Флуоресцентные гены рыбы освещают путь к нейробластоме
Новый тип рыбки данио-рерио, производящей флуоресцентные метки в мигрирующих эмбриональных нервных клетках-предшественниках, может помочь исследователю из Университета Райса найти истоки третьего по распространённости педиатрического рака в США.
Роза Урибе, пришедшая в Райс в 2017 году с грантом CPRIT Scholar, создала эту трансгенную рыбу с коллегами из Университета Иллинойса в Чикаго и Калифорнийского технологического института. Статья о ней была опубликована в журнале Genesis.
Линия данио-рерио производит флуоресцентные метки, которые светятся разными цветами в зависимости от активности гена SOX10. Этот ген активен в клетках нервного гребня — временных эмбриональных стволовых клетках, дающих начало многим типам клеток в организме, включая нейроны и хрящи.
У человека клетки нервного гребня являются точкой происхождения нейробластомы, распространённого детского рака. Новая рыбка может дать ключи к пониманию этой болезни.
Ключевой вопрос — остановка деления
SOX10 — один из более чем 20 вариантов SOX-белков, регулирующих быстрое деление клеток в растущих эмбрионах. Эти же белки часто активированы в раковых клетках. Поиск «выключателя» для SOX10 в клетках нервного гребня потенциально может привести к методам лечения рака, где играют роль SOX-белки.
Почему данио-рерио?
- Гены рыб, включая SOX, практически идентичны генам человека, выполняющим те же функции.
- Данио-рерио — хорошо изученный модельный организм.
- Они быстро размножаются и развиваются (новую партию эмбрионов можно изучать ежедневно).
- Их эмбрионы прозрачны, что позволяет наблюдать за процессами in vivo.
Методы исследования
Команда Урибе иммобилизует живые эмбрионы и с помощью различных микроскопов делает снимки для отслеживания развития в течение нескольких часов. Например, клетки нервного гребня, появляющиеся у эмбрионов данио-рерио примерно через 12 часов после оплодотворения, наблюдали до четырёх часов.
Связь с раком: EMT
Клетки нервного гребня претерпевают эпителиально-мезенхимальный переход (EMT) вскоре после образования. Это позволяет им отрываться и мигрировать. EMT важен для эмбрионального развития, но тот же генетический механизм используют многие метастатические раковые клетки, чтобы оторваться и распространиться. Метастазы вызывают более 90% смертей от рака.
Возможность наблюдать клетки нервного гребня с момента их образования до завершения миграции — ключ к их пониманию. Команда будет использовать новую линию клеток вместе с другими, имеющими метки разных цветов для разных генов-репортёров. Также будут создаваться новые линии рыб с помощью CRISPR-Cas9 для тестирования эффектов избытка или недостатка конкретных белков.
Техническое оснащение
В лаборатории семь микроскопов, включая современный роботизированный инструмент, способный автоматически фотографировать до 96 эмбрионов под разными углами. Программное обеспечение позволяет отслеживать отдельные клетки часами, получая данные об их траекториях, скорости и скорости пролиферации.
Финансирование CPRIT было критически важным для закупки оборудования, которое будет использоваться для отслеживания истоков нейробластомы в клетках нервного гребня.