Krooninen sairaus

tiivistelmä

esiintyvyys kivesten itusolutuumorien (TGCT), yhteinen kiinteä kudos maligniteetti nuorilla miehillä, on vuosittain kasvavan hälyttävästi 3%. Koska suurin osa kivesten syövät ovat peräisin sukusoluista vaiheessa muutosta alkuitusolupopulaatiosta (PGC) osaksi gonocytes kasvu syyksi on äidin /sikiön altistus ympäristötekijöistä. Tutkimme vaikutukset estrogeenin (dietyylistilbestroli, DES), antiandrogeeni (flutamidi), tai säteilyn ilmaantuvuuden kivesten sukusolujen kasvaimia geneettisesti alttiita 129.MOLF-L1 (L1) kongeeniset hiiret altistamalla heidät näille aineille päivinä 10.5 ja 11.5 raskauden. Kumpikaan flutamidi eikä DES tuotetaan havaittavissa nousua kives syövän ilmaantuvuus 4 viikon iässä. Sen sijaan kaksi annosta 0,8-Gy säteilyn lisääntynyt ilmaantuvuus TGCT 45%: sta 100%: jälkeläisissä. Prosenttiosuus hiiriä kahdenvälisten kasvaimia, painot kivekset kanssa TGCT, sekä prosenttiosuus kasvaimia, jotka olivat selvästi teratomas olivat korkeammat säteilytettyjen hiirien kuin verrokeilla, mikä osoittaa, että säteilytys indusoi aggressiivisempia kasvaimia ja /tai enemmän pesäkkeitä aloittamisesta sivustoja kussakin kives. Tämä säteilyannos ei häiritse siittiöiden, mikä oli laadullisesti normaali kasvaimettomina kivekset, vaikka ne oli pienentynyt. Tämä on ensimmäinen todiste induktion kivessyöpä ympäristötarkastussuunnitelmaan agentin ja ehdottaa, että mies sikiö naisten altistuneet säteilylle noin 5-6 viikkoa raskaus saattaa olla lisääntynyt riski sairastua kivessyöpä. Lisäksi se tarjoaa uuden työkalun tutkimiseen molekyyli- ja solutason tapahtumia kivessyöpä synnyssä.

Citation: Shetty G, Comish PB, Weng CCY, Matin A Meistrich ML (2012) Sikiön säteilyaltistumisesta indusoi Kivessyöpä geneettisesti alttiissa hiirissä. PLoS ONE 7 (2): e32064. doi: 10,1371 /journal.pone.0032064

Editor: Austin John Cooney, Baylor College of Medicine, Yhdysvallat

vastaanotettu: 28 lokakuu 2011; Hyväksytty: 19 tammikuu 2012; Julkaistu: 13 helmikuu 2012

Copyright: © 2012 Shetty ym. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä työ tukivat Florence M. Thomas professorin Cancer Research (Marvin L Meistrich) ja Cancer Center Support Grant CA 16672 National Institutes of Health. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Kivesten itusolukasvaimet (TGCT) ovat yleisimpiä pahanlaatuinen kasvain valkoihoinen vuotiaiden miesten välillä 15 ja 40 vuotta. Ihmisen TGCTs pääosin luokiteltu histologisesti osaksi seminomas, jotka muistuttavat alkuitusolujen (PGC), ja ei-seminomas, jotka ovat joko erilaistumaton (alkion karsinooma) tai eriytetty osoittavat alkion (teratoma) tai extra-alkion (ruskuaispussista) kuviointi [1 ]. Teratomat on tunnusomaista erilaistumisen monipuolisista solujen ja kudosten tyyppejä. Mediaani-ikä puhkeamista eri kasvaintyypeille eroaa seminomas aiheutuvat noin 35 vuotta, useimmat ei-seminomas 25 vuotta, ja useimmat teratomas ja ruskuaispussi kasvaimia noin 1,5 vuotta. Kun taas kasvaimet esiintyvät aikuiset edeltää karsinooma in situ (CIS), jotka sisältävät soluja läheisesti muistuttavat gonocytes, ne esiintyvät lapset eivät edeltää CIS [2]. Huolimatta näistä eroista todisteet tukevat yhteinen taustalla patogeneesi näiden kasvainten, kuten vastaavia kromosomipoikkeamia, monistettiin kromosomaalisia alueita, ja ilmentyminen pluripotenttisuuden geenien [3]. Kaikki nämä kasvaimet ovat peräisin solujen ominaisuuksista Alkuitusolujen (PGC) tai gonocytes, vaikkakin eri kehitysvaiheissa arvioidaan laajuutta poistaminen alkuperäisestä biparental painamista tai uudempi perustamiseen isän painamista.

on ollut vuotuinen lisäys 3% ilmaantuvuuden TGCTs nuorilla valkoihoinen miehiä kaikkialla maailmassa viimeisten 50 vuoden aikana [4], mutta syyt ovat vaikeasti. Selvittäminen syynä tähän nousu on tärkeää mahdollista ehkäisyyn tai käänteinen kasvusta.

Koska kivessyöpä solut ovat peräisin alkuitusoluista (PGC) tai gonocytes [2] kasvu syyksi on äidin ja sikiön vastuut ympäristötekijät, jossa eniten huomiota kiinnitettävä hormonaalisten haitta kuten estrogeenit ja antiandrogens [5], [6], [7]. Ionisoiva säteily, tunnettu karsinogeeni [8], joka lisää esiintymistä lapsuuden ja muiden aikuisten syövistä yksilöissä alttiina sikiön kehityksen aikana [9], [10], on saanut vain vähän tutkimusta. Yksi tapauskontrollitutkimuksessa teki osoittavat, että altistuminen ionisoivalle säteilylle raskauden aikana lisäsi riskiä kivessyöpä koirasjälkeläisten [11].

Ainoa hiiren malli TGCT on spontaani teratomas alun perin havaittiin 129 /Sv hiirillä [12]. Ne näyttävät muistuttaa eniten infantiili TGCTs ihmisen koska sukusoluissa nopeasti kehittyä kasvaimia syntymän jälkeen. Kuitenkin, kuten kaikkien ihmisten TGCT tyyppejä, hiiren teratomas peräisin myös PGC: t tai gonocytes. Lisäksi puutteita samat geenit, kit-ligandi (KITL) ja Dmrt1, merkittävästi lisätä ilmaantuvuus teratoma hiirissä [13], [14], ja niihin liittyy tai altistaa ihmiset aikuisen TGCTs [15], [16 ]. Nämä esimerkit osoittavat, että tämä hiiri teratoma malli voi olla merkitystä aikuisten muotoja ihmisen kivessyöpä samoin, vaikka on epäilyksiä tällaisen ekstrapolaation [1].

129 /Sv-hiirten, noin 3- 10% kehittyy spontaani TGCTs. Kongeeniset hiirillä on 129 pohjalla on kehitetty; ne, jotka sisältävät kaikki kromosomin 19 johdettu Molf kannasta on 80% ilmaantuvuus TGCTs [17] ja niitä kuljettavien osien kromosomin 19 näytön eritasoisia kasvaimen esiintymistiheys [18], [19]. Nykyisessä tutkimuksessa käytimme 129.MOLF-L1 (L1) kongeeniset kanta, jolla on raportoitu 30% ilmaantuvuus TGCTs, maksimoida teho tutkimuksen. Käytimme tätä hiirimallissa testata vaikutusta estrogeenin, antiandrogeeni ja ionisoiva säteily altistumisen TGCT esiintymistä. Vastuut tehtiin klo E10.5 ja 11,5 joka on heti alkuitusolujen (PGC) asuttaa sikiön sukurauhasten, ja käyvät läpi laajoja epigeneettisellä muutokset tukahduttaa niiden mahdollisuudet palata pluripotenssissa tilassa ja sitouttaa heidät sukusolujen kehitystä [20 ].

tulokset

tutkinut, mitä vaikutuksia hoitojen kanssa estrogeenin (dietyylistilbestroli, DES), antiandrogeeni (flutamidi), tai säteilytyksen esiintyvyys TGCT eläinmallissa. Olemme altistuneet raskaana L1 naaraiden tekijöille päivinä 10,5 ja 11,5 raskauden.

ei ollut vaikutusta flutamidia, DES tai Säteilytyksen lisääntymiskyky patojen (taulukko 1). Tämä vahvistettiin saman verran hiirien tuottamiseen jälkeläisten onnistuneen pariutumisen ja vertailukelpoinen poikueet käsitellyssä ja kontrollivaloissa patoja.

Testes kerättiin miehen jälkeläisistä ja monet niistä sisälsi silmin havaittavat kasvaimet (kuvio 1A ja B). Histologinen tutkimus vahvisti, että useimmat näistä olivat teratomas kudoksia useista ihon alkuperää, mutta jotkin sisälsivät vain neuroepithelial soluja (kuvio 1 C ja D). Flutamidi ei merkittävästi lisätä niiden esiintymistä koko TGCTs (30% kivekset oli kasvaimia vs. 21% kontrolli). Se ei kuitenkaan lisätä hieman ilmaantuvuutta TGCTs, jotka varmistettiin olevan teratomas läsnäolo useiden ihon alkuperää solutyyppejä (24% kivesten vs. 14% ohjaus,

P

= 0,04) (taulukko 2 ).

Kivesten morfologia osoittaa kahdenvälistä (A) ja yksipuolinen (B) TGCTs peräisin säteilytettyjen hiirillä. Huomaa, että kives ilman TGCT jälkeen

kohdussa

säteilyaltistuksen (B) on pienempi kuin normaali käsittelemätön kiveksissä peräisin 4 viikon ikäinen hiiri (lisätä ja B). Kives kohdat näytetään teratoma sisältäviin kudoksiin ilmeisesti useilta ihon alkuperää tunnistetaan morfologia (C), ja TGCT sisältävät vain neuroepithelial soluja (NE) (D). CA: rusto; BM: luuydin; MS: lihas, EEP: endodermaalisissa epiteelin. ST: siementiehyiden tubule; BV: verisuoneen. Kohdat kiveksistä 4-viikkoa vanhojen säteilytettyä (E) ja säädin (F) hiiret ilman TGCT esittää laadullisesti normaalin spermatogeneesin. Bar: 0,5 cm A B, ja 50 mikrometriä C-F.

annos DES annettu oli tehokas vaikuttavat alkion koska se aiheutti piilokivekset 16%: kivekset. Kuitenkin, ei ollut mitään viitteitä siitä, että se aiheuttama syöpä (vain 3 24 kivesten analysoitu sisälsi TGCTs). Vastaavasti tutkimuksessa, johon osallistui raskaana olevien 129 Hiirillä annos etinyyliestradiolin että lisääntynyt piilokivekset jälkeläisissä ei aiheuttanut merkittävää muutosta ilmaantuvuuden teratomas [21].

Sen sijaan, säteilytys urokset sikiön kehityksen aikana kaksi annosta, kumpikin 0,8 Gy, johti TGCTs 80% kivekset (verrattuna 28% vuonna valvonta) ja 100%: n koirasjälkeläisten (taulukko 2). Numerot Hiirten yksipuoliset ja kahdenvälistä kasvaimia kaikissa ryhmissä olivat binomijakautuneita, vahvistaa aikaisemman raportin, että esiintyminen kasvaimen kussakin kiveksissä oli riippumaton tapahtuma [18]. Painot kivekset kanssa TGCTs ja prosenttiosuus kasvaimia, jotka vahvistettiin teratomas olivat korkeammat säteilytettyjen hiirien kuin verrokeilla, mikä osoittaa, että säteilytys indusoi aggressiivisempia kasvaimia ja /tai enemmän pesäkkeitä aloittamisesta sivustoja kussakin kiveksissä.

kaksi säteilyannokset 0,8 Gy ei häiritse siittiöiden, mikä oli laadullisesti normaali kivesten jotka eivät sisältäneet teratoma (kuvio 1 E ja F). Nämä kasvaimettomina kivekset päässä säteilytettyjen hiirien oli vähentänyt painojen verrattuna kontrolleihin (taulukko 2), mikä viittaa siihen, että säteilytys oli aiheuttanut joitakin menetys tai proliferaation estossa PGC ja /tai somaattisten solujen.

Keskustelu

Tässä tutkimuksessa olemme yksiselitteisesti osoittaneet, että sikiön säteilyaltistus aikana E10.5-E11.5 indusoi kivesten sukusolujen syövät, joista useimmat osoittavat useita ihon alkuperää tyypillinen teratoomat, geneettisesti herkkien hiirimallissa. Tämä on ensimmäinen osoitus induktion kivessyöpä ympäristötarkastussuunnitelmaan agentti altistuessaan aikana alkion ajan. Edelleen luonnehdinta mallin määrittää optimaalisen valotusajan tai aikavälein, annos-vaste, ja vaikutukset vähemmän altis hiirilajilla tarvitaan käynnistämään mekaaniset tutkimukset ja riskin arviointia.

havainneet, että säteily kasvanut dramaattisesti ilmaantuvuus kivessyöpä hiirillä tarjoaa uuden työkalun tutkia mekanismia, jolla PGC: t palautuvat pluripotenttien alkion soluihin. Kun hiiri PGC saapuu sukurauhasten osoitteessa E10.5, ne ovat potentiaalisesti pluripotentteja. Kuitenkin päivällä 15,5, he ovat gonocytes ja ovat tukahdutti ilmentymistä pluripotenttisuuden geenien (

Oct4, Nanog

,

Sox2

) käynyt läpi solusyklin pysähtymisen, ilmaisevat sukusolujen geenien (

Nanos3, Dazl, Dnd1, Mvh

) [22], [23], ja ovat sitoutuneet sukusolujen itseuudistumisen ja erilaistumista polku [12]. Välillä päivää E10.5 11.5 ne tehdään epigeneettisellä muutoksia, jotka sisältävät sekä maailmanlaajuista DNA demetylaatio johon kuuluu yhden säikeen katkoksia (SSBs) ja aktivointi base-Leikkauskorjauksessa koulutusjakson kromatiinin lokalisointia osallistuvien proteiinien sekä chromatin remodeling katoamis- ja korvaaminen histonien ja muutosten niiden muutokset [24]. Ionisoiva säteily itsessään indusoi suuremman määrän SSBs ja tuottaa vaurioitunut emäksiä. Tämä säteily-indusoitua vahinko voi häiritä signalointireittejä liittyy endogeenisen SSBs ja pohja-Leikkauskorjauksessa säätelevä tämän epigeneettisiä muutosta ja jotta solut säilyttää pluripotenttisuuden kuten alkion kantasolujen kaltaisia ​​soluja, jotka myöhemmin muodostavat TGCTs.

Aiemmin geneettisten muutosten sukusolut, kuten

ter

mutaatio

Dnd1

geeni [25], menetys

Dmrt1

[14], tai menetys

PTEN

[26] tuotti yleisyydestä TGCTs (erityisesti teratomas) hiirillä. Analyysi muutokset näiden geenien ilmentymistä tai geenituotteiden PGC ja gonocytes alkioiden säteilytettyjen hiirien voisi selvittämiseksi mekanismi, jolla säteily vaikuttaa aiheuttavan kasvaimia.

Vaikka ekstrapolointi teratomas hiirillä kuin satunnaista kiveskasvaimia nuorilla aikuisilla ihmisen miehillä on yhä kiistanalainen, esillä tuloksia

kohdussa

säteilytys hiirten viittaavat siihen, että mies sikiö naisten altistuneet säteilylle noin 5-6 viikkoa raskaus saattaa olla suurentunut riski sairastua kivessyöpä. Kohorttitutkimukset tuskin voi testata onko yhdistyksen välillä altistuminen ja kiveksen syöpä lähtien X-ray annoksina diagnostisissa menetelmissä ovat laskeneet [9], numerot raskaana populaatioissa altistuvat säteilylle pieniä [10] , on todennäköistä rajallinen kehitykseen ikkuna herkkyyden ilmaantuvuus kiveksen syöpä ihmisen on alhainen, ja vuosikymmenten välisen ajan altistumisen ja kasvainten. On kuitenkin olemassa yksi raportti yhdistyksen välillä äidin ionisoivaa säteilyä raskauden ja kivessyöpä niiden jälkeläisten [11]. Saadun tiedon noin mekanismeista ionisoivan säteilyn aiheuttamista kivessyöpä hiirillä voidaan käyttää tunnistamaan muiden ympäristötekijöiden tai elämäntapaan liittyvien tekijöiden, jotka voivat aiheuttaa samanlaisia ​​vaurioita sikiön sukusoluissa ja vastaa nykyisen kasvaa kivessyöpä esiintyvyys miehillä.

Materiaalit ja menetelmät

Hiiret ja jalostus

äskettäin kuvattu sisäsiittoinen, kongeeniset hiirikanta 129.MOLF-L1 [19], jota kutsutaan L1 käytettiin. Nämä peräisin risteyttämällä 129 (129S1 /SvImJ) -kanta ja Molf /Ei sisäsiittoiset hiiret

Mus m. molossinus

hiiri alalaji. Luominen L1 hiirillä 129 consomic hiirten Molf-CHR 19 hiiret takaisinristeytettiin 129, valikoimalla 7,6 Mb alue päässä Molf kromosomista 19, ja sitten tehdään homotsygoottinen Molf johdettujen alueeseen intercrossing jälkeläiset. Noin 30% L1 miehillä ilmoitettiin kehittää spontaaneja kiveskasvaimia ja Molf geenit vaikuttavat tämän korkean kasvaimen esiintymistiheys ei vielä tunneta [19].

Ajastettu pariutumista suoritettiin paria L1 hiirillä. Raskaana naaraat päivinä 10,5 ja 11,5 raskauden hoidettiin kaksi päivittäistä annosta kemiallista tai fyysistä tekijää kuten alla on kuvattu. Joissakin tapauksissa naarasta käytettiin toisen tai kolmannen kierroksen hoitoja aikana peräkkäisen raskaudet odotusajan muutaman viikon välillä raskauksia. Tällaisissa tapauksissa useita hoitoja, kantavien naaraiden saivat joko sama aine tai he saivat kontrollikäsittely kussakin raskaus.

Kaikki koetoimenpiteet hyväksyttiin MD Anderson Cancer Center Institutional Animal Care ja käyttö komitea hyväksyi protokollan numeroita 110712631 ja 110712632. Kaikki sijoitus- eläimet rekisteröidään USDA ja akkreditoitu American Association for Accreditation of Laboratory Animal Care.

Hoidot

FLUTAMIDE.

flutamidi (Sigma Aldrich, St. Louis, MO), liuotettuna seesamöljyä /absoluuttisella etanolilla (01:01), annettiin ihonalaisesti 2 annosta 40 mg /kg. Tämä annos on osoitettu estävän androgeenitoiminnan uroshiirillä [27] ja se on korkeampi kuin ihmisen päivittäinen kliininen suun annoksena -10 mg /kg.

dietyylistilbestroli (DES).

DES (Sigma Aldrich, St. Louis, MO), liuotettiin maissiöljyyn, annettiin ihon alle kaksi annosta 5 ug /kg. Ohjaus raskaana hiiret saivat vain ajoneuvon. Perustuen aiemman raportin [28], suoritimme alkuperäisen kokeiluja kaksi annosta 20 mikrog /kg, mutta vähensi annoksen jälkeen monet raskaana naaraiden ei antanut jälkeläisiä.

Säteily.

raskaana nainen L1 hiiriä säteilytettiin Co

60-gammasäteilyä (Eldorado 8 säteily yksikkö, Atomic Energy of Canada Ltd., Ottawa, Kanada). Enintään 3 Nukuttamattomat hiirten kerrallaan pantiin ilmastoituun metakrylaattia laatikko (4,1 cm x 11,7 cm x 8,2 cm) on pohjalla, vähintään 13 cm puristettua puuta, etäisyydellä 80 cm säteilylähteestä. Kanssa kentän koko 20 x 20 cm, annos 0,8 Gy koko kehon säteilyä annettiin 10-11 AM päivinä 10,5 ja 11,5 raskauden annoksella nopeudella noin 70 cGy /min. Ohjaus L1 padot samasta jalostukseen siirtomaa ei saanut mitään näistä hoidoista tai manipulointia ja koirasjälkeläisten näistä hiiristä analysoitiin samanaikaisesti kuin käsitellyn niistä.

Analysis

kohdussa

alttiina ja hallita miehen jälkeläisiä FLUTAMIDE varsi lopetettiin iässä 4-5 viikkoa; paljaana ja valvontaa uroksia säteilyn ja DES aseiden uhrattiin iässä 4 viikon ajan. Tällä kertaa valittiin, koska kasvaimia L1 hiiriä tarkkailtiin visuaalisesti tämänikäisiin [19]. Kivekset tutkittiin tuumorien läsnäolon silmämääräisesti ja kiinnitetään sitten Bouinin liuokseen histologista tutkimusta varten. Koska joitakin pieniä kasvaimia eivät olleet ilmeisiä silmämääräisen tarkastuksen kaikista kasvaimista tunnistettiin analysoimalla hematoksyliinillä ja eosiinilla-värjättiin 5-um: n leikkeitä. Kasvaimista kudosten useilta ihon tyyppejä kirjattiin teratomas. Aina, alkuperäisen kiveksissä jakso sisälsi vain syöpä- neuroepithelial soluja, lohkot olivat uudelleen leikattiin tunnistamiseen tai poissulkemiseksi muiden syöpäkudoksen tyyppejä muissa paikoissa.

Tilastollinen analyysi

Tiedot esitetään keskiarvona ± SEM. Merkitys erot kiveksissä painot hiiristä samanikäisiä arvioitiin Studentin

t

-testi. Merkitys eroja taajuutta TGCTs välillä käsiteltyjen ja kontrolli hiirten määritettiin käyttäen Chi-square test.

Kiitokset

Kiitämme Walter Pagel (MD Anderson Cancer Center) varten editointiavun .