Einzelzellbiologie

Abstrakt

Genexpression in einzelnen Zellen, die aus der Prostatakrebszelllinie CWR-R1 und menschlichem Prostatagewebe isoliert wurden, basierend auf dem Seitenpopulationsphänotyp

Kalyan J. Gangavarapu, Austin Miller und Wendy J. Huss

Durch die Bestimmung biologischer Signale auf der Ebene einzelner Zellen können krebsauslösende Treibermutationen identifiziert werden. Techniken zur Isolierung einzelner Zellen wie Mikrofluidik-Sortierung und magnetische Erfassungssysteme weisen Einschränkungen auf, wie z. B. hohe Kosten, Arbeitsaufwand und die Notwendigkeit einer großen Anzahl von Zellen. Daher ist das Ziel unserer aktuellen Studie, eine kostengünstige und arbeitseffiziente, zuverlässige und reproduzierbare Technik zu finden, die die Isolierung einzelner Zellen zur Analyse ermöglicht, um den regelmäßigen Einsatz im Labor zu fördern, einschließlich der standardmäßigen Reverse-Transkriptase-PCR (RT-PCR).

In der vorliegenden Studie verwendeten wir einzelne Prostatazellen, die aus der Prostatakrebszelllinie CWR-R1 und klinischen Proben menschlicher Prostata isoliert wurden, basierend auf dem ATP-Bindungskassetten-(ABC)-Transporter-Efflux des Farbstoffzyklusvioletts (DCV), Seitenpopulationsassay. Die Expression von vier Genen: ABCG2; Aldehyddehydrogenase1A1 (ALDH1A1); Androgenrezeptor (AR); und embryonaler Stammzellmarker Oct-4 wurden bestimmt.

Die Ergebnisse der aktuellen Studie an der Zelllinie CWR-R1 zeigten eine ABCG2- und ALDH1A1-Genexpression in 67 % der Einzelseitenpopulationszellen und in 17 % bzw. 100 % der Nichtseitenpopulationszellen. Studien mit Einzelzellen, die aus klinischen Proben isoliert wurden, zeigten, dass das Oct-4-Gen nur in 22 % der Einzelseitenpopulationszellen und in 78 % der Einzelseitenpopulationszellen nachgewiesen wurde. Die AR-Genexpression hingegen findet sich in 100 % der Einzelseitenpopulations- und Nichtseitenpopulationszellen, die aus derselben klinischen Probe der menschlichen Prostata isoliert wurden.

Diese Studien zeigen, dass die Durchführung einer RT-PCR an einzelnen, durch FACS isolierten Zellen erfolgreich durchgeführt werden kann, um die Genexpression in einzelnen Zellen aus Zelllinien und enzymatisch verdautem Gewebe zu bestimmen. Während diese Studien eine einfache Ja/Nein-Expression-Messung liefern, könnte die empfindlichere quantitative RT-PCR bei Bedarf noch mehr Informationen liefern.