เซลล์ SK-LU-1 สำหรับการวิจัยการแพร่กระจายของมะเร็งปอดชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมา

การแพร่กระจายของมะเร็งเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตในผู้ป่วยมะเร็งปอดชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมา โดยโรคที่มีการแพร่กระจายยังคงรักษาให้หายขาดได้ยากแม้จะมีความก้าวหน้าในการรักษาแบบมุ่งเป้าและภูมิคุ้มกันบำบัดที่ Cytion เราตระหนักดีว่าการทำความเข้าใจกลไกระดับโมเลกุลที่ควบคุมการแพร่กระจายของมะเร็งปอดจำเป็นต้องใช้แบบจำลองเซลล์ที่สามารถจำลองคุณสมบัติการรุกรานและการเคลื่อนที่ของเนื้องอกที่ก้าวร้าวได้อย่างแม่นยำ เซลล์ SK-LU-1 ได้กลายเป็นระบบแบบจำลองที่มีคุณค่าสำหรับการศึกษาการแพร่กระจายของมะเร็งปอดชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมา โดยให้ข้อมูลเชิงลึกแก่นักวิจัยเกี่ยวกับลำดับเหตุการณ์ที่ซับซ้อนซึ่งช่วยให้เซลล์มะเร็งสามารถหลบหนีจากเนื้องอกหลักและไปตั้งถิ่นฐานในอวัยวะอื่นๆ ได้

ประเด็นสำคัญ

• เซลล์ SK-LU-1 แสดงลักษณะของเซลล์มีเซนไคม์ที่เกี่ยวข้องกับศักยภาพการแพร่กระจายที่เพิ่มขึ้น
• การทดสอบการบุกรุกและการอพยพวัดปริมาณลักษณะการแพร่กระจายของมะเร็งในหลอดทดลอง
• เส้นทางของการเปลี่ยนแปลงจากเซลล์เยื่อบุผิวไปเป็นเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (EMT) ส่งเสริมการรุกรานของเซลล์ SK-LU-1
• การแสดงออกของเมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเนสทำให้เกิดการสลายตัวของเมทริกซ์นอกเซลล์
• แบบจำลองการแพร่กระจายของมะเร็งเฉพาะอวัยวะเผยให้เห็นกลไกการตั้งถิ่นฐานเฉพาะตำแหน่ง

การจำแนกลักษณะทางโมเลกุลของคุณสมบัติการแพร่กระจายของ SK-LU-1

เซลล์ SK-LU-1 ถูกแยกมาจากมะเร็งปอดชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมาที่มีการแยกตัวต่ำ และแสดงลักษณะทางโมเลกุลที่สอดคล้องกับฟีโนไทป์ที่มีความก้าวร้าวและมีความเสี่ยงสูงต่อการแพร่กระจาย แตกต่างจากเซลล์มะเร็งปอดที่มีการแยกตัวดีซึ่งยังคงลักษณะของเซลล์เยื่อบุผิวไว้ เซลล์ SK-LU-1 ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงบางส่วนจากเยื่อบุผิวไปเป็นเยื่อบุกลาง (epithelial-to-mesenchymal transition) โดยได้รับตัวบ่งชี้ของเยื่อบุกลางซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการเคลื่อนที่และการรุกราน

เซลล์ SK-LU-1ของเรา(300335)แสดงระดับการแสดงออกของ vimentin ซึ่งเป็นโปรตีนเส้นใยขนาดกลางของเซลล์เมเซนไคม์ที่สูงขึ้น ในขณะที่แสดงการลดลงของการแสดงออกของ E-cadherin ที่บริเวณรอยต่อระหว่างเซลล์ ลักษณะเฉพาะของ EMT นี้สัมพันธ์กับการเพิ่มความสามารถในการเคลื่อนที่และความสามารถในการแทรกซึมผ่านเยื่อหุ้มฐาน

การแสดงออกของเมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเนส (MMP) เป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความสามารถในการรุกราน และเซลล์ SK-LU-1 ผลิตทั้ง MMP-2 และ MMP-9 ซึ่งช่วยให้เกิดการย่อยสลายองค์ประกอบของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่อาจขัดขวางการเคลื่อนที่ของเซลล์ได้ กิจกรรมของ MMP สามารถวัดได้โดยการใช้วิธีเจลาตินไซโมกราฟีหรือสารตั้งต้นฟลูออโรเจนิก ซึ่งให้ข้อมูลเชิงฟังก์ชันเกี่ยวกับศักยภาพในการรุกราน

สำหรับการศึกษาการแพร่กระจายของมะเร็งแบบเปรียบเทียบ พอร์ตโฟลิโอของเรามีเซลล์ไลน์มะเร็งปอดเพิ่มเติม เช่นเซลล์ A549 (300114) ซึ่งมีลักษณะของเซลล์เยื่อบุมากขึ้นและสามารถใช้เป็นเซลล์ควบคุมที่มีการแพร่กระจายต่ำได้

การทดสอบการเคลื่อนที่และการบุกรุกในหลอดทดลอง

การประเมินคุณสมบัติการแพร่กระจายของ SK-LU-1 ในเชิงปริมาณใช้รูปแบบการทดสอบหลายรูปแบบที่เสริมกัน การทดสอบด้วยห้องบอยเดน (transwell) ยังคงเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับการวัดการเคลื่อนที่แบบมีทิศทางและการบุกรุก เซลล์จะถูกเพาะในช่องด้านบนและปล่อยให้เคลื่อนที่ผ่านเยื่อพรุนไปยังความเข้มข้นของสารเคมีที่ดึงดูดในช่องด้านล่าง

สำหรับการทดสอบการบุกรุก เมมเบรนจะถูกเคลือบด้วย Matrigel หรือสารเตรียมเยื่อฐานอื่นๆ ซึ่งทำให้เซลล์ต้องย่อยสลายเมทริกซ์ที่เป็นอุปสรรคด้วยกระบวนการโปรตีโอไลติกก่อนที่จะเคลื่อนที่ เซลล์ SK-LU-1 แสดงการบุกรุกผ่าน Matrigel ได้อย่างแข็งแกร่ง โดยมีดัชนีการบุกรุกสูงกว่าเซลล์มะเร็งปอดที่มีความก้าวร้าวน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ

การทดสอบการหายของแผล (รอยขีดข่วน) ให้การมองเห็นแบบเรียลไทม์ของการเคลื่อนที่ของเซลล์โดยรวม แผ่นเซลล์ SK-LU-1 ที่เจริญเติบโตเต็มแผ่นจะถูกขีดเป็นเส้นเพื่อสร้างพื้นที่ที่ปราศจากเซลล์ และติดตามการปิดแผลเป็นเวลา 24-48 ชั่วโมง การทดสอบนี้สามารถปรับให้เข้ากับรูปแบบการทำงานแบบอัตโนมัติสูงได้โดยใช้เครื่องมือสร้างแผลอัตโนมัติและระบบถ่ายภาพเซลล์ที่มีชีวิต

แพลตฟอร์มการวิเคราะห์เซลล์แบบเรียลไทม์ (RTCA) รวมถึง xCELLigence ช่วยให้สามารถติดตามการเคลื่อนที่และการรุกล้ำของเซลล์ได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องติดฉลาก การตรวจจับโดยใช้ค่าความต้านทานไฟฟ้า (impedance-based detection) ให้ข้อมูลโปรไฟล์เชิงจลนศาสตร์ของพฤติกรรมเซลล์ ซึ่งเผยให้เห็นความแตกต่างในอัตราการเคลื่อนที่และความคงอยู่ที่อาจพลาดไปได้จากการทดสอบแบบจุดสิ้นสุด

กลไกการเปลี่ยนผ่านจากเยื่อบุผิวสู่เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

EMT เป็นโปรแกรมพื้นฐานที่ถูกเซลล์มะเร็งยึดครองเพื่อเพิ่มความสามารถในการแพร่กระจาย ในเซลล์ SK-LU-1 เส้นทางการส่งสัญญาณหลายเส้นมาบรรจบกันเพื่อรักษาลักษณะเมเซนไคม์ และสามารถถูกกำหนดเป้าหมายทางเภสัชวิทยาเพื่อย้อนกลับ EMT และลดการรุกราน

การส่งสัญญาณ TGF-β ผ่านตัวปัจจัยการถอดรหัส SMAD เป็นตัวควบคุมหลักของ EMT เซลล์ SK-LU-1 ตอบสนองต่อ TGF-β ด้วยการเพิ่มการเคลื่อนที่และการรุกราน ซึ่งสามารถถูกยับยั้งได้โดยตัวยับยั้งตัวรับ TGF-β หรือการลดระดับ SMAD ในทางกลับกัน การยับยั้งการส่งสัญญาณ TGF-β สามารถกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงจากเซลล์มีเซนไคม์เป็นเซลล์เยื่อบุ (MET) ซึ่งลดศักยภาพในการแพร่กระจาย

เส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt/β-catenin ยังมีบทบาทในการเพิ่มความสามารถในการรุกรานของเซลล์ SK-LU-1 โดยส่งเสริมการแสดงออกของปัจจัยการถอดรหัส EMT รวมถึง Snail, Slug และ Twist การสะสมของ β-catenin ในนิวเคลียสมีความสัมพันธ์กับพฤติกรรมที่ก้าวร้าวและสามารถเป็นเป้าหมายของตัวยับยั้งโมเลกุลขนาดเล็กได้

แบบจำลองมะเร็งปอดเพิ่มเติมรวมถึงเซลล์ NCI-H1299 (300485)ให้ระบบทางเลือกสำหรับการศึกษาการควบคุม EMT ในพื้นฐานทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน

แบบจำลองการรุกรานสามมิติ

การทดสอบการอพยพแบบสองมิติไม่สามารถจับภาพความเป็นจริงแบบสามมิติของการแพร่กระจายในเนื้อเยื่อได้อย่างเพียงพอ สเฟียรอยด์ SK-LU-1 ที่ฝังอยู่ในเจลคอลลาเจนหรือ Matrigel แสดงให้เห็นการแตกหน่อแบบรุกรานซึ่งจำลองขั้นตอนเริ่มต้นของการรุกรานเนื้อเยื่อ

การถ่ายภาพแบบไทม์แลปส์ของทรงกลมที่ฝังอยู่เผยให้เห็นพลวัตของการเกิดเซลล์นำ การรุกรานเป็นกลุ่มเป็นก้อน และการแพร่กระจายของเซลล์แต่ละเซลล์ กระบวนการเหล่านี้สามารถวัดได้โดยการวัดระยะการรุกราน จำนวนหน่อที่รุกราน และเหตุการณ์การหลบหนีของเซลล์เดี่ยว

อุปกรณ์การบุกรุกไมโครฟลูอิดิกให้ค่าความชันทางเคมีที่ควบคุมได้ซึ่งชี้นำการเคลื่อนที่ของ SK-LU-1 ผ่านเมทริกซ์ 3 มิติ แพลตฟอร์มเหล่านี้ช่วยให้สามารถจัดการสภาพแวดล้อมจุลภาคได้อย่างแม่นยำในขณะที่สามารถสังเกตพลวัตการบุกรุกแบบเรียลไทม์ในระดับความละเอียดของเซลล์เดี่ยว

การคัดกรองยาต้านการแพร่กระจายของมะเร็ง

เซลล์ SK-LU-1 ทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มที่แข็งแกร่งสำหรับการระบุสารประกอบที่ยับยั้งกระบวนการแพร่กระจาย การทดสอบการเคลื่อนที่และการบุกรุกสามารถปรับให้เข้ากับรูปแบบการคัดกรองได้อย่างง่ายดาย ทำให้สามารถระบุสารประกอบที่ต้านการแพร่กระจายจากคลังสารเคมีได้

แนวทางที่เน้นเป้าหมายมุ่งเน้นไปที่จุดสำคัญในกระบวนการส่งสัญญาณของการแพร่กระจายของมะเร็ง ซึ่งรวมถึงตัวรับไทโรซีนไคเนส (EGFR, MET), โมเลกุลยึดเกาะ (integrins, cadherins) และเมทัลโลโปรตีนเนสในเมทริกซ์ SK-LU-1 เซลล์มีความไวต่อตัวยับยั้ง EGFR ทำให้มีคุณค่าในการศึกษาผลของการบำบัดแบบมุ่งเป้าต่อลักษณะทางฟีโนไทป์ของการแพร่กระจายของมะเร็ง

ผลิตภัณฑ์ที่แนะนำสำหรับการวิจัยการแพร่กระจายของมะเร็งปอด:

• เซลล์ SK-LU-1 (300335)- แบบจำลองมะเร็งปอดชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมาที่แพร่กระจาย
• เซลล์ A549 (300114)- การควบคุมมะเร็งปอดชนิดเยื่อบุ
• เซลล์ NCI-H1299 (300485)- โมเดลมะเร็งปอด p53-null
• DMEM น้ำตาลกลูโคสสูง (820300a)- สารอาหารเพาะเลี้ยงมาตรฐาน