2021年3月28日
胶质瘤干细胞(GSCs)是一类在胶质母细胞瘤(GBM)中起肿瘤起始、血管生成及药物抵抗等关键作用的少量癌细胞,而GBM是最常见且最具破坏性的原发性脑肿瘤。由于GSCs的存在,GBM对大多数单一靶向治疗药物表现出高度耐药性,因此需要高通量筛选方法来鉴定潜在的有效联合治疗方案。本实验方案描述了一种简便的工作流程,可用于快速筛选具有协同作用的潜在联合疗法。该工作流程主要包括建立荧光素酶标记的GSCs、制备基质胶包被的培养板、联合药物筛选、数据分析及结果验证等步骤。
胶质瘤干细胞是胶质瘤中的一类细胞亚群,通常对化疗和放疗具有抗性。本文介绍了一种快速鉴定靶向胶质瘤干细胞(而非已分化胶质瘤细胞)的联合治疗方案的方法。与其他可能繁琐且复杂的方法相比,该方法更为高效。
本方案是一种相对简单且快速的方法,用于鉴定潜在的有效药物组合。首先从培养基中收集胶质瘤干细胞(GSCs),在室温下以70 × g离心3分钟。去除上清液后,在37°C下用Accutase消化细胞4分钟。
使用200微升枪头反复吹打细胞,以解离并重悬细胞沉淀。将神经胶质瘤干细胞(GSCs)以每毫升培养基200,000个细胞的密度接种至12孔培养板的每个孔中,并过夜培养。次日,向每孔中加入30微升的荧光素酶-eGFP病毒上清液。
在25°C条件下,以1000 × g离心细胞两小时,并过夜孵育。次日,通过收集GSCs、离心、移除上清液、重悬于新鲜培养基中并重新接种,更换孔板中的培养基。继续培养细胞48小时。
在荧光显微镜下观察培养板,确认出现 GFP 阳性细胞。使用流式细胞分选仪分选并收集高荧光强度的 GSCs,并进行进一步培养。使用细胞外基质混合物(如 Matrigel)包被 96 孔光学底板,并在 37°C 下孵育 1 小时。
除去多余的混合物,用 PBS 轻轻冲洗培养板一次,然后在每孔包被的培养板中加入 100 微升培养基,以每孔 1000 个细胞的密度接种 XG387-Luc 细胞,并在培养箱中培养过夜。次日,在显微镜下观察细胞,确认其已贴壁。随后,用培养基配制 200 微摩尔的替莫唑胺溶液以及 2 微摩尔的目标药物溶液。
进行联合药物筛选时,移除空白培养基,并向每个孔中加入含有200微摩尔替莫唑胺或2微摩尔靶向药物,或二者联合的培养基,每种处理设三个技术重复。将培养板置于37摄氏度、5%二氧化碳条件下孵育三天。使用IVIS Spectrum成像系统拍摄培养板中细胞生物发光的图像。
使用内置软件创建多个圆形感兴趣区域,并对细胞生物发光进行定量。为了筛选可能增强替莫唑胺抗胶质母细胞瘤效应的潜在候选药物,通过药物组合筛选分析了20种靶向选择性小分子抑制剂。13种靶向制剂的敏感性指数值高于零,其中5种高于0.1。
两种候选药物UMI-77和A 83-01的敏感性指数均高于0.25,提示它们具有与替莫唑胺协同作用的潜力。通过六浓度×六浓度剂量滴定矩阵的抗增殖实验,评估了替莫唑胺与UMI-77联合治疗的效果。联合用药指数值均小于1。
在不同浓度的替莫唑胺与UMI-77联合作用下,大多数组合的高单药值均大于零,表明替莫唑胺与UMI-77在XG387和XG328 GSCs中均表现出总体协同作用。该方案也可通过简单去除培养板包被步骤,应用于贴壁癌细胞的药物组合筛选。
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本文介绍了一种简化的实验方案,用于快速鉴定靶向胶质母细胞瘤(GBM)中胶质瘤干细胞(GSCs)的协同药物组合。该工作流程利用荧光素酶标记的GSCs、基质胶包被的培养板以及基于高通量生物发光的筛选方法,评估联合治疗方案的有效性,旨在克服GSCs对传统治疗的耐药性。
快速鉴定靶向胶质瘤干细胞(GSCs)的协同药物组合,解决了胶质母细胞瘤(GBM)治疗开发中的关键瓶颈。该工作流程可实现高通量、定量化的筛选,从而降低针对高度耐药的肿瘤起始细胞的联合治疗策略风险。在研发早期阶段整合此类筛选,有助于提高对GBM及其他难治性癌症的疗效预测性和候选药物组合的筛选决策信心。
该筛选工作流程通过实现对患者来源的胶质瘤干细胞(GSCs)中药物协同作用的快速、定量评估,连接了早期发现与先导化合物识别。其结果可为胶质母细胞瘤(GBM)联合疗法的临床前优先级排序及转化生物标志物策略提供依据。