3. Cancer stem cells and cell size
Tumors generally contain multiple clones, in which differentially sized tumor cells can be easily observed. It seems reasonable to speculate, a priori, that a certain population of cells in tumors with certain sizes might be endowed with particular characteristics to promote survival and longevity. In other words, can cell size be used as a determinant of CSCs vs. non-CSCs? Very few studies by far have been conducted to prospectively address this interesting question. A group recently generated a liver-derived progenitor cell (LDPC) line, RA1, by overexpressing the simian virus 40 (SV40) large T antigen (TAg) in primary LDPCs [49]. Interestingly, following transformation, LDPCs decreased in size significantly and the propagating cells measured 1 μm in diameter compared with the 10 μm size of the parental LDPCs. These small cells multiplied continuously and, after passage 36, they started to increase in size and reached a maximum size of 10–12 μm by passage 42. The authors speculated [49] that forced cell cycle entry by TAg might have been the trigger for the “reprogramming” of cells causing a change in their cell size, possibly via the process of ‘de-differentiation’, a feature observed in other stem cells and CSCs. To date, RA1 cells are the smallest mammalian cells to be reported in the literature.
Bortolomai et al. investigated cancer stem/tumor initiating cell characteristics in the human epidermoid carcinoma cell line, A431, via growth as non-adherent spheres in specific media and ALDH enzymatic activity [50]. Spheres manifested increased stem-cell like properties including holoclone formation, high ALDH activity (the ALDH-positive fraction increased from 46% in adherent cultures to 65% in spheres), and a transient induction of stem cell markers such as Nanog, Nestin and Oct4. When compared to parental cells, spheres were greatly enriched in a podoplanin-positive subpopulation characterized by small cell sizes and the ability to propagate tumors in nude mice at a lower cell dose [50].
In contrast, Srivastava et al. interrogated the DAOY medulloblastoma cell line with respect to the relationship between cell size and stem-like potential and observed opposing results [51]. They purified SP/non-SP DAOY cells, which were also sorted separately for viability, cell size, cell cycle status, and proliferative capacity evaluation. The SP, non-SP, CD133+, and CD133− fractions were all capable of reconstituting the original parental DAOY population. However, SP cells, which have been shown to enrich for CSCs in many tumor systems [47], differed from the non-SP cells with respect to increased cell size, decreased S-phase, and slightly decreased proliferative capacity. Another example of stem-like cancer cells with increased cell size is polyploid giant cancer cells (PGCCs) that are frequently found in human solid tumors. These cells are large atypical cancer cells with multiple copies of DNAs and have been recently been studied in human ovarian cancer cell lines and primary ovarian cancer [52]. Of interest, these PGCCs are highly resistant to oxygen deprivation, express normal and CSC markers, divide asymmetrically and cycle slowly, and, surprisingly, can differentiate into adipose, cartilage and bone cells. A single PGCC can form cancer cell spheroids in vitro and generate tumors in immunodeficient mice, which manifest a mesenchymal phenotype with increased expression of CSC markers CD44 and CD133 and become more resistant to treatment with cisplatin [52].
Our laboratory, in the past 10 years, has been meticulously dissecting prostate cancer cell heterogeneity. Using cell surface markers, SP, holoclone and sphere formation, as well as tumor transplantation and serial transplantation assays, we have provided strong evidence for the presence of CSCs in long-term cultured prostate cancer cell lines and xenografts as well as in primary patient tumors [53], [54], [55], [56], [57], [58], [59], [60] and [61]. We have recently made attempts to determine a correlation between CSCs and cell size in the most aggressive, fully undifferentiated prostate cancer cells PC3. PC3 cells completely lack differentiation markers such as androgen receptor (AR) and prostate-specific antigen (PSA). Virtually 100% of PC3 cells express commonly used CSC surface markers such as CD44 and integrin α2β1; consequently, these markers would not differentiate between tumorigenic CSCs vs. non-CSCs. We have shown that PC3 holoclones harbor long-term self-renewing tumor-propagating cells [57].
To address whether cell size is able to provide tumorigenic stratification in PC3 cells, we first utilized FSC-based FACS sorting (Figure 1A) to fractionate PC3 into, relatively, large and small sized populations and then implanted 100 and 1,000 cells, respectively, subcutaneously, in NOD/SCID mice. This experiment revealed a tendency of small cells being more tumorigenic manifested by more and larger tumors regenerated (Figure 2A). We then employed size-sieving approach by using nylon mesh of different pore sizes (Figure 1B) to separate PC3 cells into two cell populations varying in the cell sizes, i.e., small (< 10 μm) and large (≧ 20 or 30 μm) (Figure 2B-E; Figure 3A-B) followed by clonal (i.e., 2D) and clonogenic (i.e., 3D) assays as well as in vivo tumor regeneration. In two independent experiments, small PC3 cells demonstrated higher clonal capacity than large PC3 cells (Figure 2C; Figure 3B). Importantly, two separate tumor experiments again revealed the trend of small PC3 cells being more tumorigenic (Figure 2D-E). Similar studies in another AR-/PSA- prostate cancer cell line IGR also revealed that small IGR cells displayed higher clonal (Figure 3C) and clonogenic (Figure 3D-E) capacities than corresponding large cells.
3. มะเร็งสเต็มเซลล์และเซลล์ขนาดโดยทั่วไปเนื้องอกประกอบด้วยโคลนหลาย ซึ่งเซลล์เนื้องอกขนาด differentially จะได้สังเกตได้จาก เหมือนสมคะเน เป็น priori ที่ อาจสร้างประชากรเซลล์เนื้องอกมีขนาดบางอย่าง มีลักษณะเฉพาะเพื่อส่งเสริมการอยู่รอดและอัด ในคำอื่น ๆ ขนาดเซลล์สามารถใช้เป็นดีเทอร์มิแนนต์ของ CSCs เทียบกับ CSCs ไม่ใช่หรือไม่ การศึกษาน้อยมากโดยได้ดำเนินการ prospectively คำถามนี้น่าสนใจ กลุ่มเพิ่งสร้าง progenitor มาตับเซลล์ (LDPC) บรรทัด RA1 โดย overexpressing ไวรัสสิมิลัน 40 (SV40) ใหญ่ T ตรวจหา (แท็ก) ใน LDPCs หลัก [49] เป็นเรื่องน่าสนใจ การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้ LDPCs ลดลงในขนาดมาก และเซลล์เผยแพร่วัด μm 1 เส้นผ่านศูนย์กลางเมื่อเทียบกับขนาด 10 μm ของ LDPCs โดยผู้ปกครอง เซลล์เหล่านี้เล็กคูณอย่างต่อเนื่อง และ หลังพาส 36 พวกเขาเริ่มที่จะเพิ่มขนาด และถึงขนาดสูงสุดของ μm 10 – 12 โดยเส้นทาง 42 ผู้เขียนคาดการณ์ [49] ที่รอบเซลล์บังคับรายการ โดยป้ายจะมีทริกเกอร์สำหรับการ "reprogramming" ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในขนาดของเซลล์ เซลล์อาจจะผ่านการ 'ชื่นสร้างความแตกต่าง' คุณลักษณะในเซลล์ต้นกำเนิดและ CSCs อื่น ๆ วันที่ RA1 เซลล์เป็นเซลล์ mammalian น้อยที่สุดที่จะรายงานในวรรณคดีBortolomai et al. investigated cancer stem/tumor initiating cell characteristics in the human epidermoid carcinoma cell line, A431, via growth as non-adherent spheres in specific media and ALDH enzymatic activity [50]. Spheres manifested increased stem-cell like properties including holoclone formation, high ALDH activity (the ALDH-positive fraction increased from 46% in adherent cultures to 65% in spheres), and a transient induction of stem cell markers such as Nanog, Nestin and Oct4. When compared to parental cells, spheres were greatly enriched in a podoplanin-positive subpopulation characterized by small cell sizes and the ability to propagate tumors in nude mice at a lower cell dose [50].In contrast, Srivastava et al. interrogated the DAOY medulloblastoma cell line with respect to the relationship between cell size and stem-like potential and observed opposing results [51]. They purified SP/non-SP DAOY cells, which were also sorted separately for viability, cell size, cell cycle status, and proliferative capacity evaluation. The SP, non-SP, CD133+, and CD133− fractions were all capable of reconstituting the original parental DAOY population. However, SP cells, which have been shown to enrich for CSCs in many tumor systems [47], differed from the non-SP cells with respect to increased cell size, decreased S-phase, and slightly decreased proliferative capacity. Another example of stem-like cancer cells with increased cell size is polyploid giant cancer cells (PGCCs) that are frequently found in human solid tumors. These cells are large atypical cancer cells with multiple copies of DNAs and have been recently been studied in human ovarian cancer cell lines and primary ovarian cancer [52]. Of interest, these PGCCs are highly resistant to oxygen deprivation, express normal and CSC markers, divide asymmetrically and cycle slowly, and, surprisingly, can differentiate into adipose, cartilage and bone cells. A single PGCC can form cancer cell spheroids in vitro and generate tumors in immunodeficient mice, which manifest a mesenchymal phenotype with increased expression of CSC markers CD44 and CD133 and become more resistant to treatment with cisplatin [52].Our laboratory, in the past 10 years, has been meticulously dissecting prostate cancer cell heterogeneity. Using cell surface markers, SP, holoclone and sphere formation, as well as tumor transplantation and serial transplantation assays, we have provided strong evidence for the presence of CSCs in long-term cultured prostate cancer cell lines and xenografts as well as in primary patient tumors [53], [54], [55], [56], [57], [58], [59], [60] and [61]. We have recently made attempts to determine a correlation between CSCs and cell size in the most aggressive, fully undifferentiated prostate cancer cells PC3. PC3 cells completely lack differentiation markers such as androgen receptor (AR) and prostate-specific antigen (PSA). Virtually 100% of PC3 cells express commonly used CSC surface markers such as CD44 and integrin α2β1; consequently, these markers would not differentiate between tumorigenic CSCs vs. non-CSCs. We have shown that PC3 holoclones harbor long-term self-renewing tumor-propagating cells [57].To address whether cell size is able to provide tumorigenic stratification in PC3 cells, we first utilized FSC-based FACS sorting (Figure 1A) to fractionate PC3 into, relatively, large and small sized populations and then implanted 100 and 1,000 cells, respectively, subcutaneously, in NOD/SCID mice. This experiment revealed a tendency of small cells being more tumorigenic manifested by more and larger tumors regenerated (Figure 2A). We then employed size-sieving approach by using nylon mesh of different pore sizes (Figure 1B) to separate PC3 cells into two cell populations varying in the cell sizes, i.e., small (< 10 μm) and large (≧ 20 or 30 μm) (Figure 2B-E; Figure 3A-B) followed by clonal (i.e., 2D) and clonogenic (i.e., 3D) assays as well as in vivo tumor regeneration. In two independent experiments, small PC3 cells demonstrated higher clonal capacity than large PC3 cells (Figure 2C; Figure 3B). Importantly, two separate tumor experiments again revealed the trend of small PC3 cells being more tumorigenic (Figure 2D-E). Similar studies in another AR-/PSA- prostate cancer cell line IGR also revealed that small IGR cells displayed higher clonal (Figure 3C) and clonogenic (Figure 3D-E) capacities than corresponding large cells.
การแปล กรุณารอสักครู่..
3 . มะเร็งเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์เนื้องอกขนาด
โดยทั่วไปมีหลายพันธุ์ ที่แตกต่างกัน ขนาดเซลล์มะเร็งสามารถสังเกตได้ มันดูเหมือนว่าเหมาะสมที่จะคาดเดา ระหว่างนั้นมีประชากรของเซลล์ในเนื้องอกที่มีขนาดบาง อาจเป็น endowed ที่มีลักษณะเฉพาะเพื่อส่งเสริมการอยู่รอดและยืนยาว ในคำอื่น ๆ3 . มะเร็งเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์เนื้องอกขนาด
โดยทั่วไปมีหลายพันธุ์ ที่แตกต่างกัน ขนาดเซลล์มะเร็งสามารถสังเกตได้ มันดูเหมือนว่าเหมาะสมที่จะคาดเดา ระหว่างนั้นมีประชากรของเซลล์ในเนื้องอกที่มีขนาดบาง อาจเป็น endowed ที่มีลักษณะเฉพาะเพื่อส่งเสริมการอยู่รอดและยืนยาว ในคำอื่น ๆldpcs ลดขนาดลงอย่างมีนัยสำคัญและการขยายพันธุ์เซลล์วัด 1 μขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 μเมตรเมื่อเทียบกับขนาดของ ldpcs ผู้ปกครอง เซลล์ขนาดเล็กเหล่านี้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และหลังจากผ่าน 36 , พวกเขาเริ่มที่จะเพิ่มขนาดได้สูงสุดขนาด 10 – 12 μเมตร โดยเส้นทาง 42สามารถขนาดเซลล์ใช้เป็นดีเทอร์มิแนนต์ของ cscs vs ไม่ cscs ? การศึกษาน้อยมาก โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการแก้ไขปัญหาที่น่าสนใจ กลุ่มนี้สร้างมาจากบรรพบุรุษเซลล์ตับ ( LDPC ) บรรทัดขนาด RA1 โดย overexpressing ไวรัสเหมือนลิง 40 ( sv40 ) แอนติเจน T ขนาดใหญ่ ( Tag ) ใน ldpcs ปฐมภูมิ [ 49 ] ทั้งนี้ ตามการเปลี่ยนแปลงผู้เขียนสันนิษฐาน [ 49 ] บังคับให้เซลล์รอบรายการแท็กอาจจะถูกกระตุ้นให้ " reprogramming " เซลล์ที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในขนาดของพวกเขา อาจจะผ่านกระบวนการของการ ' เดอ ' คุณลักษณะที่พบในสเต็มเซลล์ และ cscs . วันที่ , ขนาด RA1 เซลล์เล็กเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่จะรายงานในวรรณคดี
bortolomai et al .ตรวจสอบมะเร็งก้าน / เนื้องอกเริ่มต้นลักษณะเซลล์ในมนุษย์ epidermoid carcinoma cell line a431 ผ่านการเจริญเติบโตเป็นทรงกลมไม่ยึดมั่นในสื่อที่เฉพาะเจาะจงและ aldh เอนไซม์ [ 50 ] ทรงกลมปรากฏเพิ่มขึ้น stem-cell ชอบคุณสมบัติรวมทั้งการ holoclone กิจกรรม aldh สูง ( aldh บวกเศษส่วนเพิ่มขึ้นจาก 46% ในการยึดมั่นวัฒนธรรมที่ 65% ในทรงกลม )และแบบอุปนัยของสเต็มเซลล์เครื่องหมาย เช่น นาน็อกเนสติน และ oct4 , . เมื่อเทียบกับเซลล์ ( ทรงกลม ) มากขึ้นด้วย ใน podoplanin บวก subpopulation ลักษณะขนาดเซลล์เล็ก ๆและความสามารถในการแพร่กระจายเนื้องอกในหนูเปลือยที่ลดขนาดเซลล์ [ 50 ] .
ส่วนศรีวัสทวา et al .สอบถาม daoy เซลล์เมดัลโลบลาสโตมาบรรทัดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ขนาดลำต้นและชอบที่มีศักยภาพและสังเกตผลตรงข้าม [ 51 ] พวกเขาบริสุทธิ์ SP / ไม่ SP daoy เซลล์ซึ่งยังเรียงแยกต่างหากสำหรับความมีชีวิต ขนาดเซลล์ สถานภาพวัฏจักรของเซลล์ และการประเมินความจุ proliferative . SP , SP cd133 , ,cd133 −เศษส่วนและทุกคนสามารถ reconstituting เดิมประชากร daoy ผู้ปกครอง อย่างไรก็ตาม , SP เซลล์ซึ่งได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มสำหรับ cscs หลายเนื้องอกระบบ [ 47 ] , แตกต่างจากไม่ SP เซลล์เกี่ยวกับเพิ่มขนาดเซลล์ลดลง s-phase proliferative และลดลงเล็กน้อย ความจุอีกหนึ่งตัวอย่างของลำต้น เช่น เซลล์มะเร็ง ทำให้เซลล์มีขนาดยักษ์ในสเซลล์มะเร็ง ( pgccs ) ที่พบบ่อยในเนื้องอกที่เป็นของแข็งของมนุษย์ เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์มะเร็งที่มีขนาดใหญ่ผิดปกติ มีหลายชุดของแถบ และมีเมื่อเร็ว ๆนี้ได้ศึกษาในมนุษย์เซลล์มะเร็งรังไข่ และมะเร็งรังไข่ ประถมศึกษา [ 52 ] ของดอกเบี้ยpgccs เหล่านี้เป็นอย่างมากทนต่อการขาดออกซิเจน , บริการปกติและ CSC เครื่องหมาย หาร และ asymmetrically รอบช้า และ จู่ ๆ สามารถแยกเป็นไขมัน , กระดูกอ่อนและเซลล์กระดูก เป็น pgcc เดียวสามารถฟอร์มเซลล์มะเร็งในหลอดทดลองและสร้าง diethyl immunodeficient เนื้องอกในหนู ,ซึ่งแสดงรายการมีเซนไคมอล ด้วยการเพิ่มการแสดงออกของ CSC และเครื่องหมาย cd44 cd133 และกลายเป็นทนต่อการรักษาด้วยเคมีบำบัด [ 52 ] .
ห้องปฏิบัติการของเรา ในช่วง 10 ปี ได้รับการผ่าต่อมลูกหมากสามารถของเซลล์มะเร็ง การใช้เครื่องหมาย SP และการสร้างเซลล์ผิว holoclone , ทรงกลม , เช่นเดียวกับการงอกและการใช้อนุกรมเราได้ให้หลักฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการปรากฏตัวของ cscs เพาะเลี้ยงเซลล์มะเร็งต่อมลูกหมากในระยะยาว และ xenografts รวมทั้งในผู้ป่วยเนื้องอกปฐมภูมิ [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] , [ 57 ] [ 58 ] , [ 59 ] [ 60 ] และ [ 61 ] เราเพิ่งได้พยายามที่จะศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง cscs และขนาดของเซลล์ในต่อมลูกหมากก้าวร้าวที่สุดอย่างที่ไม่แตกต่างกัน เซลล์มะเร็งด้วย .ด้วยเซลล์สมบูรณ์ไม่มีความแตกต่างเครื่องหมายเช่นแอนโดรเจนรีเซพเตอร์ ( AR ) และ prostate-specific antigen ( PSA ) เกือบ 100% ของเซลล์ผิวด้วยบริการที่ใช้เครื่องหมายเช่น CSC และ cd44 อินทีกรินα 2 บีตา 1 ; ดังนั้น เครื่องหมายเหล่านี้จะไม่แยกความแตกต่างระหว่าง tumorigenic cscs vs ไม่ cscs .เราได้แสดงให้เห็นว่า holoclones ท่าเรือระยะยาวด้วยตนเองต่ออายุเซลล์เนื้องอกแพร่กระจาย [ 57 ] .
ที่อยู่ไม่ว่าขนาดเซลล์สามารถให้การด้วย tumorigenic ในเซลล์แรกที่เราใช้ facs FSC จากการเรียงลำดับ ( รูปที่ 1A ) fractionate ด้วยเป็น ค่อนข้าง ขนาดใหญ่ และขนาดเล็กขนาดประชากรและปลูกฝัง 100 และ 1 , 000 เซลล์ ตามลำดับ subcutaneously ในพยักหน้า / สคิดหนูการทดลองนี้พบว่าแนวโน้มของเซลล์ขนาดเล็กมี tumorigenic ประจักษ์โดยมากขึ้นและขนาดใหญ่งอกได้ ( รูปที่ 2A ) เราใช้ขนาดตะแกรงวิธีการโดยใช้ตาข่ายไนล่อนขนาดรูขุมขนต่างๆ ( รูปที่ 1A ) เพื่อแยกเซลล์เป็น 2 เซลล์ ด้วยประชากรที่แตกต่างกันในเซลล์ขนาด ได้แก่ ขนาดเล็ก ( < 10 μ M ) และขนาดใหญ่ ( ≧ 20 หรือ 30 μ M ) ( รูปที่ 2b-e ;รูป 3a-b ) ตามรูปแบบ ( เช่น 2D ) และ clonogenic ( i.e . , 3D ) ) รวมทั้งชนิดเนื้องอกการงอกใหม่ ในทั้งสองการทดลองอิสระ เซลล์ขนาดเล็กแสดงด้วยงานความจุที่สูงกว่าเซลล์ขนาดใหญ่ด้วย ( รูปที่ 2 ; รูปที่ 3B ) ที่สำคัญ สองแยกเนื้องอกทดลองอีกครั้ง เผยแนวโน้มของเซลล์ด้วยขนาดเล็กถูก tumorigenic เพิ่มเติม ( รูป 2d-e )ที่คล้ายกันในการศึกษาอื่น AR - / PSA - IGR เซลล์มะเร็งต่อมลูกหมาก พบว่าเซลล์ IGR ขนาดเล็กแสดงงานสูง ( รูปที่ 3 ) และ clonogenic ( รูป 3d-e ) ความจุขนาดใหญ่กว่าที่เซลล์
การแปล กรุณารอสักครู่..