Сотовые смерти, связанной с аномальными митоза Наблюдаемые конфокальной микроскопии в живых клетках рака
Summary
Цитотоксической активности фенантридин PJ-34 в раковых клетках митоз было зафиксировано в реальном времени с помощью конфокальной микроскопии живых. PJ-34 искоренили рака молочной железы человека MDA-MB-231 клетки укрывательство особо центросомам в митоза. В отличие от обычных бифокальные митоза, экстра-центросомам не были сосредоточены в двух полюсах веретена в присутствии PJ-34.
Abstract
Фенантрен производные действуют как мощные ингибиторы PARP1 помешало бифокальные кластеризации нештатных центросомам в мульти-центросомной человеческих раковых клеток в митозе. Фенантридин PJ-34 был самым мощным молекулы. Декластеризация экстра-центросомам вызывает отказ митотических и гибель клеток в многоквартирных центросомной клеток. Большинство твердых опухолей человека имеют высокую возникновения экстра-центросомам. Деятельность PJ-34 было зафиксировано в реальном времени с помощью конфокальной микроскопии живых рака молочной железы человека MDA-MB-231 клеток, трансфицированных векторов, кодирующих для люминесцентных γ-тубулина, который очень распространен в центросомам и для люминесцентных гистонов в настоящее H2b хромосом. Аномальные механизмы хромосом и де-кластерной γ-тубулина очагов представляющих declustered центросомам были обнаружены в Трансфицированные MDA-MB-231 клеток после лечения с PJ-34. Un-кластерной экстра-центросомам в два полюса шпинделя предшествовало их гибели клеток. Эти результаты связаны FOR впервые недавно обнаружены эксклюзивные цитотоксической активности PJ-34 в раковых клетках человека с очень центросомам де-кластеризации в митоза и митотического недостаточности приводит к гибели клеток. В соответствии с предыдущими выводами наблюдали конфокальной микроскопии фиксированных клетках, PJ-34 исключительно искоренить раковые клетки с несколькими центросомам не повреждая нормальные клетки митоз с двумя центросомам и бифокальные шпинделей. Это цитотоксической активности PJ-34 не разделяют другие мощные ингибиторы PARP1, и наблюдался в PARP1 дефицитный MEF укрывательстве extracentrosomes, предлагая свою независимость PARP1 торможения. Живите конфокальной микроскопии предложили полезным инструментом для выявления новых молекул искоренения клетки во время митоза.
Introduction
Фенантрен полученных PARP1 ингибиторов, в том числе PJ-34, предназначены для защиты покоящихся клеток от апоптоза индуцированных энергоемкие PARP1 опосредованной репарации ДНК в условиях стресса (инсульт или инфаркт миокарда) 1. Однако в последнее время мы обнаружили, что PJ-34, в два раза большей концентрации, чем вызывающие PARP1 торможения, может только вызвать гибель клеток в раковые клетки человека 2,3. Чем быстрее пролиферацию клетки было, тем более эффективным искоренением клетки было. Цитотоксической активности PJ-34 был приписан к дополнительным центросомам-де-кластеризации в митозе 2. Многие человеческие раковые клетки гавани multicentrosomes 4,5. Инкубация человека клеток рака молочной железы MDA-MB-231, который питает сверхштатный центросомы, с 20 мкМ PJ-34 эффективно искоренить эти клетки в течение 72-96 часов без ухудшения покоящихся клеток или некоторые доброкачественные пролиферативные клетки несущий две центросомы в митозе <suP> 2,3. Доброкачественные клетки включены человеческие эпителиальные клетки молочной железы MCF-10, эндотелиальные клетки человека (HUVEC) и первичные мезенхимальные клетки, полученные из тимуса человека. Эти клетки были устойчивы к цитотоксической активности PJ-34. PJ-34 не вмешиваться в их клеточного цикла в течение 96 ч инкубации или влиять на их центросомам и бифокальные шпинделя образование 2,3.
Биполярное центросоме Ассамблеи имеет решающее значение для формирования биполярного веретена в митозе 4,5. Таким образом, клетки, имеющие более двух центросомы разработали едва понимать молекулярные механизмы, кластеризации их дополнительное центросомы на два полюса 4-9. Отказ биполярной сборки их центросомам может вызвать искаженное многополярного шпинделей и сегрегации хромосом аберрантными что аресты клеточного цикла в G2 / M ареста, и приводит к гибели клеток связано с недостаточностью митотического 4,5. Молекулярные механизмы, лежащие в основе экстра-де-центросомам кластеризации интенсивно исследуются <вир> 10. Понимание этого механизма смерти позволит эксклюзивные искоренение раковые клетки, щадя здоровые ткани 5,10.
Таким образом, соединения, которые активируют митотической катастрофы гибель клеток предложить новый способ селективной терапии рака, который может быть эффективным в широком диапазоне человеческого твердых cancers.Our результаты показывают, что конфокальной микроскопии может быть использован для идентификации молекул, влияющие экстра-центросомы кластеризации митоза 2,3, оказания этих соединений рака таргетинга лекарств-кандидатов.
Мы документировали цитотоксической активности фенантридин PJ-34 при сканировании фиксированных и живых раковых клеток человека (с высокими возникновения экстра-центросомы в митоз) по сравнению с нормальными клетками. Шаг за шагом, описание процедуры отображения используются для определения цитотоксической активности PJ-34 в человеческих раковых клеток приведен ниже.
Protocol
Representative Results
Discussion
Живой конфокальной микроскопии при условии реального времени документацию цитотоксический эффект PJ-34 в живом мульти-центросомной клеток при митозе (фиг. 3 и дополнительную информацию). Это было первое живое документации приписывая цитотоксичность PJ-34 в человеческих раковых ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Источники финансирования этого исследования: совместный фонд технологий Тель-Авивского университета трансфертной компании, RAMOT и Шеба-медицинский центр (М. СА и СИ.), ICRF – израильские железы исследовательский фонд (М. CA.) И Израиль научного фонда ( СИ).
Materials
| REAGENTS | |||
| DMEM | Invitrogen (GIBCO) | 41965 | |
| FBS (Fetal bovine Serum) | Invitrogen (GIBCO) | 12657 | |
| Pen-Strep-Ampho solution | Biological Industries, Israel | 03-033-1B | |
| L-glutamine | Invitrogen (GIBCO) | 25030-024 | |
| 0.25% Tripsin-EDTA | Invitrogen (GIBCO) | 25200 | |
| 92 mm Petri dishes | Nunc,Thermo scientific | 150350 | |
| 35 mm poly-D-lysine coated glass bottom culture dishes | MatTek Corporation, USA | P35GC-0-14-C | |
| Luminescent ATP detection assay kit | Abcam | ab113849 | |
| NDS (Normal Donkey Serum) | Jackson ImmunoResearch | 017-000-121 | |
| Anti α-tubulin antibody | Sigma | T9026 | 1:250 dilution (IF) |
| Anti γ-tubulin antibody | Sigma | T5192 | 1:200 dilution (IF) |
| Alexa Fluor 488 Goat Anti-Mouse IgG | Invitrogen | A-11017 | 1:1,000 dilution (IF) |
| Alexa Fluor 568 Donkey Anti-Rabbit IgG | Invitrogen | A-10042 | 1:1,000 dilution (IF) |
| ProLong Gold antifade reagent with DAPI (mounting) | Invitrogen | P36935 | |
| JetPEI (liposomal transfection reagent ) | Polyplus | 101-10 | |
| EQUIPMENT | |||
| Confocal microscope | Leica (Mannheim, Germany) | TCS SP5II |
References
- Jagtap, P., et al. Novel phananthridine inhibitors of poly(adenosine 5′-diphosphate-ribose) synthetase: Potent cytoprotective and antishock agents. Crit. Care Med. 30, 1071-1082 (2002).
- Castiel, A., et al. A small molecule exclusively eradicates human cancer cells: Extra-centrosomes de-clustering agent. BMC Cancer. 11 (1), 412 (2011).
- Inbar-Rozensal, D., et al. A selective eradication of human nonhereditary breast cancer cells by phenanthridine -derived polyADP-ribose polymerase inhibitors. Breast Cancer Res. 11 (6), R78 (2009).
- Gergely, F., Basto, R. Multiple centrosomes: together they stand, divided they fall. Genes Dev. 22, 2291-2296 (2008).
- Godinho, S. A., Kwon, M., Pellman, D. Centrosomes and cancer: how cancer cells divide with too many centrosomes. Canc. Met. Rev. 28, 85-98 (2009).
- Doxsey, S. Re-evaluating centrosome function. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2, 688-698 (2001).
- Walczak, C. E., Heald, R. Mechanisms of mitotic spindle assembly and function. International Rev. of Cytology. 265, 111-158 (2008).
- Ogden, A., Rida, P. C. G., Aneja, R. Let’s huddle to prevent a muddle: centrosome declustering as an attractive anticancer strategy. Cell Death Differ. 19, 1255-1267 (2012).
- Kramer, A., Anderhub, S., Maier, B., Schatten, E. Mechanisms and Consequences of centrosomes clustering in cancer cells. The Centrosome: Cell and Molecular mechanisms of functions and disfunctions in disease. , 255-277 (2012).
- Galimberti, F., et al. Anaphase Catastrophe Is a Target for Cancer Therapy. Clin. Cancer Res. 17, 1218-1222 (2011).
- Kanai, M., et al. Haploinsufficiency of poly(ADP-ribose) polymerase-1-mediated poly(ADP-ribosyl)ation for centrosome duplication. Biochem. Biophys. Res. Commun. 359, 426-430 (2007).
- Gartner, E. M., Burger, A. M., Lorusso, P. M. Poly(ADP-ribose) polymerase inhibitors: a novel drug class with a promising future. Cancer J. 16, 83-90 (2010).
- Wahlberg, E., et al. Family-wide chemical profiling and structural analysis of PARP and tankyrase inhibitors. Nature Biotechnology. 30, 283-288 (2012).
- Rouleau, M., Patel, A., Hendze, M. J., Kaufmann, S. H., Poirier, G. G. PARP inhibition: PARP1 and beyond. Nature Rev. Cancer. 10, 293-301 (2010).
- Leber, B., et al. Proteins Required for Centrosome Clustering in Cancer Cells. Sci. Transl. Med. 2 (33), 33-38 (2010).
- Kwon, M., et al. Mechanisms to suppress multipolar division in cancer cells with extra centrosomes. Gene Dev. 22, 2189-2203 (2008).
