Published July 28, 2017 | Version v1
Publication Open

A cancer stem cell model as the point of origin of cancer-associated fibroblasts in tumor microenvironment

Creators

  • 1. Okayama University
  • 2. Menoufia University
  • 3. National Cancer Centre Japan
  • 4. Wayne State University
  • 5. Indiana University – Purdue University Indianapolis

Description

Abstract Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are one of the most prominent cell types in the stromal compartment of the tumor microenvironment. CAFs support multiple aspects of cancer progression, including tumor initiation, invasion, and metastasis. The heterogeneous nature of the stromal microenvironment is attributed to the multiple sources from which the cells in this compartment originate. The present study provides the first evidence that cancer stem cells (CSCs) are one of the key sources of CAFs in the tumor niche. We generated CSC-like cells by treating mouse induced pluripotent stem cells with conditioned medium from breast cancer cell lines. The resulting cell population expressed both CSC and pluripotency markers, and the sphere-forming CSC-like cells formed subcutaneous tumors in nude mice. Intriguingly, these CSC-like cells always formed heterogeneous populations surrounded by myofibroblast-like cells. Based on this observation, we hypothesized that CSCs could be the source of the CAFs that support tumor maintenance and survival. To address this hypothesis, we induced the differentiation of spheres and purified the myofibroblast-like cells. The resulting cells exhibited a CAF-like phenotype, suggesting that they had differentiated into the subpopulations of cells that support CSC self-renewal. These findings provide novel insights into the dynamic interplay between various microenvironmental factors and CAFs in the CSC niche.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلايا الليفية المرتبطة بالسرطان (CAFs) هي واحدة من أبرز أنواع الخلايا في الحجرة اللحمية للبيئة الدقيقة للورم. تدعم CAFs جوانب متعددة من تطور السرطان، بما في ذلك بدء الورم والغزو والانبثاث. تُعزى الطبيعة غير المتجانسة للبيئة الدقيقة اللحمية إلى المصادر المتعددة التي تنشأ منها الخلايا في هذه الحجرة. تقدم هذه الدراسة أول دليل على أن الخلايا الجذعية السرطانية (CSCs) هي أحد المصادر الرئيسية لـ CAFs في مكان الورم. أنتجنا خلايا شبيهة بـ CSC عن طريق علاج الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة بالفأر مع وسط مشروط من خطوط خلايا سرطان الثدي. أعرب سكان الخلية الناتجون عن كل من CSC وعلامات تعدد القدرات، وشكلت الخلايا الشبيهة بـ CSC المكونة للكرة أورامًا تحت الجلد في الفئران العارية. ومن المثير للاهتمام أن هذه الخلايا الشبيهة بـ CSC شكلت دائمًا مجموعات غير متجانسة محاطة بخلايا شبيهة بالأرومة الليفية العضلية. بناءً على هذه الملاحظة، افترضنا أن CSCs يمكن أن تكون مصدر CAFs التي تدعم الحفاظ على الورم والبقاء على قيد الحياة. لمعالجة هذه الفرضية، حفزنا تمايز الكرات ونقينا الخلايا الشبيهة بالأرومة الليفية العضلية. أظهرت الخلايا الناتجة نمطًا ظاهريًا شبيهًا بـ CAF، مما يشير إلى أنها تمايزت إلى مجموعات فرعية من الخلايا التي تدعم التجديد الذاتي لـ CSC. توفر هذه النتائج رؤى جديدة حول التفاعل الديناميكي بين مختلف العوامل البيئية الدقيقة و CAFs في مكانة CSC.

Translated Description (French)

Résumé Les fibroblastes associés au cancer (CAF) sont l'un des types de cellules les plus importants dans le compartiment stromal du microenvironnement tumoral. Les CAF prennent en charge de multiples aspects de la progression du cancer, y compris l'initiation tumorale, l'invasion et les métastases. La nature hétérogène du microenvironnement stromal est attribuée aux multiples sources d'où proviennent les cellules de ce compartiment. La présente étude fournit la première preuve que les cellules souches cancéreuses (CSC) sont l'une des principales sources de CAF dans la niche tumorale. Nous avons généré des cellules de type CSC en traitant des cellules souches pluripotentes induites par la souris avec un milieu conditionné à partir de lignées cellulaires de cancer du sein. La population cellulaire résultante exprimait à la fois des marqueurs de CSC et de pluripotence, et les cellules de type CSC formant des sphères formaient des tumeurs sous-cutanées chez des souris nues. Curieusement, ces cellules de type CSC formaient toujours des populations hétérogènes entourées de cellules de type myofibroblaste. Sur la base de cette observation, nous avons émis l'hypothèse que les CSC pourraient être la source des CAF qui soutiennent le maintien et la survie de la tumeur. Pour répondre à cette hypothèse, nous avons induit la différenciation des sphères et purifié les cellules de type myofibroblaste. Les cellules résultantes présentaient un phénotype de type CAF, suggérant qu'elles s'étaient différenciées en sous-populations de cellules qui soutiennent l'auto-renouvellement du CSC. Ces résultats fournissent de nouvelles informations sur l'interaction dynamique entre divers facteurs microenvironnementaux et les CAF dans le créneau du CSC.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los fibroblastos asociados al cáncer (CAF) son uno de los tipos de células más prominentes en el compartimento estromal del microambiente tumoral. Los CAF apoyan múltiples aspectos de la progresión del cáncer, incluyendo el inicio del tumor, la invasión y la metástasis. La naturaleza heterogénea del microambiente estromal se atribuye a las múltiples fuentes de las que se originan las células en este compartimento. El presente estudio proporciona la primera evidencia de que las células madre cancerosas (CSC) son una de las fuentes clave de CAF en el nicho tumoral. Generamos células de tipo CSC mediante el tratamiento de células madre pluripotentes inducidas por ratón con medio acondicionado de líneas celulares de cáncer de mama. La población celular resultante expresó tanto CSC como marcadores de pluripotencia, y las células similares a CSC formadoras de esferas formaron tumores subcutáneos en ratones desnudos. Curiosamente, estas células similares a CSC siempre formaron poblaciones heterogéneas rodeadas de células similares a miofibroblastos. A partir de esta constatación, planteamos la hipótesis de que las CSC podrían ser la fuente de los CAF que apoyan el mantenimiento y la supervivencia del tumor. Para abordar esta hipótesis, indujimos la diferenciación de esferas y purificamos las células similares a miofibroblastos. Las células resultantes mostraron un fenotipo similar a CAF, lo que sugiere que se habían diferenciado en las subpoblaciones de células que apoyan la autorrenovación de CSC. Estos hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la interacción dinámica entre varios factores microambientales y los CAF en el nicho de CSC.

Files

s41598-017-07144-5.pdf.pdf

Files (2.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:330a7c33594a2019d426dd16aa8c80d4
2.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نموذج الخلايا الجذعية السرطانية كنقطة منشأ للخلايا الليفية المرتبطة بالسرطان في البيئة الدقيقة للورم
Translated title (French)
Un modèle de cellules souches cancéreuses comme point d'origine des fibroblastes associés au cancer dans le microenvironnement tumoral
Translated title (Spanish)
Un modelo de células madre cancerosas como punto de origen de los fibroblastos asociados al cáncer en el microentorno tumoral

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2737008524
DOI
10.1038/s41598-017-07144-5

Is supplement to
https://openalex.org/W4386836027 (Other)
https://openalex.org/W4313339714 (Other)
https://openalex.org/W4312823718 (Other)
https://openalex.org/W4200547365 (Other)
https://openalex.org/W3205593170 (Other)
https://openalex.org/W3096600782 (Other)
https://openalex.org/W3006386809 (Other)
https://openalex.org/W2362034133 (Other)
https://openalex.org/W2256616461 (Other)
https://openalex.org/W2158770220 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1142787413
  • https://openalex.org/W1596253574
  • https://openalex.org/W1964903539
  • https://openalex.org/W1977335228
  • https://openalex.org/W1981737487
  • https://openalex.org/W1986034385
  • https://openalex.org/W1999183471
  • https://openalex.org/W2016658523
  • https://openalex.org/W2018011096
  • https://openalex.org/W2021164717
  • https://openalex.org/W2028019416
  • https://openalex.org/W2032637470
  • https://openalex.org/W2051218702
  • https://openalex.org/W2053911973
  • https://openalex.org/W2056574134
  • https://openalex.org/W2082222631
  • https://openalex.org/W2092893236
  • https://openalex.org/W2103328690
  • https://openalex.org/W2145763822
  • https://openalex.org/W2152646924
  • https://openalex.org/W2155667408
  • https://openalex.org/W2161214210
  • https://openalex.org/W2170872089
  • https://openalex.org/W2190528488
  • https://openalex.org/W2256616461
  • https://openalex.org/W2347175105