Epitheliale weefsels zijn hoog georganiseerde systemen die het opmerkelijke homeostatische vermogen hebben om hun organisatie te behouden door de ontwikkeling en de omzet van cellen. Dit robuuste zelforganiserende systeem wordt echter progressief verstoord tijdens de tumorontwikkeling. Bij het begin van de tumorontwikkeling ontstaan individuele mutante cellen die voortkomen uit oncogene activatie of tumor-suppressor gen inactivatie binnen een epitheliale laag. Wanneer deze getransformeerde "pro-tumorcel" een onderdrukkende omgeving ontwricht, epitheliale organisatie verstoord en ongecontroleerde proliferatie begint, vindt tumorigenese plaats 1 . Uitstekende technologische vooruitgang in de genetica en moleculaire biologie heeft de afgelopen decennia opmerkelijke vooruitgang geboekt op het gebied van kankeronderzoek. In het bijzonder zijn recente studies met behulp van de analysemethoden voor genetisch mozaïekanalyse in Drosophila melanogaster , zoals FLP-FRT (flippase recombinase / flippase recombinase target) mitotisch recombinAtion 2 en flip-out-GAL4-UAS (stroomopwaartse activerende sequentie) systemen 3 hebben veel bijgedragen tot een beter begrip van de genetische mechanismen die betrokken zijn bij de vorming en metastase van tumoren 4 , 5 , 6 .
Studies van een groep geconserveerde Drosophila tumor-suppressor genen, dodelijke reuzenlarven ( lgl ), schijven groot ( dlg ) en scribble ( scrib ), benadrukte de kritische relatie tussen verlies van epitheliale organisatie en tumorontwikkeling, aangezien deze genen sleutelrollen spelen In de regulering van apical-basale celpolariteit en cel proliferatie in epitheliale weefsels 7 . Terwijl Drosophila imaginal discs normaal gesproken een gelaagde epithelia zijn, veroorzaken homozygote mutaties in elk van deze drie genen cellen om structuur en polariteit te verliezen, misluktVerhuren, overpresteren en uiteindelijk vormen multilayerige amorfe massa's die samenvoegen met aangrenzende weefsels 7 . Op soortgelijke wijze is verstoring van deze genen bij zoogdieren betrokken bij de ontwikkeling van kwaadaardige tumoren 8 , 9 . De neoplastische fenotypen die door de mutante weefsels worden tentoongesteld hebben geleid tot de indeling van deze drie genen als geconserveerde neoplastische tumor-suppressor genen (nTSG's) 7 , 8 . Wanneer echter homozygote nTSG-mutante cellen sporadisch worden gegenereerd bij het ontwikkelen van wild-type imaginale schijven met behulp van FLP-FRT-gemedieerde mitotische recombinatie, worden mutante cellen geëlimineerd uit het weefsel door middel van c-Jun N-terminale kinase (JNK) -afhankelijke apoptose 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , extrusie 15 , 16 of engulfment en fagocytose door buren 17 . In deze genetische mozaïekepithelia wordt apoptose meestal gedetecteerd in nTSG-mutante cellen die zich bevinden op de kloongrens, wat suggereert dat naastliggende normale cellen de apoptose van nTSG-mutante cellen 10 , 11 , 12 , 18 triggen. Recente studies in zoogdiercellen hebben bevestigd dat deze celcompetitieafhankelijke eliminatie van pro-tumorcellen een evolutionair bewaard epitheliaal zelfverdediging mechanisme tegen kanker 19 , 20 , 21 , 22 , 23 is .
Een recente studie in Drosophila imaginal discs bleek echter dat mozaïek nTSG-knockdown klonen neoplastische tumoren in specifiekeIc regio's van vleugel imaginale schijven 16 . Aanvankelijke tumorvorming werd altijd gevonden in het perifere "scharnier" gebied en werd nooit waargenomen in het centrale "pouch" gebied van het vleugelplatenepithelium, wat suggereert dat het tumorigene potentieel van nTSG-knockdowncellen afhankelijk is van de lokale omgeving. De centrale zakstreek fungeert als een "tumorkoolspot" waar pro-tumorcellen geen dysplastische overgroei vertonen, terwijl het perifere scharniergebied zich gedraagt als een "tumor hotspot" 16 . In de "koude spleten" -zakkenregio's delamineren de NTSG-knockdown-cellen van de basale zijde en ondergaan apoptose. Daarentegen, als "hotspot" scharniercellen beschikken over een netwerk van robuuste cytoskeletale structuren op hun basale zijkanten, delamineren nTSG-knockdowncellen van de apicale kant van het epithelium en initiëren tumorigenische overgroei 16 . Daarom vereist analyse van tumorfenotypen in imaginale schijven zorgvuldige consiAfwijking van de regio-specifieke gevoeligheid voor tumorigenische stimuli.
Hier beschrijven we een protocol om neoplastische tumorvorming op te wekken in de Drosophila- vleugelbeeldschijven die gebruik maken van het GAL4-UAS- RNAi- systeem waardoor nTSG-knockdown-cellen worden gegenereerd in normale vleugelplaten epithelia. Hoewel deze experimentele systemen nuttig zijn om de vroege stadia van kanker te bestuderen, is een duidelijke classificatiemethode om de stadia van tumorprogressie in imaginale disc epithelia te evalueren nog niet duidelijk beschreven. Daarom stellen we ook een diagnose-methode voor om pro-tumorklonale fenotypes te classificeren die in de vleugelplatenepithelia geïnduceerd zijn in drie categorieën: hyperplasie (accumulatie van een te groot aantal normale verschijnende cellen met verhoogde proliferatie), dysplasie (premalignant weefsel dat bestaat uit abnormaal verschijnen Cellen) en neoplasie (goedaardige of kwaadaardige tumor samengesteld uit cellen die een abnormale verschijning hebben en abnormaal proliferatiepatroon).