of PDAC for the discovery of early-detection diagnostic markers. This is particularly important for PDAC patients, who are typically diagnosed at the late metastatic stages due to a lack of reliable biomarkers for the earlier PanIN stages. However, reprogramming cancer cell lines, including PDAC, into pluripotency remains challenging, labor-intensive, and highly variable between different lines. Here, we describe a more consistent protocol for generating iPSCs from various human PDAC cell lines using bicistronic lentiviral vectors. The resulting iPSC lines are stable, showing no dependence on the exogenous expression of reprogramming factors or inducible drugs. Overall, this protocol facilitates the generation of a wide range of PDAC-derived iPSCs, which is essential for discovering early biomarkers that are more specific and representative of PDAC cases.

מחבר זרקור: תכנות מחדש של תאים סרטניים לתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים כדי לחקור את התקדמות המחלה ואת יעדי הטיפול

The present protocol describes the reprogramming of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (PDAC) and normal pancreatic ductal epithelial cells into induced pluripotent stem cells (iPSCs). We provide an optimized and detailed, step-by-step procedure, from preparing lentivirus to establishing stable iPSC lines.

תכנות מחדש של אדנוקרצינומה של צינור הלבלב לפלוריפוטנציה

The generation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) using transcription factors has been achieved from almost any differentiated cell type and has ...

Isolation of Stem Cells from Human Pancreatic Cancer Xenografts

Cancer stem cells (CSCs) have been identified in a growing number of malignancies and are functionally defined by their ability to undergo self-renewal and produce differentiated progeny1. These properties allow CSCs to recapitulate the original tumor when injected into immunocompromised mice. CSCs within an epithelial malignancy were first described in breast cancer and found to display specific cell surface antigen expression (CD44+CD24low/-)2. Since then, CSCs have been identified in an increasing number of other human malignancies using CD44 and CD24 as well as a number of other surface antigens. Physiologic properties, including aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity, have also been used to isolate CSCs from malignant tissues3-5.
Recently, we and others identified CSCs from pancreatic adenocarcinoma based on
ALDH activity and the expression of the cell surface antigens CD44 and CD24, and CD1336-8. These highly tumorigenic populations may or may not be overlapping and display other functions. We found that ALDH+ and CD44+CD24+ pancreatic CSCs are similarly tumorigenic, but ALDH+ cells are relatively more invasive8. In this protocol we describe a method to isolate viable pancreatic CSCs from low-passage human
xenografts9. Xenografted tumors are harvested from mice and made into a single-cell suspension. Tissue debris and dead cells are separated from live cells and then stained using antibodies against CD44 and CD24 and using the ALDEFLUOR reagent,
a fluorescent substrate of ALDH10. CSCs are then isolated by fluorescence activated cell sorting. Isolated CSCs can then be used for analytical or functional assays requiring viable cells.

Cancer stem cells (CSCs) have been identified in a number of malignancies. In this protocol we describe a flow cytometric method utilizing aldehyde dehydrogenase activity and CD44 and CD24 expression to isolate CSCs from human pancreatic adenocarcinoma xenografts. These viable cells can then be used in functional and analytical studies.

בידוד של בתאי גזע xenografts סרטן הלבלב האנושי

Cancer stem cells (CSCs) have been identified in a growing number of malignancies and are functionally defined by their ability to undergo self-renewal ...

Biology

Isolation and Characterization of a Head and Neck Squamous Cell Carcinoma Subpopulation Having Stem Cell Characteristics

Despite advances in the understanding of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC) progression, the five-year survival rate remains low due to local recurrence and distant metastasis. One hypothesis to explain this recurrence is the presence of cancer stem-like cells (CSCs) that present inherent chemo- and radio-resistance. In order to develop new therapeutic strategies, it is necessary to have experimental models that validate the effectiveness of targeted treatments and therefore to have reliable methods for the identification and isolation of CSCs. To this end, we present a protocol for the isolation of CSCs from human HNSCC cell lines that relies on the combination of two successive cell sortings performed by fluorescence activated cell sorting (FACS). The first one is based on the property of CSCs to overexpress ATP-Binding Cassette (ABC) transporter proteins and thus exclude, among others, vital DNA dyes such as Hoechst 33342. The cells sorted with this method are identified as a &#34;side population&#34; (SP). As the SP cells represent a low percentage (&#60;5%) of parental cells, a growing phase is necessary in order to increase their number before the second cell sorting. The next step allows for the selection of cells that possess two other HNSCC stem cell characteristics i.e. high expression level of the cell surface marker CD44 (CD44high) and the over-expression of aldehyde dehydrogenase (ALDHhigh). Since the use of a single marker has numerous limitations and pitfalls for the isolation of CSCs, the combination of SP, CD44 and ALDH markers will provide a useful tool to isolate CSCs for further analytical and functional assays requiring viable cells. The stem-like characteristics of CSCs was finally validated in vitro by the formation of tumorispheres and the expression of &#946;-catenin.

Understanding the role of cancer stem-like cells in tumor recurrence and resistance to therapies has become a topic of great interest in the last decade. This article describes the isolation and characterization of the sub-population of cancer stem-like cells from head and neck squamous carcinoma cell lines (HNSCC).

בידוד ואפיון של ראש וצוואר קשקש Cell Carcinoma-אוכלוסיית מאפייני תאי גזע לאחר

Despite advances in the understanding of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC) progression, the five-year survival rate remains low due to local ...

לומד סרטן לבלב גזע מאפייני תא לפיתוח טיפול חדש אסטרטגיות

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

בידוד ואפיון של הגידול-ליזום תאים מחולה סרקומה-Xenografts נגזרים

קבלת סרטן גזע כדורים מגינקולוגית סרטן השד גידולים

הדור של הלבלב אורתוטואט גידולים ואפיון Vivo Ex של תאים הסתננות של הגידול תא T

בידוד והערכה תפקודית של תאי גזע מסרטן השד האנושי מדגימות תאים ורקמות

Syngeneic Mouse Orthotopic Allografts למודל סרטן הלבלב

תכנות מחדש של אדנוקרצינומה של צינור הלבלב לפלוריפוטנציה

תכנות מחדש של אדנוקרצינומה של צינור הלבלב לפלוריפוטנציה

תכנות מחדש של אדנוקרצינומה של צינור הלבלב לפלוריפוטנציה

בידוד של בתאי גזע xenografts סרטן הלבלב האנושי

בידוד ואפיון של ראש וצוואר קשקש Cell Carcinoma-אוכלוסיית מאפייני תאי גזע לאחר