May 17th, 2018
私たちの目標は、がん患者における倦怠に関連付けられているミトコンドリアの機能障害を評価する実用的なプロトコルを開発することでした。この革新的なプロトコルは、臨床使用を含む標準的な瀉血と基本的な検査に最適です。
この手順の全体的な目標は、がん患者の疲労に関連するミトコンドリア機能障害を評価することです。この方法は、放射線療法を受けた後のがん患者の倦怠感とミトコンドリアの機能障害が関連しているかどうかなど、支持療法がん治療分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、侵襲性が低く、がん治療による毒性のリスクがある患者を特定するためにクリニックで簡単に使用できることです。
この技術は、がん関連の疲労ビットにおけるミトコンドリア機能障害の役割についての理解を深めるだけでなく、評価を改善し、その管理を最適化することもできます。この方法は、がん関連の疲労の根本的なメカニズムについての洞察を提供することができますが、代謝性や尿の炎症状態などの他の疲労性疾患にも適用できます。一般に、この方法に不慣れな個人が、事前の視覚的なデモンストレーションなしにセンサーカートリッジの各ポートに呼吸阻害剤を適切に注入することは困難な場合があります。
この手順を実演するのは、当研究室のポスバックフェローであるQuang Nguyen氏です。センサーカートリッジをハイドレートするには、まずパッケージから取り出します。次に、ユーティリティプレートの各ウェルに200マイクロリットルのキャリブラント溶液を追加します。
また、各堀に400マイクロリットルの校正溶液を入れます。次に、センサープレートをユーティリティプレートに戻し、摂氏37度の非二酸化炭素インキュベーターでカートリッジの水分補給を一晩開始します。慢性疾患治療の13項目の機能評価に基づいて疲労度を測定します。
ベースライン、中間点、EBRT の完了時、および EBRT の 1 年後の疲労。まず、ミトコンドリア機能測定用のアッセイ培地を準備します。培地を準備した後、摂氏37度まで温め、pHを7.4に調整します。
アッセイ培地が実験当日に調製され、PHが7.4に調整される前に37度まで温められていることを確認することが重要です。次に、各ウェルのPBMCに播種して、80〜90%の合流性を達成します。次に、プレートを200倍gで2分間回転させ、細胞がウェルの底に付着します。
スピン後、各ウェルから培地を取り出し、アッセイ培地でウェルを一度すすぎます。バックグラウンドウェルを含む各ウェルに180マイクロリットルのアッセイ培地を加えます。次に、プレートを摂氏37度で非二酸化炭素インキュベーターで45〜60分間インキュベー
トします。薬物を再構成するには、252マイクロリットルのアッセイ培地を薬物に添加して、オリゴマイシンの50マイクロモルのストック溶液を生成します。288マイクロリットルのアッセイ培地を薬剤に加えて、FCCPの50マイクロモルストック溶液を生成します。最後に、216マイクロリットルのアッセイ培地を加えて、アンチマイシンa/ロテノンの25マイクロモルストック溶液を生成します。
3つの薬物すべてを再構成した後、薬物懸濁液を1分間ボルテックスし、次いで作業溶液を希釈する。次に、ポートAで20マイクロリットルの10マイクロモルオリゴマイシンをピペットで、各ウェルの最終濃度を1マイクロモルにします。次に、ポートBで22マイクロリットルの10マイクロモルFCCPをピペットで、各ウェルの1マイクロモルの最終濃度にします。
最後に、ポートCに25マイクロリットルの5マイクロモルのアンチマイシンa /ロテノンをピペットで移し、各ウェルの最終濃度を0.5マイクロモルにします。次に、細胞外フラックス装置でMitoストレステストを選択します。次に、機器のプロンプトに従ってセンサーカートリッジを挿入します。
インストゥルメンタルは、センサーのキャリブレーションを自動的に実行します。キャリブレーションが完了したら、装置のセルプレートを挿入して、アッセイの残りの部分を終了します。細胞増殖アッセイ溶液を調製するには、5.76マイクロリットルの核酸染色剤と28.8マイクロリットルのバックグラウンドサプレッサーを1.405ミリリットルのリン酸緩衝生理食塩水に加えます。
水戸ストレステストが終了したら、各ウェルの媒体に直接180マイクロリットルの2x作業溶液を追加します。次に、細胞増殖アッセイ溶液と細胞増殖アッセイ溶液を摂氏37度で45〜60分間インキュベートします。508ナノメートルの励起と527ナノメートルの発光でプレートリーダー上の生細胞の数を定量化し、OCRデータを正規化します。
FCCP滴定を実施すると、PBMCミトコンドリア機能を評価するために使用される最適な薬物濃度が1マイクロモルです。ミトコンドリア呼吸と新たに分離されたPBMCの調査では、OCRは3時間で減少し始め、8時間まで続くことが示されています。ただし、FCCP注射によって誘発される最大呼吸数も基礎OCRレベルを超えません。.
ここでは、細胞が2人の健康な個人から単離されたミトコンドリア機能の正常化が示されています。実際、緑色蛍光DNA結合色素で表される生細胞に正規化されたOCRは、健康な個体と健康な個体の両方で類似しています。実際、健康な被験者と疲労した被験者の間で基礎OCRに有意差は観察されません。
ただし、疲労した被験者は、対照と比較して最大酸素消費量と予備の呼吸能力が減少していることを示しています。ミトコンドリアとATPに関連しない酸素消費量や、健康な被験者と疲労した被験者の間の結合効率に差は見られません。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば4時間で完了できます。
この手順を試行する際には、まず最適な細胞密度とFCCP濃度を決定することを忘れないでください。この手順に続いて、特定の細胞タイプに焦点を当てた将来の機構研究を導くために、異なる細胞集団を単離するなどの他の方法を実行することができます。その開発後、この技術は、支持療法の分野の研究者が疲労した癌患者におけるミトコンドリア機能障害の役割を探求する道を開きました。
このビデオを見た後、ミトコンドリアの機能を測定する方法と、疲労を含むがん治療関連の毒性を発症するリスクのある患者を積極的に特定するためにも使用できます。オリゴマイシンやロテノンなどの呼吸器系阻害剤との併用は非常に危険であることを忘れないでください。この手順を実行するときは、常に個人用保護具の着用などの予防措置を講じる必要があります。
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この記事では、がん患者の疲労に関連するミトコンドリア機能障害を評価するために設計された実践的なプロトコルを紹介します。この方法は臨床使用のために最適化され、標準的な採血と基本的な臨床検査手順を利用しています。
Mitochondrial dysfunction is increasingly recognized as a mechanistic contributor to cancer-related fatigue, a condition that impacts patient quality of life and may influence treatment tolerance. This protocol enables objective assessment of PBMC mitochondrial function using a compact extracellular flux system, offering a translational tool for de-risking hypotheses in supportive oncology. By providing quantitative readouts such as basal respiration, spare respiratory capacity, and energy phenotype, the method supports target validation and mechanistic insight in fatigue-related pathways.
The method fits within the discovery continuum by providing functional mitochondrial data that can inform target selection and pathway analysis in fatigue-associated signaling.