De zijpopulatiecellen (SP) worden geïdentificeerd door middel van Hoechst 33342-kleuring en geanalyseerd met behulp van flowcytometrie (FCM). De SP-cellen worden gekenmerkt door het pompen van de fluorescerende DNA-kleurstof uit de cellen via hun ATP-bindende cassette (ABC) transporter 1,2. De methode werd oorspronkelijk ontwikkeld voor het isoleren van hematopoëtische stamcellen (HSC's) uit het muizenbeenmerg1. De SP-cellen van het beenmerg werden verrijkt met een populatie van HSC's die werden gekenmerkt door CD117+Sca-1+Lin-Thy1 lage expressie 3,4. Daarna werd de methode veel gebruikt om stamcellen te isoleren en te verrijken uit andere weefsels, waaronder hartspier5, lever6, long7, nier8 en voorhersenen9. In het bijzonder is de methode in het afgelopen decennium toegepast om kankerstamcellen (CSC's) te isoleren. CSC's vertegenwoordigen een kleine populatie cellen die de eigenschappen bezitten van tumorinitiatie, zelfvernieuwing, resistentie tegen chemotherapie en metastatisch potentieel10. CSC's werden aanvankelijk geïdentificeerd bij hematopoëtische maligniteiten11 en vervolgens waargenomen in verschillende solide tumoren zoals de prostaat12, eierstokcarcinomen13, maagcarcinomen14, borst15 en longcarcinomen. Ondanks de beschikbaarheid van verschillende technieken voor CSC-identificatie, blijft de SP-techniek een favoriete keuze vanwege de brede toepasbaarheid in diverse weefsels en cellijnen. Bovendien is het een waardevolle techniek die CSC's isoleert met behulp van fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS)16,17,18. De experimentele bevindingen tonen aan dat SP-cellen een uitgesproken tumorigeniciteit vertonen en verhoogde expressieniveaus van stamcel-geassocieerde genen vertonen19,20. Onze vorige studie21 heeft ook aangetoond dat transcriptomische analyse van geïsoleerde SP-cellen in multipel myeloom verrijking onthult van signaalroutes die verband houden met stamcellen, zoals de egelroute. Ondertussen voerden we pathway-verrijkingsanalyses uit op de genen die differentieel tot expressie komen in de SP-cellen van acute myeloïde leukemie22. De veranderde genen werden verrijkt in stamcelgerelateerde routes (Wnt/β-catenine, TGF-β, Hedgehog, Notch). We ontdekten dat 1 x 105 SP-cellen tumoren konden vormen in BALB/c null muizen22, terwijl niet-SP-cellen dat niet konden, wat aangeeft dat SP-cellen kenmerken hadden van leukemiestamcellen. De doeltreffendheid van de Hoechst SP-methode bij de identificatie van CSC's is evident.
Het Hoechst SP-protocol is verfijnd en verbeterd door de voortgang van het onderzoek. Het protocol omvat een strikte controle van de kleurstofconcentratie, celdichtheid, incubatietemperatuur en -duur, buffersamenstelling en pH-waarde. De celmonsters die in overeenstemming met dit protocol waren bereid, werden onderworpen aan flowcytometrische analyse. Vanwege de excitatie van Hoechst-kleurstof met een UV-laser bij 355 nm en de detectie van de fluorescentie-emissie met zowel een 690/50 nm-filter (Hoechst Red) als een 450/50 nm-filter (Hoechst Blue), is een 350 nm-laser vereist voor FCM. 350 nm-lasers zijn echter niet vaak uitgerust in de meeste FCM's vanwege hun hoge kosten. Daarom hebben we geprobeerd een alternatieve benadering te vinden voor kleurstofexcitatie voor de effectieve detectie van SP-cellen door middel van flowcytometrie. In deze studie werd het vermogen van de 375 nm en 405 nm lasers om SP-cellen te detecteren beoordeeld en vergeleken met dat van de 355 nm laser. Onze bevindingen tonen een opmerkelijke gelijkenis aan tussen de SP-cellen die worden gedetecteerd door de 355 nm, 375 nm en 405 nm lasers. Deze resultaten suggereren dat de krachtige lasers van 375 nm en 405 nm kunnen dienen als haalbare alternatieven voor de 355 nm-laser voor SP-celdetectie. De toevoeging van extra excitatielichtbronnen voor Hoechst 33342 vergemakkelijkt het gebruik van meer flowcytometriemodellen.