Bu protokolün amacı, LC3 immünofloresan ve LC3 nokta ölçümü yoluyla pankreas kanseri ve pankreas asinar hücrelerinde otofajik düzeyleri belirlemektir.
Otofaji, proteinler ve hasarlı organeller de dahil olmak üzere sitoplazmik bileşenleri seçici olarak bozan özel bir katabolik süreçtir. Otofaji, hücrelerin stres uyaranlarına fizyolojik olarak yanıt vermelerini ve böylece hücresel homeostazı korumalarını sağlar. Kanser hücreleri, hipoksi, besin eksikliği veya kemoterapinin neden olduğu hasar gibi olumsuz koşullara uyum sağlamak için otofaji seviyelerini modüle edebilir. Duktal pankreatik adenokarsinom en ölümcül kanser türlerinden biridir. Pankreas kanseri hücreleri, otofaji proteinlerinin transkripsiyonel upregülasyonu ve post-translasyonel aktivasyonu nedeniyle yüksek otofaji aktivitesine sahiptir.
Burada, PANC-1 hücre hattı pankreas insan kanseri hücrelerinin bir modeli olarak kullanıldı ve AR42J pankreas asinar hücre hattı, oldukça farklılaşmış memeli hücrelerinin fizyolojik bir modeli olarak kullanıldı. Bu çalışmada, otofaji aktivasyonunun durumunun bir göstergesi olarak mikrotübül ile ilişkili protein hafif zincir 3’ün (LC3) immünofloresansı kullanılmıştır. LC3, bazal koşullarda, sitoplazmada yaygın bir dağılım paterni gösteren bir otofaji proteinidir (bu durumda LC3-I olarak bilinir). Otofaji indüksiyonu, LC3’ün yeni oluşan otofagozomların yüzeyindeki fosfatidiletanolamine konjugasyonunu tetikler ve otofagozomların oluşumuna ve genişlemesine yardımcı olan zara bağlı bir protein olan LC3-II’yi oluşturur. Etiketli otofajik yapıların sayısını ölçmek için, açık kaynaklı yazılım FIJI, “3D Nesneler Sayacı” aracının yardımıyla kullanıldı.
Hem fizyolojik koşullarda hem de kanser hücrelerinde otofajik seviyelerin ölçülmesi, hipoksi, kemoterapi tedavisi veya belirli proteinlerin yıkılması gibi çeşitli koşullar altında otofajinin modülasyonunu incelememizi sağlar.
Makrootofaji (genellikle otofaji olarak adlandırılır), proteinler ve hasarlı organeller 1,2 dahil olmak üzere sitoplazmik bileşenleri seçici olarak parçalayan özel bir katabolik süreçtir. Otofaji, hücrelerin stres uyaranlarına fizyolojik olarak yanıt vermelerini ve böylece hücresel homeostazı korumalarını sağlar3. Otofaji sırasında, çift zarlı bir vezikül oluşur: otofagozom. Otofagozom kargo moleküllerini içerir ve onları bozunma için lizozoma götürür 1,4.
Otofagozomlar, otofajik protein mikrotübül ile ilişkili protein hafif zincir 3 (LC3)5 tarafından dekore edilmiştir. Otofaji indüklenmediğinde, LC3, LC3-I konformasyonundaki sitoplazmada ve çekirdekte yayılır. Öte yandan, otofaji indüklendiğinde, LC3, otofajik yapıların zarında bir fosfatidiletanolamin ile konjuge edilir6. Bu yeni LC3 konformasyonu LC3-II1 olarak bilinir. LC3 konformasyon kayması, hücresel lokalizasyonunda ve dodesil sodyum sülfat-poliakrilamid jel elektroforezinde (SDS-PAGE) migrasyonunda değişikliklere neden olur ve bu da immünofloresan ve batı lekesi 5,7 gibi tekniklerle tespit edilebilir. Bu şekilde, LC3 konjugasyonu, otofajik aktiviteyi ölçmek için kullanılabilecek otofajik süreçte önemli bir olaydır.
Pankreatik asinar hücre, sağlıklı koşullar altında düşük otofaji oranına sahip oldukça farklılaşmış bir hücredir. Bununla birlikte, farklı fizyolojik koşullarda veya farmakolojik stimülasyon altında, otofajiyi aktive edebilirler. Bu nedenle, bu hücre hattındaki otofajik seviyelerin belirlenmesi, farklı farmakolojik veya biyolojik ajanların otofaji üzerindeki potansiyel doğrudan veya dolaylı etkilerini incelemek için yararlıdır 8,9.
Duktal pankreatik adenokarsinom, geç tanısı ve yüksek kemoterapi direnci nedeniyle en ölümcül kanser türlerinden biridir10. Pankreas kanseri hücreleri, otofaji ile ilişkili proteinlerin transkripsiyonel upregülasyonu ve post-translasyonel aktivasyonu nedeniyle yüksek otofaji aktivitesine sahiptir11. Pankreas kanseri hücreleri, hipoksi, besin yoksunluğu veya kemoterapiye bağlı hasar gibi olumsuz koşullara yanıt olarak otofaji seviyelerini ayarlayabilir11. Bu nedenle, pankreas kanseri hücrelerindeki otofaji seviyelerini analiz etmek, değişen ortamlara nasıl adapte olduklarını anlamaya ve otofaji modüle edici tedavilerin etkinliğini değerlendirmeye yardımcı olabilir.
Bu çalışma, iki ayrı pankreas hücresel modelinde LC3 immünofloresansını gerçekleştirmek için bir yöntem göstermektedir. İlk model olan PANC-1 hücreleri, pankreatik duktal adenokarsinom için bir model olarak görev yaptı. Bu hücreler, daha önce otofajiyi indüklediği gösterilen bir kemoterapi ajanı olan gemsitabin ile, özellikle onkojenik Kirsten sıçan sarkom virüsü genini (KRAS) taşıyan pankreas kanseri hücrelerinde12,13 ile tedavi edildi. İkinci model olan AR42J hücreleri, ekzokrin pankreas hücrelerinin daha fizyolojik bir modeli olarak hizmet etti. Bu hücreler, asinar pankreas hücrelerine daha benzer hale gelmek için deksametazon ile farklılaştırıldı14. Bu hücrelerde, otofaji, güçlü bir mTOR inhibitörü olan PP24215 kullanılarak farmakolojik olarak indüklendi. Bu çalışmada, iki farklı pankreas modeli ile tanımlanan protokolün uygulanabilirliğini ve düşük ve yüksek otofaji durumlarını ayırt edebilme yeteneğini gösterdik.
Bu protokolde açıklanan yöntem, hücredeki endojen LC3 dağılımının görselleştirilmesine ve farklı koşullar altında otofajik seviyelerin ölçülmesine izin verir. LC3 dağılımını analiz etmek ve otofaji aktivasyonunu belirlemek için kullanılan bir başka benzer yöntem, floresan etiketli LC3 transfeksiyonunu (RFP-LC3 gibi) içerir19. RFP-LC3 transfeksiyonu, fiksasyona ihtiyaç duymama (bu yöntemin canlı hücre görüntüleme20’de uygulanmasına izin ver…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma, Buenos Aires Üniversitesi (UBACyT 2018-2020 20020170100082BA), Ulusal Bilimsel Araştırma ve Teknoloji Konseyi (CONICET) (PIP 2021-2023 GI− 11220200101549CO; ve PUE 22920170100033) ve Ulusal Bilimsel ve Teknolojik Tanıtım Ajansı (PICT 2019-01664) tarafından desteklenmiştir.
10x Phosphate-Buffered Saline (PBS) | Corning | 46-013-CM | |
12 mm round coverslips | HDA | CBR_OBJ_6467 | |
24 Well- Cell Culture Plate | Sorfa | 220300 | |
Absolute ethanol | Biopack | 2207.10.00 | |
Alexa Fluor 594 Donkey anti-rabbit IgG (H+L) | Invitrogen | R37119 | |
Confocal Laser Scanning Microscope | Zeiss | LSM 800 | |
DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole, dihydrochloride) | Invitrogen | 62248 | |
Dexamethasone | Sigma Aldrich | D4902 | |
DMEN | Sartorius | 01-052-1A | |
Fetal Bovine Serum | NATOCOR | Lintc-634 | |
Gemcitabina | Eli Lilly | VL7502 | |
LC3B (D11) XP Rabbit mAb | Cell Signaling Technology | 3868S | |
Methanol | Anedra | 6197 | |
Parafilm "M" (Laboratory Sealing Film) | Bemis/Curwood | PM-996 | |
Pen-Strep Solution | Sartorius | 03-031-1B | |
PP242 | Santa Cruz Biotechnology | SC-301606 | |
Trypsin EDTA | Gibco | 11570626 |