JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Методы измерения активности ALDH1A1 в живых клетках имеют решающее значение в исследованиях рака из-за его статуса биомаркера стволовости. В этом исследовании мы использовали изоформ-селективный флюорогенный зонд для определения относительных уровней активности ALDH1A1 в панели из пяти клеточных линий рака яичников.

Аннотация

Рецидив после лечения рака часто связывают с сохранением субпопуляции опухолевых клеток, известных как раковые стволовые клетки (ЦСК), которые характеризуются своей замечательной способностью инициировать опухоль и самообновляться. В зависимости от происхождения опухоли (например, яичников) профиль поверхностных биомаркеров CSC может сильно различаться, что затрудняет идентификацию таких клеток с помощью иммуногистохимического окрашивания. Напротив, альдегиддегидрогеназа 1A1 (ALDH1A1) стала отличным маркером для идентификации ЦСК из-за ее консервативного профиля экспрессии почти во всех клетках-предшественниках, включая ЦСК. Изоформа ALDH1A1 принадлежит к суперсемейству из 19 ферментов, которые отвечают за окисление различных эндогенных и ксенобиотических альдегидов до соответствующих продуктов карбоновой кислоты. Chan et al. недавно разработали AlDeSense, изоформно-селективный «включающийся» зонд для обнаружения активности ALDH1A1, а также нереактивный контрольный реагент согласования (Ctrl-AlDeSense) для учета нецелевого окрашивания. Уже было продемонстрировано, что этот изоформоселективный инструмент является универсальным химическим инструментом благодаря обнаружению активности ALDH1A1 в клетках миелогенного лейкоза K562, маммосферах и ксенотрансплантатах CSC, полученных из меланомы. В этой статье полезность зонда была продемонстрирована с помощью дополнительных экспериментов по флуориметрии, конфокальной микроскопии и проточной цитометрии, где относительная активность ALDH1A1 была определена на панели из пяти клеточных линий рака яичников.

Введение

Раковые стволовые клетки (ЦСК) представляют собой субпопуляцию опухолевых клеток, которые проявляют свойства, подобные стволовым клеткам1. Подобно своим нераковым аналогам, CSC обладают необычайной способностью к самообновлению и размножению. Вместе с другими встроенными механизмами, такими как активация АТФ-связывающих кассетных транспортеров, ЦСК часто избавлены от первоначальных хирургических усилий по удалению объема, а также от последующей адъювантной терапии2. Из-за их критической роли в резистентностик лечению 3, рецидива4 и метастазирования5 ЦСК стали приоритетом в исследованиях рака. Несмотря на то, что существует множество антигенов клеточной поверхности (например, CD133), которые могут быть использованы для идентификацииCSC6, использование ферментативной активности альдегиддегидрогеназ (ALDH), обнаруженных в цитоплазме, стало привлекательной альтернативой7. ALDH представляют собой суперсемейство из 19 ферментов, ответственных за катализ окисления реакционноспособных эндогенных и ксенобиотических альдегидов до соответствующих продуктов карбоновой кислоты8.

В целом, детоксикация альдегидами имеет решающее значение для защиты клеток от нежелательных событий сшивания и окислительного стресса, которые могут повредить целостность стволовых клеток9. Кроме того, изоформа 1А1 контролирует метаболизм ретиноевой кислоты, который, в свою очередь, влияет на стволовость через передачу сигналов10 ретинальдегида. Недавно был разработан датчик AlDeSense 11,12 на основе низкомолекулярной активности (ABS) для селективного обнаружения активности ALDH1A1. Конструкции ABS обеспечивают обнаружение аналита посредством химического изменения, а не связывания, что обеспечивает высокую селективность и снижает нецелевые реакции13,14,15,16. Принцип конструкции изоформ-селективного флюорогенного зонда основан на механизме17 гашения донорно-фотоиндуцированного переноса электрона (d-PeT), происходящего из альдегидной функциональной группы, который служит для подавления флуоресцентной сигнатуры зонда18. При опосредованном ALDH1A1 превращении в карбоновую кислоту разблокируется радиационная релаксация с образованием высокофлуоресцентного продукта. Поскольку гашение d-PeT никогда не бывает эффективным на 100%, остаточная флуоресценция, которая может привести к возможным ложноположительным результатам, учитывалась при создании этого анализа путем разработки Ctrl-AlDeSense, нечувствительного реагента с соответствующими фотофизическими характеристиками (например, квантовым выходом) и идентичным рисунком цитоплазматического окрашивания в клетках. При использовании в тандеме это уникальное сочетание может надежно отличать клетки с высокой активностью ALDH1A1 от тех, которые демонстрируют низкие уровни с помощью флуориметрии, молекулярной визуализации и проточной цитометрии. Несколько ключевых преимуществ связаны с использованием изоформселективных активируемых красителей перед традиционными иммуногистохимическими методами. Например, предполагается, что ЦСК похоронены глубоко внутри опухоли и, таким образом, более доступны для небольшой молекулы по сравнению с большими антителами19. Кроме того, перевернутый флуоресцентный продукт не ковалентно модифицирует какой-либо клеточный компонент, что означает, что его можно легко удалить с помощью циклов стирки, чтобы оставить CSC в неизмененном состоянии. Наконец, реакция включения идентифицирует только жизнеспособные клетки и функции, как и анализ МТТ, из-за его зависимости от кофактора NAD +.

figure-introduction-4132
Рисунок 1: Схема, демонстрирующая флуоресцентное включение AlDeSense. Изоформселективный краситель активируется ALDH1A1 и может быть использован для выявления повышенной активности ALDH1A1 в клетках рака яичников с помощью флуориметрии, молекулярной визуализации и проточной цитометрии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

В прошлой работе изоформ-селективный флуорогенный зондовый анализ успешно стратифицировал клетки ALDH high (ALDH +) из клеток ALDH low (ALDH-) в клетках хронического лейкоза человека K562, клетках рака молочной железы человека MDA-MB-231 и клетках меланомы мыши B16F0. Это важно, потому что для многих типов рака высокая экспрессия белка ALDH1A1 означает худший клинический прогноз20. Это предполагает, что повышенные уровни ALDH1A1 указывают на CSCs, которые могут уклоняться от лечения, развивать резистентность и распространяться по всему телу. Однако в случае рака яичников есть исследования, сообщающие об обратном (высокая экспрессия ALDH1A1 связана с улучшением выживаемости пациентов)21,22,23,24. Хотя на первый взгляд это может показаться противоречивым, экспрессия не обязательно коррелирует с активностью фермента, на которую могут влиять изменения микроокружения опухоли (например, поток pH, градиенты кислорода), доступность кофактора NAD + или альдегидных субстратов, уровни карбоновых кислот (ингибирование продукта) и посттрансляционные модификации, которые могут изменять активность фермента25 . Кроме того, рак яичников делится на пять основных гистологических типов (серозный рак высокой степени злокачественности, серозный рак низкой степени злокачественности, эндометриоидный, светлоклеточный и муцинозный), которые, как мы предполагаем, будут иметь различные уровни активности ALDH1A126. С целью изучения активности ALDH1A1 в опухолях яичников был использован изоформ-селективный флюорогенный зондовый анализ для идентификации популяций ALDH1A1+ в панели из пяти клеточных линий рака яичников, принадлежащих к различным гистологическим типам, упомянутым выше. Клеточные линии, протестированные в этом исследовании, включают клетки BG-1, Caov-3, IGROV-1, OVCAR-3 и PEO4, охватывающие светлоклеточные и серозные гистотипы. При этом была подчеркнута универсальность и обобщаемость зонда для идентификации CSC для исследователей, которые стремятся провести аналогичные исследования на других иммортализированных линиях раковых клеток, а также на образцах пациентов. Использование AlDeSense прольет свет на биохимические пути, участвующие в поддержании CSC в сложных микроокружениях тканей, и потенциально послужит клиническим инструментом для определения прогноза и измерения агрессивности рака.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

1. Измерьте общую активность ALDH1A1 в гомогенатах раковых клеток яичников с помощью флуориметрии.

  1. Размораживание 1 × 106 клеток в колбе для культивирования клеток Т25 в 5 мл следующих сред для культивирования клеток:
    1. IGROV-1 и PEO4: Мемориальный институт Розуэлл-Парк (RPMI) 1640 среда с 10% эмбриональной бычьей сывороткой (FBS) и 1% пенициллином/стрептомицином (P/S).
    2. BG-1 и Caov-3: модифицированная орлиная среда Дульбекко (DMEM) с 10% FBS и 1% P/S.
    3. OVCAR-3: RPMI 1640 с 20% FBS, 1% P/S и 0,01 мг/мл инсулина.
  2. Поддерживайте клетки в инкубаторе при температуре 37 ° C и 5% CO2 в течение двух-трех проходов. Перед прохождением убедитесь, что слияние ячеек не превышает 80-90%.
  3. Трипсинизировать клетки в 0,25% трипсина в течение 10 мин, подсчитывать их с помощью автоматического счетчика клеток и гранулировать 1 × 107 клеток с помощью центрифугирования (180 × г) при 25 ° C в течение 5 мин.
  4. Тщательно удалите надосадочную жидкость с помощью аспирации, промойте гранулу, ресуспендировав клетки в 1 мл 1x PBS, и повторно гранулируйте клетки с помощью центрифугирования в тех же условиях, которые описаны на шаге 4.
  5. Ресуспендируют клетки в растворе 1x ингибитора протеазы в 1x PBS. Используют 1 мл этого раствора на 2,5 × 106 клеток.
  6. Обработайте суспензию клеток ультразвуком на льду в течение 2 мин (импульс 1 с, амплитуда 40%) с помощью зонда-гомогенизатора клеток.
  7. Гранулы нерастворимые/мембранные фракции центрифугированием (3 200 × г) при 25 °C в течение 15 мин. Удалите и сохраните надосадочную жидкость, так как это гомогенат, который будет использоваться на последующих этапах. Разделите гомогенаты на три кюветы, чтобы провести эксперимент в трех экземплярах.
  8. Добавьте зонд к гомогенату, чтобы получить конечную концентрацию зонда 4 мкМ. Пипеткой вверх и вниз три раза, чтобы хорошо перемешать раствор.
  9. Измерьте флуоресцентный сигнал сразу после добавления и после желаемого времени инкубации на флуориметре. Время инкубации можно оптимизировать, чтобы увидеть максимальное включение складки (1 час в этом эксперименте). Время инкубации должно быть постоянным для всех сравниваемых клеточных линий.
    1. Установите длину волны возбуждения на 496 нм.
    2. Установите излучение на 510-600 нм.
    3. Установите ширину щели 0,5 мм.
    4. Поместите раствор пипеткой в кварцевую кювету объемом 1 мл, поместите в флуориметр и нажмите «Сканировать».
  10. Разделите конечную интенсивность флуоресценции при длине волны 516 нм (максимальная длина волны флуоресценции) на интенсивность на той же длине волны от начальных показаний, чтобы определить кратную активацию изоформселективного красителя.

2. Использование флуоресцентной микроскопии для визуализации клеток с высокой активностью ALDH1A1

  1. Размораживают 1 × 106 клеток в колбе для культивирования клеток Т25 в 5 мл соответствующих сред для культивирования клеток.
  2. Поддерживайте клетки в инкубаторе при температуре 37 ° C и 5% CO2 в течение двух-трех проходов. Перед прохождением убедитесь, что слияние ячеек не превышает 80-90%.
  3. За день до конфокальной визуализации планшет 4 × 105 клеток на предметном стекле с 8-луночной камерой.
    1. Покройте дно каждой лунки поли-L-лизином (0,1 мг/мл, 100 мкл на лунку) в течение 10 мин, а затем аспирируйте.
    2. Промойте каждую лунку 3 раза, добавив воду для культивирования клеток (100 мкл на лунку) и аспирируя.
    3. Трипсинизируйте клетки в 0,25% трипсина в течение 10 минут, подсчитайте их с помощью автоматического счетчика клеток и наложите на клетки 4 × 105 клеток на лунку.
    4. Дайте клеткам осесть и прикрепиться на ночь (12-16 ч).
  4. Аспирируйте питательную среду и добавьте среду, не содержащую сыворотку (500 мкл на лунку), дополненную 2 мкМ зонда или контрольного зонда.
  5. Инкубируйте с помощью зонда при комнатной температуре в течение 30 минут и сразу же сфотографируйте клетки.
  6. Включите конфокальный микроскоп и подстройтесь под образец.
    1. Осторожно загружайте образец при наименьшем увеличении; Найдите ячейки, чтобы обеспечить правильное позиционирование.
    2. Убедитесь, что объектив имеет 10-кратное увеличение, и найдите ячейки.
  7. Для этого эксперимента требуются канал FITC (возбуждение: лазер 488 нм; излучение: 516-521 нм) и канал T-PMT (проходящий свет). Найдите и сфокусируйтесь на клетках с помощью T-PMT, чтобы сфокусироваться на одной и той же z-плоскости на протяжении всего эксперимента, чтобы устранить смещение.
  8. Отрегулируйте мощность лазера и усиление FITC до соответствующей настройки, при которой сигнал от образцов Ctrl-AlDeSense AM минимально обнаруживается, сохраняя при этом сигнал в образцах AlDeSense AM. Каждый параметр можно регулировать, сдвинув соответствующую полосу. Возможно, настройки придется корректировать несколько раз, чтобы определить правильные параметры. После оптимизации завершите оставшуюся часть эксперимента в этой клеточной линии, используя идентичные параметры.
  9. Сделайте три снимка на скважину, чтобы получить в общей сложности три скважины на одно условие обработки (всего девять изображений). Сфокусируйтесь на правильной плоскости с помощью T-PMT, чтобы избежать смещения, а не на флуоресцентном канале или объединенном изображении.
  10. Обработайте изображения, чтобы определить процент клеток ALDH1A1+.
    1. Используя программное обеспечение для обработки изображений, разделите файл czi на разные каналы.
    2. Подсчитайте общее количество ячеек и общее количество флуоресцентных ячеек.
    3. Чтобы определить процентное содержание клеток ALDH1A1+, разделите количество флуоресцентных ячеек на общее количество ячеек на каждом изображении. Крайне важно считать одинаково для каждого изображения, не манипулируя изображениями, поскольку, например, регулировка яркости может добавить смешанную переменную.

3. Применение проточной цитометрии для идентификации клеток с высокой активностью ALDH1A1

  1. Размораживают 1 × 106 клеток в колбе для культивирования клеток Т25 в 5 мл соответствующих сред для культивирования клеток.
  2. Поддерживайте клетки в инкубаторе при температуре 37 ° C и 5% CO2 в течение двух-трех проходов. Перед прохождением убедитесь, что слияние ячеек не превышает 80-90%.
  3. Трипсинизируют, подсчитывают и гранулируют клетки в центрифужной пробирке объемом 15 мл с помощью центрифугирования (180 × г) при 25 ° C в течение 5 мин.
  4. Ресуспендируют клетки в 1 мл 2 мкМ раствора зонда/контрольного зонда в PBS. Встряхните клетки при комнатной температуре в течение 60 минут, чтобы обеспечить равномерное воздействие красителя.
  5. После инкубационного периода гранулируют клетки с помощью центрифугирования (180 × г) при 25 ° C в течение 5 минут. Ресуспендируют клетки в 0,5 мл PBS. Пропустите клетки через клеточный фильтр (нейлоновая сетка 35 мкм), чтобы удалить клеточные комки, которые могут засорить проточный цитометр. Сразу же поместите клетки на лед.
  6. Включите прибор и запустите протокол запуска.
  7. Проверьте, нет ли жидкости в оболочке и пустых отходов.
  8. Запустите линии с 10% отбеливателем и водой в течение 5 минут каждая.
  9. Запустите бусины контроля качества, чтобы обеспечить правильную работу.
  10. На вкладке настроек выберите FSC (прямое рассеяние), SSC (боковое рассеяние) и FITC (флуоресцеин изотиоцианат) для флуоресцентного фильтра.
  11. Нарисуйте следующие графики, чтобы определить жизнеспособность, синглеты и флуоресценцию. Оптимизируйте мощность лазера (в зависимости от прибора пользователя) так, чтобы популяции клеток находились в пределах заданных параметров для дальнейшего анализа.
    1. Диаграмма рассеяния FSC-A и SSC-A: основная популяция клеток находится недалеко от центра графика.
    2. Диаграмма рассеяния FSC-A и FSC-W: узкая горизонтальная полоса, указывающая на синглеты (а не на скопления клеток).
    3. Диаграмма рассеяния FITC-A и FSC-A: наблюдайте за распределением клеток, отсортированных изоформоселективным флюорогенным датчиком.
    4. Гистограмма FITC-A: наблюдайте за сдвигом популяции на основе FITC, чтобы определить процент клеток ALDH1A1+.
  12. Чтобы оптимизировать мощность лазера FITC, запустите образец с помощью зонда так, чтобы правый хвост кривой гистограммы был близок к максимальному сигналу FITC-A. Затем запустите образец с помощью контрольного щупа. Сдвиг населения должен быть наблюдаемым, чтобы выявить максимальный динамический диапазон. Этап оптимизации мощности лазера, возможно, придется повторять несколько раз, но мощность лазера не должна изменяться в разных образцах после того, как настройка была назначена для эксперимента.
  13. Выполните каждую выборку для 10 000 отсчетов (в трех экземплярах).
  14. Повторите шаг 3.12 для каждой клеточной линии, так как будет вариабельность поглощения и активности ALDH1A1.
  15. После завершения отбора проб запустите линии с 10% отбеливателем и водой в течение 5 минут каждая, затем инициируйте отключение прибора.
  16. Обработайте данные с помощью программного обеспечения для проточной цитометрии и определите желаемую популяцию клеток. Установите ворота таким образом, чтобы все события попадали либо в ворота ALDH1A1, либо в ALDH1A1+. Используя выбор прямоугольного затвора, установите затвор ALDH1A1- таким образом, чтобы >99,5% событий в образцах контрольного зонда происходили в пределах этого затвора. Остальные ячейки будут считаться ALDH1A1+. Эти же затворы затем могут быть применены к образцу зонда для количественной оценки количества событий, рассматриваемых ALDH1A1- и ALDH1A1+.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Общая активность ALDH1A1 гомогенатов раковых клеток яичников
Средние сгибы для каждой клеточной линии, полученные в результате этого анализа, составляют: BG-1 (1,12 ± 0,01); ИГРОВ-1 (1,30 ± 0,03); Каов-3 (1,72 ± 0,06); ПЭО4 (2,51 ± 0,29); и OVCAR-3 (10.25 ± 1.46) (рис. 2).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

Панселективность является основным ограничением многих зондов ALDH; Однако недавно было зарегистрировано несколько изоформоселективных примеров 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Раскрытие информации

Мы раскрываем патент, находящийся на рассмотрении (US20200199092A1) на технологию AlDeSense.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения (R35GM133581 для JC) и стипендией для выпускников Онкологического центра в Иллинойсе (присуждена SG). JC благодарит Фонд Камиллы и Генри Дрейфусов за поддержку. Авторы благодарят доктора Томаса Э. Беарруда за его первоначальный вклад в подготовку акций AlDeSense и AlDeSense AM. Мы благодарим г-на Оливера Д. Пичардо Пегеро и г-на Джозефа А. Форзано за их помощь в подготовке различных синтетических прекурсоров. Мы благодарим профессора Эрика Нельсона (Департамент молекулярной и интегративной физиологии, UIUC) за клетки Caov-3, IGROV-1 и PEO4. Мы благодарим профессора Пауля Хергенротера (химический факультет, UIUC) за клетки BG-1. Мы благодарим основные объекты Института геномной биологии им. Карла Р. Вёзе за доступ к конфокальному микроскопу Zeiss LSM 700 и соответствующему программному обеспечению. Мы благодарим Центр проточной цитометрии за доступ к анализатору BD LSR II CMtO. Мы благодарим доктора Сандру МакМастерс и Cell Media Facility за помощь в подготовке сред для клеточных культур.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
 0.25% Trypsin, 0.1% EDTA in HBSS w/o Calcium, Magnesium and Sodium BicarbonateCorning  25-050-CI
1x Phosphate Buffer SalineCorning21-040-CMX12
AccuSpin Micro 17RFisher Scientific13-100-675
AlDeSenseSynthesized in-house
BG-1A gift provided by the Prof. Paul Hergenrother Lab, University of Illinois Urbana-Champaign
BioLite 25cm2 FlaskThermo Fisher Scientific 130189
Biosafety Cabinet 1300 series A2Thermo Fisher Scientific 
Caov-3A gift provided by the Prof. Erik Nelson Lab, University of Illinois Urbana-Champaign
Cell homogenizerFisher Scientific
Centrifuge 5180REppendorf22627040
Contrl-AlDeSenseSynthesized in-house
DMEM, 10% FBS, 1% P/SPrepared by UIUC cell media facility
Falcon Round-Bottom Polystyrene Test Tubes with Cell Strainer Snap Cap, 5mLCorning352003
FCS Express 6Provided by UIUC CMtO
FL microscopeEVOS
FluorometerPhoton Technology International
Forma Series II Water-Jacketed CO2 IncubatorFisher Scientific3110
IGROV-1A gift provided by the Prof. Erik Nelson Lab, University of Illinois Urbana-Champaign
ImageJNIH
Innova 42R Incubated Shaker
LSM 700Zeiss
LSR IIBD
Nunc Lab-Tek Chambered #1.0 Borosicilate Coverglass SystemThermo Fisher Scientific 155383
OVCAR-3ATCCHTB-161
PEO4A gift provided by the Prof. Erik Nelson Lab, University of Illinois Urbana-Champaign
Pierce Protease Inhibitor TabletsThermo ScientificA32963
Poly-L-LysineCultrex3438-100-01
RockerVWR
RPMI, 10% FBS, 1% P/SPrepared by UIUC cell media facility
RPMI, 20% FBS, 1% P/S, 0.01 mg/mL InsulinPrepared by UIUC cell media facility

Ссылки

  1. Bonnet, D., Dick, J. E. Human acute myeloid leukaemia is organised as a heirarchy that originates from a primitive haematopoetic cell. Nature Medicine. 3 (7), 730-737 (1997).
  2. Begicevic, R. R., Falasca, M. ABC transporters in cancer stem cells: Beyond chemoresistance. International Journal of Molecular Sciences. 18 (11), 2362(2017).
  3. Cojoc, M., Mäbert, K., Muders, M. H., Dubrovska, A. A role for cancer stem cells in therapy resistance: Cellular and molecular mechanisms. Seminars in Cancer Biology. 31, 16-27 (2015).
  4. Islam, F., Gopalan, V., Smith, R. A., Lam, A. K. Y. Translational potential of cancer stem cells: A review of the detection of cancer stem cells and their roles in cancer recurrence and cancer treatment. Experimental Cell Research. 335 (1), 135-147 (2015).
  5. Li, F., Tiede, B., Massagué, J., Kang, Y. Beyond tumorigenesis: Cancer stem cells in metastasis. Cell Research. 17 (1), 3-14 (2007).
  6. Kim, W. T., Ryu, C. J. Cancer stem cell surface markers on normal stem cells. BMB Reports. 50 (6), 285-298 (2017).
  7. Pors, K., Moreb, J. S. Aldehyde dehydrogenases in cancer: An opportunity for biomarker and drug development. Drug Discovery Today. 19 (12), 1953-1963 (2014).
  8. Jackson, B., et al. Update on the aldehyde dehydrogenase gene (ALDH) superfamily. Human Genomics. 5 (4), 283-303 (2011).
  9. Vasiliou, V., Pappa, A., Petersen, D. R. Role of aldehyde dehydrogenases in endogenous and xenobiotic metabolism. Chemico-Biological Interactions. 129 (1-2), 1-19 (2000).
  10. Tomita, H., Tanaka, K., Tanaka, T., Hara, A. Aldehyde dehydrogenase 1A1 in stem cells and cancer. Oncotarget. 7 (10), 11018-11032 (2016).
  11. Anorma, C., et al. Surveillance of cancer stem cell plasticity using an isoform-selective fluorescent probe for aldehyde dehydrogenase 1A1. ACS Central Science. 4 (8), 1045-1055 (2018).
  12. Bearrood, T. E., Aguirre-Figueroa, G., Chan, J. Rational design of a red fluorescent sensor for ALDH1A1 displaying enhanced cellular uptake and reactivity. Bioconjugate Chemistry. 31 (2), 224-228 (2020).
  13. Chan, J., Dodani, S. C., Chang, C. J. Reaction-based small-molecule fluorescent probes for chemoselective bioimaging. Nature Chemistry. 4 (12), 973-984 (2012).
  14. East, A. K., Lucero, M. Y., Chan, J. New directions of activity-based sensing for in vivo NIR imaging. Chemical Science. 12 (10), 3393-3405 (2021).
  15. Yadav, A. K., et al. Activity-based NIR bioluminescence probe enables discovery of diet-induced modulation of the tumor microenvironment via nitric oxide. ACS Central Science. 8 (4), 461-472 (2022).
  16. Yadav, A. K., et al. An activity-based sensing approach for the detection of cyclooxygenase-2 in Live Cells. Angewandte Chemie. 59 (8), 3307-3314 (2020).
  17. Ueno, T., et al. Rational principles for modulating fluorescence properties of fluorescein. Journal of the American Chemical Society. 126 (43), 14079-14085 (2004).
  18. Tanaka, F., Mase, N., Barbas 3rd, C. F. Design and use of fluorogenic aldehydes for monitoring the progress of aldehyde transformations. Journal of the American Chemical Society. 126 (12), 3692-3693 (2004).
  19. Thurber, G. M., Schmidt, M. M., Wittrup, K. D. Antibody tumor penetration: transport opposed by systemic and antigen-mediated clearance. Advanced Drug Delivery Reviews. 60 (12), 1421-1434 (2008).
  20. Marcato, P., Dean, C. A., Giacomantonio, C. A., Lee, P. W. K. Aldehyde dehydrogenase its role as a cancer stem cell marker comes down to the specific isoform. Cell Cycle. 10 (9), 1378-1384 (2011).
  21. Meng, E., et al. ALDH1A1 maintains ovarian cancer stem cell-like properties by altered regulation of cell cycle checkpoint and DNA repair network signaling. PLoS One. 9 (9), e107142(2014).
  22. Kaipio, K., et al. ALDH1A1-related stemness in high-grade serous ovarian cancer is a negative prognostic indicator but potentially targetable by EGFR/mTOR-PI3K/aurora kinase inhibitors. The Journal of Pathology. 250 (2), 159-169 (2020).
  23. Deng, S., et al. Distinct expression levels and patterns of stem cell marker, aldehyde dehydrogenase isoform 1 (ALDH1), in human epithelial cancers. PLoS One. 5 (4), e10277(2010).
  24. Chang, B., et al. ALDH1 expression correlates with favorable prognosis in ovarian cancers. Modern Pathology. 22 (6), 817-823 (2009).
  25. Gardner, S. H., Reinhardt, C. J., Chan, J. Advances in activity-based sensing probes for isoform-selective imaging of enzymatic activity. Angewandte Chemie. 60 (10), 5000-5009 (2021).
  26. Reid, B. M., Permuth, J. B., Sellers, T. A. Epidemiology of ovarian cancer: a review. Cancer Biology and Medicine. 14 (1), 9-32 (2017).
  27. Tulake, W., et al. Upregulation of stem cell markers ALDH1A1 and OCT4 as potential biomarkers for the early detection of cervical carcinoma. Oncology Letters. 16 (5), 5525-5534 (2018).
  28. Nwani, N. G., et al. A novel ALDH1A1 inhibitor targets cells with stem cell characteristics in ovarian cancer. Cancers. 11 (4), 502(2019).
  29. Roy, M., Connor, J., Al-Niaimi, A., Rose, S. L., Mahajan, A. Aldehyde dehydrogenase 1A1 (ALDH1A1) expression by immunohistochemistry is associated with chemo-refractoriness in patients with high-grade ovarian serous carcinoma. Human Pathology. 73, 1-6 (2018).
  30. Landen Jr, C. N., et al. Targeting aldehyde dehydrogenase cancer stem cells in ovarian cancer. Molecular Cancer Therapeutics. 9 (12), 3186-3199 (2010).
  31. Condello, S., et al. β-catenin-regulated ALDH1A1 is a target in ovarian cancer spheroids. Oncogene. 34 (18), 2297-2308 (2015).
  32. Storms, R. W., et al. Isolation of primitive human hematopoietic progenitors on the basis of aldehyde dehydrogenase activity. Proceedings of the National Academy of Sciences. 96 (16), 9118-9123 (1999).
  33. Duellman, S. J., et al. A bioluminescence assay for aldehyde dehydrogenase activity. Analytical Biochemistry. 434 (2), 226-232 (2013).
  34. Minn, I., et al. A red-shifted fluorescent substrate for aldehyde dehydrogenase. Nature Communications. 5, 3662(2014).
  35. Dollé, L., Boulter, L., Leclercq, I. A., van Grunsven, L. A. Next generation of ALDH substrates and their potential to study maturational lineage biology in stem and progenitor cells. American Journal of Physiology. Gastrointestinal and Liver Physiology. 308 (7), 573-578 (2015).
  36. Yagishita, A., et al. Development of highly selective fluorescent probe enabling flow-cytometric isolation of ALDH3A1-positive viable cells. Bioconjugate Chemistry. 28 (2), 302-306 (2017).
  37. Maity, S., et al. Thiophene bridged aldehydes (TBAs) image ALDH activity in cells: Via modulation of intramolecular charge transfer. Chemical Science. 8 (10), 7143-7151 (2017).
  38. Koenders, S. T. A., et al. Development of a retinal-based probe for the profiling of retinaldehyde dehydrogenases in cancer cells. ACS Central Science. 5 (12), 1965-1974 (2019).
  39. Oe, M., et al. Deep-red/near-infrared turn-on fluorescence probes for aldehyde dehydrogenase 1A1 in cancer stem cells. ACS Sensors. 6 (9), 3320-3329 (2021).
  40. Yagishita, A., Ueno, T., Tsuchihara, K., Urano, Y. Amino BODIPY-based blue fluorescent probes for aldehyde dehydrogenase 1-expressing cells. Bioconjugate Chemistry. 32 (2), 234-238 (2021).
  41. Okamoto, A., et al. Identification of breast cancer stem cells using a newly developed long-acting fluorescence probe, C5S-A, targeting ALDH1A1. Anticancer Research. 42 (3), 1199-1205 (2022).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

JoVE193

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены