靶向黑色素细胞和黑色素瘤干细胞:8-羟基-2-二丙氨基四氢萘的作用研究

Targeting melanocyte and melanoma stem cells by 8-hydroxy-2-dipropylaminotetralin.

作者信息Jonathan G Bonchak, Jonathan M Eby, Kristin A Willenborg, David Chrobak, Steven W Henning, Anna Krzywiec, Steven L Johnson, I Caroline Le Poole
PMID25132642
发布时间2014-12-08
DOI10.1016/j.abb.2014.07.033

实验完整度

包含细胞活力检测(MTT)、流式细胞术分析干细胞标记、离体人皮肤外植体实验、小鼠体内脱色素实验及免疫组化验证,多层级证据且包含功能验证。

主要模型

原代人黑色素细胞(Mf12386等) 人黑色素瘤细胞系(624.38、M14、888) 小鼠黑色素瘤细胞系(B16) C57BL/6小鼠模型 人皮肤外植体

重点核对

细胞培养中药物处理浓度:MBEH和8-DPAT处理细胞的使用浓度(250μM、500μM)及处理时间(24小时) 离体人皮肤外植体实验:MBEH或8-DPAT的处理浓度(高达250mM)及处理时间(48小时) 小鼠体内实验:MBEH和8-DPAT的浓度(分别为225mM和450mM)及给药方式(局部涂抹,100μl) 干细胞鉴定标志物:CD34、CD271、Pax3三阳性细胞群 实验重复数和对照组:细胞实验设三次重复,小鼠每组5只,设置空白对照组

摘要

氢醌单苄醚(MBEH)对黑色素细胞具有细胞毒性,但其治疗疗效受限于无法根除干细胞。相比之下,8-羟基-N,N-二丙基-2-氨基四氢萘(8-DPAT)影响黑色素细胞干细胞的存活。将MBEH和8-DPAT加入黑色素细胞和黑色素瘤细胞中比较细胞毒性。通过流式细胞术使用CD34、Pax3和CD271标记物测定存活细胞中的干细胞含量。免疫染色用于鉴定经MBEH或8-DPAT离体处理的人皮肤外植体中的干细胞。小鼠暴露于MBEH或8-DPAT,在取皮肤前扫描脱色素情况。MBEH暴露导致培养的黑色素细胞和黑色素瘤细胞中干细胞相对增加,因为处理优先消除分化细胞而保留干细胞。然而,在黑色素细胞和黑色素瘤细胞培养物中,暴露于8-DPAT后,这一剩余富集的干细胞群的活力迅速降低。在人皮肤外植体中,8-DPAT处理后黑色素细胞干细胞的丰度也明显减少,与MBEH处理的组织形成对比。同时,在体内,局部应用MBEH可观察到小鼠毛色显著脱色素和分化黑色素细胞减少,而8-DPAT无此效果。延长后一种药物的应用反而似乎有效减少真皮中黑色素细胞干细胞的丰度。这进一步支持MBEH和8-DPAT靶向互补细胞群的观点。结果表明,联合治疗可能通过消除分化和肿瘤起始群体而表现出更高的治疗活性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
MBEH和8-DPAT是否分别靶向黑色素细胞和黑色素瘤中的分化细胞与干细胞,从而可能联合用于治疗色素性疾病?
核心机制
MBEH通过靶向成熟黑色素细胞发挥作用,而8-DPAT通过影响黑色素细胞干细胞的存活,两者靶向互补的细胞群体。
主要证据
体外MTT实验显示MBEH显著降低黑色素细胞活力,8-DPAT则显著减少Pax3/CD34/CD271三阳性干细胞;人皮肤外植体实验中8-DPAT减少干细胞约39%(p=0.036);小鼠实验中MBEH引起明显脱色素(p<0.05),而8-DPAT减少Pax3阳性细胞。
研究意义
研究提示MBEH和8-DPAT联合应用可能通过同时消除分化和肿瘤起始细胞群体,为色素性疾病如白癜风和黑色素瘤的治疗提供新策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞活力检测

比较MBEH和8-DPAT对黑色素细胞和黑色素瘤细胞活力的影响

使用MTT法检测不同浓度(250μM和500μM)MBEH和8-DPAT处理24小时后黑色素细胞和黑色素瘤细胞的活力。

2

干细胞含量分析

评估8-DPAT对黑色素细胞和黑色素瘤细胞中干细胞群的影响

用流式细胞术分析经8-DPAT(500μM)处理24小时后,Pax3+CD34+CD271+三阳性干细胞比例的变化。

3

离体人皮肤外植体实验

验证8-DPAT是否能在人皮肤组织中穿透并减少黑色素细胞干细胞

将人包皮组织培养,局部施加MBEH或8-DPAT(高达250mM)48小时,通过免疫荧光染色检测Pax3和CD271共表达细胞数量。

4

小鼠体内脱色素实验

比较MBEH和8-DPAT在小鼠体内对色素沉着和干细胞的影响

C57BL/6小鼠腹部脱毛后,每隔一天涂抹MBEH(225mM)、8-DPAT(450mM)或赋形剂,共3周,评估脱色素程度,并通过免疫组化检测Trp1和Pax3阳性细胞。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

细胞活力检测
组织学分析
图像分析

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基----
MTT试剂盒Bioassay system--
抗Trp-1抗体(克隆Ta99)Covance--
抗Pax3抗体Bioss--
抗CD271抗体(克隆C40-1457)BD Biosciences--
抗CD34抗体(克隆581)BD Biosciences--
8-羟基-2-二丙氨基四氢萘Sigma-Aldrich--
氢醌单苄醚Sigma-Aldrich--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与药物处理
细胞类型、培养条件、药物浓度(250μM、500μM)、处理时间(24小时)
阅读提示:参见Methods中的Cytotoxicity assay和Cell culture部分
干细胞鉴定
标志物(Pax3、CD34、CD271)及流式细胞术参数
阅读提示:参见Methods中的Stem Cell Identification部分
离体人皮肤外植体实验
皮肤来源、组织培养条件、药物浓度(高达250mM)、处理时间(48小时)
阅读提示:参见Methods中的Organotypic culture of treated human skin部分
小鼠体内实验
小鼠品系(C57BL/6)、年龄、性别、给药浓度(MBEH 225mM、8-DPAT 450mM)、给药频率(每隔一天)、持续时间(3周)
阅读提示:参见Methods中的Mouse Model和Preparation of Bleaching Agents and Treatment部分