$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Rak żołądka (GC) jest jednym z najczęstszych i najbardziej śmiertelnych rodzajów nowotworów1. Pomimo postępów w chirurgii skojarzonej, chemioterapii i radioterapii w terapii GC, rokowanie pozostaje złe, a pięcioletni wskaźnik przeżycia jest nadal bardzo niski2. Nawrót i przerzuty są głównymi przyczynami zgonów po leczeniu.
Rakowe komórki macierzyste (CSC) to podzbiór komórek nowotworowych, które posiadają zdolność do samoodnawiania się i generowania różnych linii komórkowych, które rekonstytuują nowotwór3. Uważa się, że CSC są odpowiedzialne za nawroty raka i przerzuty ze względu na ich zdolność do samoodnawiania się i wysiewania nowych nowotworów, a także ich odporność na tradycyjne chemo- i radioterapie4. W związku z tym ukierunkowanie na CSC i eliminacja CSC stanowią ekscytujący potencjał w zakresie poprawy leczenia i zmniejszenia śmiertelności pacjentów onkologicznych.
CSC zostały wyizolowane z wielu typów guzów litych5. W 2009 roku komórki macierzyste raka żołądka (GCSC) wyizolowane z linii komórkowych ludzkiego raka żołądka zostały pierwotnie opisane przez Takaishi et al.6. Chen i jego koledzy najpierw zidentyfikowali i oczyścili GCSC z tkanek nowotworowych ludzkiego gruczolakoraka żołądka (GAC)7. Odkrycia te nie tylko dają możliwość zbadania biologii GCSCs, ale mają również ogromne znaczenie kliniczne.
Szczególną cechą CSC jest ich zdolność do tworzenia sfery8. Pojedyncze komórki są siane w nieprzylegających warunkach o niskiej gęstości i tylko komórki posiadające zdolność do samoodnawiania się mogą wyrosnąć w stałe, kuliste skupisko zwane kulą. W związku z tym test tworzenia się kuli został uznany za złoty standard testu i jest szeroko stosowany do oceny potencjału samoodnawiania się komórek macierzystych in vitro.
Interferencja RNA (RNAi) to potężne narzędzie badawcze do badania funkcji genów poprzez knockdown określonego genu9. Jednak technologie długotrwałego stabilnego knockdownu genów mają pewne ograniczenia, takie jak wyzwanie związane z badaniem funkcji genu, który jest niezbędny do przetrwania komórki. Warunkowe systemy RNAi mogą być przydatne do obniżania poziomu pożądanych genów w sposób czasowy i/lub specjalnie kontrolowany przez podanie czynnika indukującego. Układy indukowane tetracykliną (Tet) są jednym z najczęściej używanych warunkowych systemów RNAi10. Systemy indukowane Tet mogą indukować wyciszanie genów docelowych poprzez kontrolowanie ekspresji shRNA po dodaniu induktora egzogennego (preferencyjnie doksycykliny, Dox). Systemy indukowane przez Tet można podzielić na dwa typy: systemy Tet-On lub Tet-Off. Ekspresja shRNA może być włączona (Tet-On) lub wyłączona (Tet-Off) w obecności induktora. W układzie Tet-ON bez induktora, konstytutywnie wyrażany represor Tet (TetR) wiąże się z sekwencją elementu reagującego na Tet (TRE) zawierającą reagujący na Tet zależny od Pol III promotor ekspresji shRNA, hamując w ten sposób ekspresję shRNA. Podczas gdy po dodaniu Dox, TetR jest odizolowany od reagującego na Tet promotora zależnego od Pol III. Ułatwia to ekspresję shRNA i prowadzi do knockdownu genu.
Opisany tutaj protokół wykorzystuje funkcjonalny system shRNA indukowany tetracykliną oraz dostosowany test tworzenia sfery do badania funkcji klastryny w GCSC pochodzących od pacjentów. Kasteryna została zidentyfikowana jako nowa kluczowa cząsteczka dla utrzymania macierzystki i przeżywalności GCSC w poprzednim badaniu11. Używamy opisanego protokołu do badania wpływu klastryny na samoodnawianie GCSC. Metodologia ta ma również zastosowanie do innych typów nowotworowych komórek macierzystych.