腔道表皮幹細胞為前列腺癌之來源細胞--A luminal epithelial stem cell that is a cell of origin for prostate cancer--part 5

CARNs 的單一細胞移植


接下來, 我們要了解是否 CARNs 可以在單一或是數個連鎖標記的 CARNs 移植中,重建前列腺組織 (fig 3a 和 supp. fig 4)

supp. fig 4

要檢測單一連鎖標記的 CARNs, 我們從散落懸的前列腺分離出個別的 YFP⁺ 細胞, 接著和老鼠的尿道間質細胞重組並且在免疫缺陷的小鼠上做賢臟移植 (supp fig 5 a-f). 結果發現移植重建的前列腺管的表皮細胞全部都含有 YFP⁺ 和 腔道標記的表現 (E-cadherin, CK18 and androgen receptor), 基底標記 (p63 and CK5) 或是神經內分泌標記 (synaptophysin) (fig 3b-h 和 supp fig 5g), 特別是, 這些管道生成分泌性的蛋白並表現Nkx3-1, 這是前列腺特有的 (fig 3c, i). 再者, 我們確認了這些組織在移植後形成, 可以從細胞核的形態確認是老鼠原生的 (supp fig 6). 值得注意的是, 連鎖標記的 YFP⁺ 細胞單一細胞移植的成功率是明顯大於 YFP^- 控制組的 (fig 3j).

Nkx3-1 調節源細胞的維持

因為 Nkx3-1 的表現可以標記 CARNs 群聚, 所以我們接著探究 Nkx3-1 是否可以調節源細胞的維持及/或分化. 首先我們測試 BrdU 標誌的殘留細胞 ( BrdU label-retaining cells, LRCs) 是否會受到 Nkx3-1 去活化, 因為在很多組織裡這種長期生長停滯細胞富含源細胞. 在前列腺, 這類 LCRs 在重建時, 可以用 BrdU pulse-chase 標誌 (fig 4a).

fig 4
在第五度再生時有1.4 %的表皮細胞仍為 BrdU標記的狀況, 有14%的 CARNs也是有BrdU標記的 (fig 4b-d), 這表示, 有一部分的  CARNs 仍然為 LRCs. 其次, 在 Nkx3-1 突變的小鼠經過五度再生後, LRCs 的比例明顯的少於野生型, 這表示, 前列腺表皮細胞的源細胞減少了(fig. 4e-g). 
我們也觀察在 Nkx3-1 突變者的在五度連續的重建後, 其表現型的改變, 包括前列腺前端的體積相對於野生型要小 (fig 4h). 在組織學的層次上, Nkx3-1同型合子的增生組織的特徵和 PIN 表現型和異型合子小鼠在五度的連續再生後被部分抑制了, 然而在野生型控制組中, 沒有發現任何不正常, 相同的情況在三度再生的實驗中也有發現 (supp. fig 7, 8). 值得注意的是, 在 Nkx3-1^-/- 連續再生的生長指數和控制組差不多 (Supp fig. 8h, i), 相對的, 在完整的Nkx3-1同型合子中, 生長是增加的, 總而言之, 這些發現表示 Nkx3-1 是在連續再生時維持前列腺幹細胞所必需的.

supp. fig 7

supp fig 8