اطلاعات عمومی
رده های سلولی ایزوژنیک چیست؟
رده های سلولی ایزوژنیک چیست؟
رده های سلولی از سلولهایی تشکیل شده است که در صورت مساعد بودن شرایط قادر به رشد نامحدود هستند و این می تواند از منابع مختلف باشد. این رده های سلولی به طور گسترده در آزمایشگاه ، از مطالعه سرطان گرفته تا آزمایش درمان های بالقوه جدید ، مورد استفاده قرار می گیرد.
آیا همه سلول ها یکسان هستند؟
ایزوژنیک به جمعیتی گفته می شود که دارای ژن های کاملاً یکسانی هستند. تکنیک هایی وجود دارد که می تواند DNA سلول ها را اصلاح کند و سپس می تواند به عنوان یک مدل بیماری مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال ، سلولهای سرطانی اغلب تغییراتی در DNA خود دارند و بنابراین می توان این سلولها را در یک رده سلول ایزوژنیک قرار داد.
توانایی اصلاح DNA به این معنی است که وجود دو رده سلول ایزوژنیک امکان پذیر است: یکی با تغییرات مربوط به گسترش سرطان ، و دیگری بدون آن تغییرات. این امر مقایسه را آسان تر می کند ، زیرا یافتن سلولهای موردنظر که ژن ها را به همان شیوه بیان کنند دشوار است.
تنظیم بیان ژن در رده های سلولی
Liu و شرکتش سیستمی ابداع کرد که در آن از فاکتورهای رونویسی زینک فینگر پروتئین مخصوص ژنهای مورد نظر برای القای بیان ژن در سلولهای هدف استفاده شد. این سیستم از ویژگی بالایی برخوردار است ، بنابراین احتمال تأثیر سایر ژن ها توسط فاکتور رونویسی زینک فینگر پروتئین کم است. بیان فاکتور رونویسی زینک فینگر پروتئین را نیز می توان دردست داشت، بنابراین امکان کنترل کردن وجود دارد وقتی که ژن مورد نظر فعال باشد.
محققان گیرنده هورمون پاراتیروئید انسانی 1 (PTHR1) را هدف قرار دادند ، که یک گیرنده جفت پروتئین G است و در هموستاز کلسیم و متابولیسم استخوان نقش دارد. یک فاکتور رونویسی زینک فینگر پروتئین که PTHR1 را هدف قرار می دهد شناسایی شد و برای القای بیان آن در سلولهای HEK293 استفاده شد ، که به طور معمول PTHR1 را بیان نمیکند. هنگامی که فاکتور رونویسی زینک فینگر پروتئین القا شد ، سلولهای HEK293 شروع به بیان PTHR1 کردند. فعالیت PTHR1 بیان شده با افزایش سطح cAMP تولید شده توسط سلول ها تأیید شد. سپس محققان از لیگاندهای شناخته شده PTHR1 استفاده کردند و این منجر به کاهش سطح cAMP شد ، بنابراین نشان داد که عملکرد آن کاهش یافته است. محققان نتیجه گرفتند که می توان از این روش برای بررسی اثر ترکیبات درمانی بالقوه بر روی ژن های هدف استفاده کرد.
مطالعه بر روی نقص در ترمیم mismatchهای DNA
خطاها در هنگام تکثیر DNA می تواند منجر به تغییراتی در DNA شود ، از جمله mismatch تک بازها ، اصلاح باز و تشکیل لوپ های کوچک الحاق_حذف. برای خنثی کردن تأثیرات این خطاها ، سیستم های ترمیم mismatch DNA در این سلول ها وجود دارد. با این حال ، این سیستم های ترمیمmismatch DNAمی توانند معیوب شوند و اجازه می دهند این تغییرات DNA ادامه یابد و به طور بالقوه منجر به سرطان شود. در حقیقت ، تخمین زده می شود که تا 20٪ از تومورهای جامد و سرطان های خون ، کمبود سیستم ترمیم mismatch DNA دارند.
Bailis و شرکتش یک سیستم رده سلول ایزوژنیک برای بررسی کمبود سیستم های ترمیم mismatch DNA به وجود آورند. در این مطالعه ، محققان برای جلوگیری از بیان ژن MLH1 ، ژنی که بخشی از سیستم ترمیم mismatch DNA است ، از یک RNA (short hairpin RNA)(shRNA) استفاده کردند. در اینجا ، هنگامی که shRNA القا می شود ، از بیان MLH1 جلوگیری می کند ، بنابراین آن را غیرفعال می کند. از آنجا که shRNA قابل القا است ، این امر به محققان این فرصت را داد تا تفاوت هایی را که هنگام فعال بودن MLH1 نسبت به غیرفعال مشاهده شده است ، مطالعه کنند.
یک تغییر که محققان مشاهده کردند ، ایجاد ناپایداری ریزماهواره(microsatellite ) در سلول ها در هنگام غیرفعال بودن MLH1 بود. بی ثباتی ریزماهواره تغییر دیگری در DNA است ، جایی که توالی های نوکلئوتیدی مکرر بدست می آیند یا از بین می روند و محققان مشاهده کردند 1-3 تغییر نوکلئوتید در تکرار مونونوکلئوتید BAT-26 وجود دارد. با این حال ، این الگوی بیان ژن اصلی در رده های سلولی را تغییر نداد.
کشف مارکرهای زیستی پیش بینی کننده سرطان
در زیست شناسی سرطان ، نشانگرهای زیستی پیش بینی کننده(predictive biomarkers ) اطلاعاتی درباره تأثیر درمان ارائه می دهند. هاگنسن و شرکتش از رده های سلولی ایزوژنیک برای جستجوی نشانگرهای زیستی پیش بینی کننده بالقوه در پاسخ به چهار داروی درمانی استفاده کرده است.
نویسندگان دریافتند که پاسخ با توجه به نحوه کشت سلول ها متفاوت است. به عنوان مثال ، در کشت 2D آنها دریافتند که سلولهای KRAS +/- و PIK3CA +/- نسبت به سلولهای ایزوژنیک والدین نسبت به مهارکننده های MEK یا سایر جهش ها حساسیت بیشتری دارند. با این حال ، در یک سیستم سه بعدی KRASG13D / – و PIK3CAE545K / – xenografts به یکی از مهارکننده های MEK حساس بودند ، اما “تومورهای” حاصل از سلول های والدین به هیچ وجه حساس نبودند.
این نشان می دهد که ، با استفاده از رده های سلولی ایزوژنیک ، پاسخ به مهارکننده های MEK نه تنها تحت تأثیر جهش های KRAS و PIK3CA ، بلکه همچنین توسط نحوه رشد این سلول ها نیز تحت تأثیر قرار می گیرد.
همچنین بخوانید…
