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Cancer Research

타겟된 치료에 저항을 취득의 드라이버 경로 찾고: 약물 내성 Subclone 생성 및 감도 유전자 때 려 눕에 의해 복원

Published: December 11, 2017 doi: 10.3791/56583

Summary

이것은 시간 및 비용 effective 생체 외에서 프로토콜의 타겟된 치료제 인수 저항 메커니즘을 조사 하는 암 관리에 높은 미 충족된 의료 필요 이다.

Abstract

지난 2 년간 의료 종양학에서 타겟된 치료 세포 독성 약물에서 변화를 보았다. 타겟된 치료제 더 인상적인 임상 효능과 전통적인 치료법 보다 부작용 최소화에 표시 하는 있지만 약물 저항 그들의 혜택을 주요 제한 되고있다. 임상 연습에 대상된 에이전트에 저항을 취득된의 여러 전 임상/생체 외에서 또는 vivo에서 모델 두 가지 전략을 사용 하 여 주로 개발 되었습니다: 인수 저항, 및 ii) 생체 외에서 의 genotypes 모델링 i) 유전자 조작 / vivo에서 저항 모델의 선택. 현재 작업에서 우리는 기본 메커니즘의 설명에 약물 내성 세포 subclones의 세대에서 시작 타겟된 치료제에 저항을 취득된에 대 한 책임을 조사 통합 프레임 워크를 제안 입을 절차는 억제 물 감도 복원에 사용. 간단한 시간 그리고 비용 effective 이렇게 광범위 하 게 적용 이며 다른 종양 histotypes에 다른 대상된 치료 약물에 저항 메커니즘을 조사를 쉽게 확장할 수 있습니다.

Introduction

분자와 세포 생물학에 있는 중요 한 발견에 따라, 새로운 합성된 항 암 분자 수 선택적으로 종양 종류의 광범위 한 배열에 종양 신호 경로 대상으로 개발 되었습니다. 특히, 타겟된 치료제 종양학에서 독특한 속성의 두 가지 범주, 즉 합성 화학 화합물 및 재조합 단일 클론 항 체, 임상 성공 및 극적으로 변경 된 암 치료에서 달성 하는 것으로 알려져 있습니다. 최근 수십 년간1,2,3.

그럼에도 불구 하 고, 치료에 그들의 인상적인 초기 대응에도 불구 하 고 암 환자의 대부분 모든 타겟된 치료제, 단일 클론 항 체와 kinase 억제제 약물 저항을 개발 했습니다. 결과적으로, 약물 내성, 고전적인 항 암 약4에 대 한 주요 장애물은 여전히 신흥 표적으로 한 치료5,6에 대 한 큰 도전.

타겟된 치료에 저항을 내장 될 수 있습니다 (, 기본) 또는 (, 보조)를 인수. 본질적인 저항 보조 저항 약물 치료7응답의 기간 후에 발생 하는 반면 치료, 응답의 드 노 보 부족을 설명 합니다. 후자는 기본 종양의 대부분 내의 종양 세포의 작은 동료의 발생으로 인 한 또는 원심 비밀 해 부 틈새에 자리 잡고 있으며, 최대 90%까지 전시 저항 하나 이상의 타겟 치료제. 기본 타겟된 치료에 저항 개발 주로 분자 메커니즘 대상 유전자 변이 그 이해 완료8멀지는 다른 프로 생존 신호 통로의 중복 활성화에서 유래한 다.

이 작품에서는, 우리는 시간 및 비용 effective 접근의 약물 내성 세포 subclones의 세대에서 시작 하는 침묵의 설명에 타겟된 치료제 인수 저항 메커니즘 체 외에서 조사 제안 사용 감도 억제제, 테스트 작업 가설의 유효성을 검사 하는 사용 되는 중요 한 도구를 복원 하는 절차. 특히, 우리의 접근은 조사, 위 암, trastuzumab (예를 들어, Herceptin), HER2 단백질9의 세포 외 도메인을 대상으로 인간 답게 단일 클론 항 체를 저항 메커니즘에에서 사용 되었다. Trastuzumab + 화학요법 HER2 양성 전이성 유방암에 대 한 표준 첫 줄 치료로 널리 인정 됩니다. 그 안티 HER2 보여주는 최근 전 임상 연구 덕분에 치료에 있는 중요 한 활동 둘 다 생체 외에서 그리고 HER2 양성 vivo에서 위 암 모델10,11, HER2를 표적으로 하는 분자 약물 되었습니다. 임상 시험에서 광범위 하 게 검사, 일부는 여전히 지속적인 환자 위 식도 암12,13,,1415에 있습니다.

이러한 연구 환자 trastuzumab16, 유사 하 게 어떤 다른 타겟된 치료 억제제에 대 한 관찰은 저항을 발생의 상승 수를 강조 했다. 특히, trastuzumab의 응답 속도 47%, 그리고 trastuzumab + 화학요법에 환자에 대 한 평균 전반적인 생존은 불과 2.7 개월 환자 화학 요법 혼자17에 대 한 이상. 이 기본 trastuzumab 저항 유행 이다, 하는 동안 보조 trastuzumab 저항 불가피 하다 제안 했다. 이러한 이유로,이 neoplasia18의 내부 종양 유전자이 주어진 더욱 문제는 위 암에 HER2 타겟 치료 저항을 일으키는 메커니즘을 명확히 하는 긴급 한 필요가 있다.

또한,의 위 암에 trastuzumab 저항 메커니즘 설명 하 고, 부분적으로 신뢰할 수 있는 전 임상 모델 대표가 조건의 취득에 어려움으로 인해 어려운 입증 했다. 오시마 vivo에서 선택 방법을 trastuzumab 내성 위 암 세포 선, 작은 잔여 복 막 전이의 반복된 문화 trastuzumab19치료 후 구성 된의 보고. 그러나, 필요를, 특정 동물 처리 전문, 그리고 동물 윤리 위원회의 승인의 시간 그리고 비용 소모 메서드에 기여. 우리가이 작품에 설명 하는 방법은 간단 하 고 광범위 하 게 적용 이며 다른 종양 histotypes20에서 다른 치료 약물에 저항 메커니즘을 조사 하기 위해 쉽게 확장할 수 있습니다.

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Protocol

참고:이 프로토콜은 특별히 조정 되었습니다 그녀의 긍정적인 위 암 세포 선의 trastuzumab 인수 저항을 기본 메커니즘의 분석에 대 한. 필요한 모든 실험실 계기는 자료의 테이블에에서 보고 됩니다.

1입니다. 타겟된 치료 저항 Subclones 세대

참고: 이것은 가장 중요 하 고 어려운 사실은 다른 셀 라인 수 전시 하지 다른 감도 타겟된 치료 억제제를 독립적으로 그들의 종양 histotype 또는 약물 농도에서 단계 프로토콜에서을 표준화 하 사용.

  1. 문화 NCI N87 셀 RPMI 매체 37 ° C에서 단층으로 송아지 태아 혈 청 (10%)와 글루타민 (2 mM, 1%), 보충에 라인 그리고 25 cm2 문화 플라스 크에 씨앗.
  2. 시작 하는 복용량으로 문화 매체 trastuzumab의 각 플라스 크 10 µ g/ml에서를 추가 합니다. 그들은 성장 하 고 다시 시작할 때까지 시작 하는 복용량에 셀을 표시 합니다.
    참고: 대상된 치료 억제제의 시작 하는 복용량의 플라즈마 피크 농도 보다 10 배 낮은 해야 합니다. 플라즈마 피크 농도 약물 농도 일반적으로 다음 표준 치료의 여러 복용량 환자 혈액에서 검출의 가장 높은 수준 이다. 약물 동력 학에 대 한 연구에서이 값을 검색할 수 있습니다.
  3. Trypan 블루 제외 방법; 세포 성장 모니터링 세포 성장 (일반적으로 2 ~ 3 주 기간) 후 다시 시작할 때 셀 trastuzumab의 사진 높은 복용량 농도에 노출.
  4. 높은 약물 농도 (적어도 2.5-4-fold 플라즈마 피크 보다 높은)의 존재에도 불구 하 고 (약 2 주) 후 성장 세포 유지까지 셀 trastuzumab (400 µ g/mL를 100 µ g/mL)에서 점차적으로 증가 복용량을 노출 합니다.
  5. Clonogenic 분석 결과의 문화 매체에서 대상 치료 억제제의 농도 있는 모든 변화에 타겟된 치료 저항 수준을 평가를 수행 하 고 상대 저항 IC50 색인 (RR IC50)를 다음과 같이 정의.
    1. 24 다 잘 배양 배지에서 500 셀 씨
      참고: 5 우물 각 조건 집합에 대 한 준비 되어야 한다.
    2. 400 µ g/mL까지 100 µ g/mL에서 증가 대상 치료 억제제 (trastuzumab) 농도에 세포를 노출 합니다.
    3. 15 일 동안 37 ° C에서 CO2 배양 기에서 세포를 품 어.
    4. 부 화, 후 수정 하 고 샘플을 다음과 같이 얼룩.
      1. 10 mL 1 x PBS 가진 매체와 린스 셀을 제거 합니다. 1 x PBS를 제거 하 고 고정 솔루션 (아세트산 산: 메탄올, 1:7, (vol/vol))의 2-3 mL를 추가 합니다. 고정 솔루션을 제거 하 고 0.5% 크리스탈 바이올렛 솔루션을 추가 합니다. 2 시간에 대 한 실 온에서 품 어
      2. 피 펫으로 발음 하 여 크리스탈 바이올렛 솔루션을 신중 하 게 제거 하 고 접시 모든 크리스탈 바이올렛 솔루션 잔류물을 씻어 하 수도 물에 담가. 최대 2 일 동안 실 온에서 건조.
    5. 식민지는 거꾸로 한 현미경 (4 배 확대)를 사용 하 여 50 개 이상의 셀을 계산 합니다.
      참고: 두 명의 독립적인 관찰자가 필요 합니다.
    6. RR IC50 대상 치료 저항 subclone 셀의 IC50 값과 원래/순 진 셀의 값 사이 비율로 계산 합니다.

2. 유효성 검사는 후보에 대 한 프로토콜 타겟 치료 저항 유전자 (R-유전자)

참고: 유전자 발현의 특성, 후 서명 관련 된 대상 치료와 모든 후보 유전자 획득된 저항 저항 드라이버 통해 조사 될 것 이다: a) RT-PCR, 및 b) 서쪽 오 점 분석.

  1. 실시간 RT-PCR
    1. 산 guanidinium 안산 클로 페 놀 프롬-혼합물을 사용 하 여 셀 라인에서 총 RNA 추출 ( 재료의 표참조).
    2. 반전 녹음 방송 (RT) 반응 임의의 hexamer 뇌관을 사용 하 여 수행 하 고 열 cycler를 다음과 같이 설정: 5 분, 20 분, 46 ° C에서 RT와 RT 비활성화 1 분 동안 95 ° C에서 25 ° C에서 못쓰게.
    3. 20 µ L 반응에 대 한 총 RNA의 사용 400 ng. 다음과 같이 샘플에 대 한 반응 혼합물 준비: 7 µ L RNase 무료 H2O 2 µ L cDNA (10 ng / µ L), 형광 표시 된 특정 대상 조사, x 1 µ L 20 및 10 µ L 2 x 믹스 포함 버퍼, dNTPs, DNA 중 합 효소 ( 재료의 표참조).
    4. 각 잘 플레이트에 반응 혼합물의 20 µ L을 추가 하 고 다음 프로그램 실행: 2 분, 10 분 (1 사이클); 95 ° C에서 50 ° C에서 무대를 들고 95 ° C에서 15에 대 한 다음 40 주기 s 1 분 동안 60 ° C에서.
  2. 서쪽 오 점
    1. 세포 현 탁 액의 0.05 %trypsin / EDTA 용액 2 mL를 추가 하 고 작동 하도록 트립 신에 대 한 2-3 분을 허용 하 여 복구 합니다.
    2. 2 권 중간 포함 10% 태아 둔감 한 혈 청의 트립 신 (예를 들어, 각 1 mL의 트립 신에 대 한 매체의 2 개 mL)을 중화 하 고 차가운 1 x PBS 가진 삭제 표면에 뜨는 및 세척 셀 5 분에 대 한 1200 x g에서 원심을 추가 합니다.
    3. 5 분 동안 1200 x g에서 centrifuge 고 상쾌한 삭제. 세포의 용 해 버퍼 셀 펠 릿을 resuspend 하 고 30 분 동안 4 ° C에서 로커에 품 어.
      1. 세포의 용 해 버퍼의 셀 (예를 들어, 1 x 106 셀 100 µ L);의 수에 따라 다릅니다. 매번 신선한 세포의 용 해 버퍼를 준비 해야 합니다. 세포의 용 해 버퍼 준비 (얼음에 두고)의 1 ml: 975 µ M L를 사용 하 여-포유류 lysate 버퍼, 15 µ L 프로 테아 제와 인산 가수분해 효소 억제제, 및 10 µ L 100 µ M PMSF 억제제.
    4. 15 분 동안 4 ° C에서 13000 x g에 세포 lysate 원심 분리에 의해 표면에 뜨는 단백질을 복구 합니다.
    5. BCA 단백질 분석 결과 사용 하 여 단백질 농도 결정 합니다.
    6. 단백질 견본 (적어도 20-30 µ g 단백질)을 3 분 동안 100 ° C에서 열 LaemmLi 샘플 버퍼 x 4를 추가 합니다.
    7. 캐스트 4-20% 젤을 사용 하 고 부하 LaemmLi 단백질 해결책의 20-30 µ g 및 샘플 당 표준 단백질의 5-10 µ L.
    8. 서쪽 오 점 링 트리 스/GLICYNE /SDS 1 x 버퍼를 실행 젤 110 V 30-60 분 (시간 중지 염료 젤, 그렇지 않으면 몇 가지 추가 분에 대 한 실행의 끝에 도달 했습니다 확인)
    9. PVDF 막으로 단백질을 전송 하는 Electroblot ( 재료의 표참조) 세미 건조 시스템을 사용 하 여.
    10. 막 1 시간 실 온에서 흔드는에 적절 한 단백질 해결책 (우유/BSA 5%)에 몸을 담글 하 여 차단 합니다.
    11. 5% 우유 솔루션에서 안티-IQGAP1 1 차 항 체로 1:400 솔루션으로 만들기 ( 재료의 표참조).
    12. 차가운 방에서 밤새 통에 1 차적인 항 체 솔루션에 막 장소.
    13. 다음 날, 항 체 솔루션을 삭제 하 고 T-큰 술 1 x 솔루션에 흠뻑 젖어 (1 x T-큰 술: 1 x 트리 스 염 분 버퍼 추가 Tween20으로 0.1%) 7 분 동안 실 온에서 통에.
    14. 솔루션 및 바꾸기 x T-큰 술 1을 삭제 합니다. 3 회 반복 한다.
    15. 1:10,000 보조 마우스 항 체 솔루션 표준 서에 대 한 항 체를 추가 하 여 감지 되 리 ( 재료의 표참조) 고 막 통;에 2 시간에 대 한 실 온에 둡니다.
    16. 항 체 솔루션을 삭제 하 고 7 분 동안 실 온에서 통에 T-큰 술 1 x 솔루션에 담근 다.
    17. 솔루션 및 바꾸기 x T-큰 술 1을 삭제 합니다. 3 회 반복 한다.
    18. 화학 영상에 막 이미지와 chemiluminescent 솔루션에 막 5 분을 담근 다.

3. 대상-치료 억제제 감도 후보 R 유전자 때 려 눕에 의해 복원

  1. 세포 준비
    1. Trypsinization에 의해 단일 세포 현 탁 액을 준비 합니다. 세포는 도금 당일 transfection를 수행 합니다.
      1. 씻어 NCI N87 PBS로 세포 그리고 5-10 분 RPMI 중간 포함 10% 태아 둔감 한 혈 청의 트립 신 (예를 들어, 각 1 mL의 트립 신에 대 한 매체의 2 개 mL)을 중화 하 추가 2 볼륨에 대 한 0.05 %trypsin / EDTA 솔루션 37 ° C에서 품 어.
      2. Trypan 푸른 얼룩을 사용 하 여 hemocytometer와 셀을 계산. 씨 2.5 x 105 셀 (60% 합류) 각 조건에 대해 T25 cm2 플라스 크에.
        참고: 적절 한 시드 셀 수 셀 라인의 2 배 시간 및 실험의 기간에 의해 결정 됩니다. 목표 대상 유전자 실험의 전체 기간에 대 한 노크 다운 달성 하는. 9 개의 T25 cm2 플라스 크 transfection 조건 및 clonogenic 분석 결과 (컨트롤, 부정적인 transfection 컨트롤, 유전자-대상 transfection에 대 한 3 플라스 크 3 플라스 크 3 플라스 크)에 이상적입니다.
  2. Transfection 역
    1. 유전자-대상 준비 하 고 다음과 같이 각 T25 cm2 플라스 크에 대 한 제어 transfection 믹스를 부정.
      1. 각 유전자를 대상으로 siRNA oligonucleotides 또는 최소한의 필수적인 transfection 매체 (비율 1시 55분; 참조 테이블의 재료)에 부정적인 제어 siRNA oligonucleotides의 12.5 µ L를 희석.
      2. 양이온 liposome transfection 시 (siRNA oligonucleotides 유전자를 대상으로 1:1 비율, 참조 테이블의 재료)를 추가 합니다. 20 분 동안 실 온에서 품 어.
        참고: transfection 믹스의 총 볼륨 700 µ L입니다.
      3. 각 T25 cm2 플라스 크를 transfection 믹스의 700 µ L를 추가 합니다. 1-3 일 동안 37 ° C에서 세포를 품 어.
    2. 유전자를 때 려 눕 RT-PCR 및 서쪽 오 점 분석에 의해 확인 합니다. 상 상속 유전자 R 눕 (반복 단계 1.5) 식민지 형성 실험을 통해 대상된 치료 에이전트에 감도 복원에의 영향을 다시 확인 합니다.

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Representative Results

그림 1 실험 절차의 프레임 워크를 설명합니다. 3 위 암 세포-라인 HER2 trastuzumab에 민감한의 높은 수준의 표현 (IC50 < 마약, 그림 2A, 왼쪽된 그래프의 피크 플라즈마 수준) 타겟된 치료 에이전트를 포함 하는 문화 매체에서 성장 했다. 복용량은 10 배 trastuzumab (10 µ g/mL)의 피크 플라즈마 농도 시작 하는 복용량으로 설정 되었고 점차적으로 8-12 개월의 기간 동안 400 µ g/mL로 증가 보다 낮은. 이후에, 우리는 3 subclones를 IC50 값 trastuzumab (그림 2A, 오른쪽 그래프)의 피크 플라즈마 수준 보다 낮은 안정적인 저항 표현 형 특징을 얻었다. 특히, 가장 저항 subclone, HR NCI N87, 28.57 (그림 2B)의 RR IC50 값에 도달 했습니다. IQGAP1 HR NCI N87 하위 라인의 저항 표현 형에서 중추적인 역할을 할 것으로 보인다. 단백질 및 유전자 표현의 분석 지원이 가설: 저항 subclone에 IQGAP1 단백질 수준 부모의 셀에 약 5-fold 이상입니다. 마찬가지로, 특 파 원 IQGAP1 유전자 발현 2.5-fold NCI N87 선 (그림 3A)에 보다 HR NCI N87 하위 라인에서 높은 수준 이다.

IQGAP1 유전자 침묵 trastuzumab 저항 표현 형의 발달에 있는 그것의 역할을 평가 하기 위해 수행 되었다. IQGAP1 유전자 발현을 침묵 하는 데 사용 하는 프로토콜 T25 cm2 셀 문화 술병 (약 105 셀 x 2.5)에서 성장 하는 세포의 거의 모든 IQGAP1 단백질 콘텐츠를 허물고 특히 효능 입증 (그림 3A).

또한, clonogenic 분석 결과 7 µ g/ml (그림 3B) IC50 값을 낮추는 방법으로 입증 시간 NCI N87 셀에 복원 trastuzumab 감도 입을 그 IQGAP1 유전자를 보여주는 작업 가설을 확인 했다.

Figure 1
그림 1: 프레임 워크 기본 메커니즘의 분석 생체 외에서 인수 대상 치료 저항. 3 다른 trastuzumab 저항 subclones 3 개의 다른 trastuzumab 민감한 암 세포 선에서 파생 했다 생성 하 고-세대 시퀀싱, immunohistochemical, HER2 신호 메커니즘에 변경에 대 한 특징 서쪽 오 점, 그리고 RT-PCR 기법입니다. 모든 subclones는 다른 저항 메커니즘을 보여주었다. 타겟 치료 감도 저항의 후보 드라이버 유전자 침묵 했다 때 특정 subclone에 복원 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: 위 암 세포 라인에 clonogenic 분석 결과 통해 상대 저항 IC50 색인 (RR IC50)의 결정. (A) 성장 곡선 순진한 (왼쪽된 그래프)와 내성 (오른쪽 그래프) 셀 라인 식민지 형성 실험에 의해 생성 된 데이터를. X 축 trastuzumab 농도를 나타냅니다. 오차 막대는 표준 편차 (SD)를 나타냅니다. 표준 편차는 결코 5%를 초과 했습니다. (B) NCI N87 방지 subclone의 생성을 지 원하는 clonogenic 분석 결과의 대표 이미지. 타임 라인에 의해 같이 HR trastuzumab NCI N87 세포의 생성 대상된 에이전트에 지속적인 노출의 12 개월 필요 합니다. 이 수치는 Arienti 그 외 여러분 의 일에서 적응 9 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: IQGAP1 유전자 때 려 눕 여 trastuzumab 감도 복원. (A) IQGAP1 단백질 콘텐츠, densitometric 분석 막대 그래프, 부모의 NCI N87 라인, 그리고 그것의 저항 및 침묵 저항 subclone (왼쪽된 그래프)에 의해. MRNA는 IQGAP1 식 수준 또한 RT-PCR 기술 (오른쪽 그래프)에 의해 모든 3 셀-라인에서 확인. 데이터는 부모의 NCI N87 선의 100 µ g/mL trastuzumab의 저항 하 고 침묵 저항 subclone에 다른 감도 보여주으로 평균 ± sd (B). Clonogenic 분석 결과 제시 했다. 식민지는 셀 씨의 14 일 후에 계산 되었다. 축소판 그림 대표적인 식민지 문화를 보여 줍니다. 이 수치는 Arienti 그 외 여러분 의 일에서 적응 9 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

단계 프로토콜 T25 cm2
씨 셀 60% 합칠 부착 세포 1.75 x 103
최소한의 필수적인 Transfection 매체 (비율 1:55)에 siRNA oligonucleotides 희석 siRNA 12.5 Μ L
Transfection 매체 687.5 Μ L
Lipofectamine transfection 시 약 추가 Lipofectamine 시 약 12.5 Μ L
품 어 20 분 동안 실 온에서 품 어
셀에 혼합물을 추가 셀 1-3 d 37 ° C에서 품 어

표 1: 후보 저항 유전자 때 려 눕에 대 한 볼륨 및 시 약 금액을 권장합니다.

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Discussion

맞춤 및 타겟 치료 성장 열정을 elicited 있다, 전통적인 화학 요법 약물, , 약물 내성의 신속 하 고 예측할 수 없는 인수 같은 주요 장애물을 직면 하는이 소위 '스마트' 치료. 타겟된 치료의 결과 개선 하기 위해, 그들을 일으키는 원인이 되는 메커니즘의 더 나은 이해를 통해 약물 저항 문제를 해결 해야 합니다. 여기, 우리는 방법론을 광범위 하 게 액세스할 수 있는 시험관에 암 세포 선 모델에서 타겟된 치료 약물에 저항을 취득된의 메커니즘을 조사을 제시.

타겟된 치료 저항 subclones의 생성은 가장 중요 하 고이 프로토콜을 사용, 셀 라인 사이 고 약 감도의 그들의 다른 학위를 내장 유전이 성분 때문에 단계를 표준화 하기 어렵습니다. 이러한 이유로, 저항 subclones를 얻는 데 필요한 시간이 달라질 수 있습니다. 항 암 분자 에이전트에 만성 노출은 일반적으로 강력한 종양 성장 저해를 발생합니다. 그러나, 기간 후에 가변의 지속적인 약물 노출 (8-12 개월), 세포 치료 제어 셀의 속도와 성장 재개.

또한, 그 유전자 발현 데이터 대상 유전자 관련 치료 저항을 가설 하는 데 사용 되었습니다에 불구 하 고 다른 식 수준 않습니다 항상 부적 절 한 단백질 기능을 반영 하거나 저항 표현 형을 연관. Putative 약물 내성 유전자의 표현과 타겟된 치료에 저항 사이의 관계의 복잡성으로 인하여 더 분자 조사 필요, 유전자/단백질을 포함 한 생물 정보학 분석 등 상호 작용, 생물 프로세스 농축 및 분자 모델링.

또 다른 중요 한 포인트는 특이성 siRNA oligonucleotide 줄이기 위해 대상 식의 정확도 될 수 있습니다. 한 가지 가능한 솔루션 기능 siRNA와 동일한 대상 유전자에 대 한 siRNA의 혼합물을 선택 하기 위한 디자인 도구를 사용 하 여 수 있습니다.

마지막으로, 작은 제한 대상된 치료 억제제 transfection 과도 기간 때문에 감도 복원 하는 데 사용 하는 방법에 관련 되어 있습니다. 최대한 눕의 표적 mRNA (> 85%) 2 일 후 transfection에 알려졌다 고 유지 되었다 > 일 5-7을 통해 80%. 중요 한 노크 다운, 이기는 하지만 낮은 범위, 여전히 제 6 일에 관찰 되었다. 이러한 이유로, 확인 마약 감도의 복원에 대 한 세포 독성 분석 결과 유전자 침묵에서 약 5 일 이내에 수행 되어야 한다.

우리의 프로토콜에 생체 외에서 인수 저항 조사에 대 한 시간 및 비용 effective 방법입니다. 저항 subclones의 생성 항 암 타겟된 에이전트에 저항을 취득된의 새로운 메커니즘을 공개 도움이 될 내 종양이 암 세포의 미러링. 특히, 그들은 더 높은 처리량 genomic 또는 민감한 들 보다 내성 세포에 분자 변경 식별 proteomic 상영에 적합.

이 전 임상 플랫폼 타겟된 치료제 다른 종양 histotypes에 약물 저항을 극복 하기 위해 추가 마약 목표의 발견에 대 한 표준 절차를 제공 하는 일반적인 저항 메커니즘을 조사 하기 위해 쉽게 확장할 수 있는.

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Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

저자 박사 베로니카 Zanoni 원고를 편집 하는 것을 감사 하 고 싶습니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Trizol Reagent Invitrogen 15596026 TRIzol Reagent is a reagent for isolating high-quality total RNA or simultaneously isolating RNA, DNA, and protein from a variety of biological samples
ISCRIPT CDNA SYNTHESIS KIT Bio-Rad 1708891 The iScript cDNA synthesis kit is a sensitive and easy-to-use first-strand cDNA synthesis kit for gene expression analysis using real-time qPCR.
TaqMan gene expression assay Life Technologies 4331182 Applied Biosystems TaqMan Gene Expression Assays consist of a pair of unlabeled PCR primers and a TaqMan probe with an Applied Biosystems FAM or VIC dye label on the 5’ end and minor groove binder (MGB) and nonfluorescent quencher (NFQ) on the 3’ end.
M-PER Mammalian Protein Extraction Reagent Thermo Scientific 78501 Thermo Scientific M-PER Mammalian Protein Extraction Reagent is designed to provide highly efficient total soluble protein extraction from cultured mammalian cells.
Halt Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail (100X) Thermo Scientific 78440 Thermo Scientific Halt Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail (100X) provides the convenience of a single solution with full protein sample protection for cell and tissue lysates.
Pierce BCA Protein Assay Kit Thermo Scientific 23225 The Thermo Scientific Pierce BCA Protein Assay Kit is a two-component, high-precision, detergent-compatible assay reagent set to measure (A562nm) total protein concentration compared to a protein standard.
4x Laemmli Sample Buffer Bio-Rad 1610747 Use 4x Laemmli Sample Buffer for preparation of samples for SDS PAGE. For reduction of samples, add a reducing agent such as 2-mercaptoethanol to the buffer prior to mixing with the sample.
4–20% Mini-PROTEAN TGX Precast Protein Gels Bio-Rad 456-1094 Long-life TGX (Tris-Glycine eXtended) Gels have a novel formulation and can be used for both standard denaturing protein separations as well as native electrophoresis.
Precision Plus Protein WesternC Blotting Standards Bio-Rad 1610376 Precision Plus Protein Prestained Standards are available in Dual Color, All Blue, Kaleidoscope, and Dual Xtra formats. All four have the same gel migration patterns, with 3 high-intensity reference bands (25, 50, and 75 kD).
10x Tris/Glycine/SDS Bio-Rad 1610732 10x Tris/glycine/SDS is a premixed running buffer for separating protein samples by SDS-PAGE.
Trans-Blot Turbo Mini PVDF Transfer Packs Bio-Rad 1704156 Trans-Blot Turbo Mini PVDF Transfer Packs for fast, efficient transfer of proteins from mini gels using the Trans-Blot Turbo Transfer System. Each vacuum sealed, ready-to-use transfer pack contains two buffer-saturated ion reservoir stacks and a prewetted PVDF membrane.
Precision Protein StrepTactin-HRP Conjugate Bio-Rad 1610381 StrepTactin-Horseradish Peroxidase (HRP) Conjugate for chemiluminescent or colorimetric detection of Precision Plus Protein Unstained Protein Standards or Precision Plus Protein WesternC Protein Standards on western blots.
Immun-Star WesternC solution Bio-Rad 5572 Immun-Star WesternC solution, a method of protein detection , detects mid-femtogram amounts of protein.
Universal Negative Control Invitrogen 12935300 Negative Control siRNA has no significant sequence similarity to mouse, rat, or human gene sequences. The control has also been tested in cell-based screens and proven to have no significant effect on cell proliferation, viability, or morphology.
opti-MEM Glutamax Medium Thermo Fisher Scientific 51985026 Opti-MEM Medium is an improved Minimal Essential Medium (MEM) that allows for a reduction of Fetal Bovine Serum supplementation by at least 50% with no change in growth rate or morphology.
Silencer Select Pre-Designed & Validated siRNA Ambion 4390824 RNA interference (RNAi) is the best way to effectively knock down gene expression to study protein function in a wide range of cell types.
Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent Invitrogen 13778075 Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent offers an advanced, efficient solution for siRNA delivery. No other siRNA specific transfection reagent provides such easy and efficient siRNA delivery in a wide variety of cell lines including common cell types, stem cells and primary cells, as well as traditionally hard-to-transfect cell types.
Mouse anti-IQGAP1 Invitrigen 33-8900 working concentration: 1:400 in 5% milk solution
goat anti-mouse IgG-HRP: sc-2005 Santa Cruz sc-2005 working concentration: 1:10000 in 5% milk solution
PMSF Sigma Aldrich P 7626 this is an inhibitor of serine proteases and acetylcholinesterase
Thermocycler for RT-PCR MJ Research MJ Research PTC-200 Thermal Cycler it allows temperature homogeneity and a ramping speed of up to 3°C/sec. The protocol can be performed also with other thermalcyclers
Real Time RT-PCR instrument Applied Biosystems 7500 RT-PCR system This is a five-color platform that uses fluorescence-based polymerase chain reaction (PCR) reagents to provide a relative quantification using comparative CT assay type. The protocol can be performed also with other thermalcyclers
Microvolume Spectrophotometers Thermo Scientific Nanodrop It provides an accurate and fast acid nucleid measurement using little volume of sample
Blotting system Bio-Rad Trans-Blot Turbo system It perfoms a semy-dry transfer in a few minutes
Image acquisition system and gel documentation Bio-Rad Chemidoc image system It is easy to use for chemiluminescent detection

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References

  1. Gerber, D. E. Targeted therapies: a new generation of cancer treatments. Am Fam Physician. 77 (3), 311-319 (2008).
  2. Zhang, J., Yang, P. L., Gray, N. S. Targeting cancer with small molecule kinase inhibitors. Nat Rev Cancer. 9 (1), 28-39 (2009).
  3. Nelson, A. L., Dhimolea, E., Reichert, J. M. Development trends for human monoclonal antibody therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 9 (10), 767-774 (2010).
  4. Chabner, B. A., Roberts, T. G. Timeline: Chemotherapy and the war on cancer. Nat Rev Cancer. 5 (1), 65-72 (2005).
  5. Gilbert, L. A., Hemann, M. T. Chemotherapeutic resistance: surviving stressful situations. Cancer Res. 71 (15), 5062-5066 (2011).
  6. Izar, B., Rotow, J., Gainor, J., Clark, J., Chabner, B. Pharmacokinetics, clinical indications, and resistance mechanisms in molecular targeted therapies in cancer. Pharmacol Rev. 65, 1351-1395 (2013).
  7. Ellis, L. M., Hicklin, D. J. Resistance to Targeted Therapies: Refining Anticancer Therapy in the Era of Molecular Oncology. Clin Cancer Res. 15 (24), 7471-7478 (2009).
  8. Asić, K. Dominant mechanisms of primary resistance differ from dominant mechanisms of secondary resistance to targeted therapies. Crit Rev Oncol Hematol. 97, 178-196 (2016).
  9. Arienti, C., et al. Preclinical evidence of multiple mechanisms underlying trastuzumab resistance in gastric cancer. Oncotarget. 7 (14), 18424-18439 (2016).
  10. Tanner, M., et al. Amplification of HER-2 in gastric carcinoma: association with Topoisomerase IIalpha gene amplification, intestinal type, poor prognosis and sensitivity to trastuzumab. Ann Oncol. 16 (2), 273-278 (2005).
  11. Bang, Y. J., et al. Trastuzumab in combination with chemotherapy versus chemotherapy alone for treatment of HER2-positive advanced gastric or gastro-oesophageal junction cancer (ToGA): a phase 3, open-label, randomised controlled trial. Lancet. 376 (9742), 687-697 (2010).
  12. ClinicalTrials.gov. Identifier NCT01130337. A Study of Capecitabine [Xeloda] in Combination With Trastuzumab [Herceptin] and Oxaliplatine in Patients With Resectable Gastric Cancer. , Available from: http://clinicaltrials.gov/show/NCT01130337 (2017).
  13. ClinicalTrials.gov. Identifier NCT01748773. A Study of the Combination of Oxaliplatin, Capecitabine and Herceptin (Trastuzumab) and Chemoradiotherapy in The Adjuvant Setting in Operated Patients With HER2+ Gastric or Gastro-Esophageal Junction Cancer (TOXAG Study). , Available from: http://www.clinicaltrials.gov/show/NCT01748773 (2017).
  14. ClinicalTrials.gov. Identifier NCT01472029. Explorative Phase II Study of Perioperative Treatment in Patients With Adenocarcinoma of the Gastroesophageal Junction or Stomach (HerFLOT). , Available from: http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01472029 (2017).
  15. ClinicalTrials.gov. Identifier NCT01196390. Radiation Therapy, Paclitaxel, and Carboplatin With or Without Trastuzumab in Treating Patients With Esophageal Cancer. , Available from: http://clinicaltrials.gov/show/NCT01196390 (2017).
  16. Shimoyama, S. Unraveling trastuzumab and lapatinib inefficiency in gastric cancer: Future steps (Review). Mol Clin Oncol. 2 (2), 175-181 (2014).
  17. Kelly, C. M., Janjigian, Y. Y. The genomics and therapeutics of HER2-positive gastric cancer-from trastuzumab and beyond. J Gastrointest Oncol. 7 (5), 750-762 (2016).
  18. Wong, S. S., et al. Genomic landscape and genetic heterogeneity in gastric adenocarcinoma revealed by whole-genome sequencing. Nat Commun. 5, 5477 (2014).
  19. Oshima, Y., et al. Lapatinib sensitivities of two novel trastuzumab-resistant HER2 gene-amplified gastric cancer cell lines. Gastric Cancer. 17 (3), 450-462 (2014).
  20. Pignatta, S., et al. Prolonged exposure to (R)-bicalutamide generates a LNCaP subclone with alteration of mitochondrial genome. Mol Cell Endocrinol. 382 (1), 314-324 (2014).

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암 생물학 문제 130 생체 외에서 모델 clonogenic 분석 결과 타겟된 치료 약물 내성 다시 민감성 siRNA transfection
타겟된 치료에 저항을 취득의 드라이버 경로 찾고: 약물 내성 Subclone 생성 및 감도 유전자 때 려 눕에 의해 복원
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Arienti, C., Pignatta, S., Zanoni,More

Arienti, C., Pignatta, S., Zanoni, M., Cortesi, M., Zamagni, A., Piccinini, F., Tesei, A. Looking for Driver Pathways of Acquired Resistance to Targeted Therapy: Drug Resistant Subclone Generation and Sensitivity Restoring by Gene Knock-down. J. Vis. Exp. (130), e56583, doi:10.3791/56583 (2017).

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