Published January 1, 2019 | Version v1
Publication Open

The Development and Applications of a Dual Optical Imaging System for Studying Glioma Stem Cells

Creators

  • 1. Buddhist Tzu Chi Medical Foundation
  • 2. Taipei Tzu Chi Hospital
  • 3. Tzu Chi University
  • 4. Taipei Medical University Hospital
  • 5. Taipei Medical University
  • 6. Academia Sinica
  • 7. Wan Fang Hospital
  • 8. Taipei Medical University-Shuang Ho Hospital
  • 9. Ho Chi Minh City Medicine and Pharmacy University
  • 10. Genomics Research Center, Academia Sinica
  • 11. National Defense Medical Center

Description

Glioblastoma multiforme represents one of the deadliest brain tumor types, manifested by a high rate of recurrence and poor prognosis. The presence of glioma stem cells (GSCs) can repopulate the tumor posttreatment and resist therapeutics. A better understanding of GSC biology is essential for developing more effective interventions. We established a CD133 promoter-driven dual reporter, expressing green fluorescent protein (GFP) and firefly luciferase (CD133-LG), capable for in vitro and in vivo imaging of CD133+ GSCs. We first demonstrated the reporter enabled in vitro analyses of GSCs. DBTRG-05MG (Denver Brain Tumor Research Group 05) carrying CD133-LG (DBTRG-05MG-CD133-LG) system reported increased GFP/luciferase activities in neurospheres. Additionally, we identified and isolated CD133+/GFP+ cells with increased tumorigenic properties, stemness markers, Notch1, β-catenin, and Bruton's tyrosine kinase (Btk). Furthermore, prolonged temozolomide (TMZ) treatment enriched GSCs (reflected by increased percentage of CD133+ cells). Subsequently, Btk inhibitor, ibrutinib, suppressed GSC generation and stemness markers. Finally, we demonstrated real-time evaluation of anti-GSC function of ibrutinib in vivo with TMZ-enriched GSCs. Tumorigenesis was noninvasively monitored by bioluminescence imaging and mice that received ibrutinib showed a significantly lower tumor burden, indicating ibrutinib as a potential GSC inhibitor. In conclusion, we established a dual optical imaging system which enables the identification of CD133+ GSCs and screening for anti-GSC drugs.

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

Translated Description (Arabic)

يمثل الورم الأرومي الدبقي متعدد الأشكال أحد أكثر أنواع أورام المخ فتكًا، ويتجلى ذلك في ارتفاع معدل التكرار وسوء التشخيص. يمكن أن يؤدي وجود الخلايا الجذعية للورم الدبقي (GSCs) إلى إعادة إسكان الورم بعد العلاج ومقاومة العلاجات. يعد الفهم الأفضل لبيولوجيا سلسلة الإمداد العالمية أمرًا ضروريًا لتطوير تدخلات أكثر فعالية. أنشأنا مراسلًا مزدوجًا يحركه معزز CD133، معبرًا عن البروتين الفلوري الأخضر (GFP) و لوسيفيراز اليراع (CD133 - LG)، القادر على التصوير في المختبر وفي الجسم الحي لـ CD133+ GSCs. أظهرنا أولاً تمكين المراسل في المختبر لتحليلات سلاسل الإمداد العالمية. أبلغت DBTRG -05MG (مجموعة أبحاث دنفر لأورام الدماغ 05) التي تحمل نظام CD133 - LG (DBTRG -05MG - CD133 - LG) عن زيادة أنشطة GFP/luciferase في المجالات العصبية. بالإضافة إلى ذلك، حددنا وعزلنا خلاياCD133 +/ GFP+ ذات الخصائص الورمية المتزايدة، وعلامات الجذعية، والشق 1، وبيتا كاتينين، وكيناز التيروزين في بروتون (Btk). علاوة على ذلك، أدى العلاج المطول بالتيموزولوميد (TMZ) إلى إثراء GSCs (ينعكس ذلك في زيادة النسبة المئوية لخلايا CD133 +). في وقت لاحق، قام مثبط Btk، الإيبروتينيب، بقمع توليد GSC وعلامات الجذعية. أخيرًا، أظهرنا تقييمًا في الوقت الفعلي لوظيفة مضاد GSC للإيبروتينيب في الجسم الحي مع GSCs الغنية بـ TMZ. تمت مراقبة تكوين الورم بشكل غير جراحي من خلال تصوير التلألؤ الحيوي وأظهرت الفئران التي تلقت الإيبروتينيب عبء ورم أقل بكثير، مما يشير إلى أن الإيبروتينيب مثبط محتمل لـ GSC. في الختام، أنشأنا نظام تصوير بصري مزدوج يتيح تحديد CD133 + GSCs وفحص الأدوية المضادة لـ GSC.

Translated Description (French)

Le glioblastome multiforme représente l'un des types de tumeurs cérébrales les plus meurtrières, se manifestant par un taux élevé de récidive et un mauvais pronostic. La présence de cellules souches de gliome (CSG) peut repeupler la tumeur après le traitement et résister aux agents thérapeutiques. Une meilleure compréhension de la biologie de la CGC est essentielle pour développer des interventions plus efficaces. Nous avons mis en place un double rapporteur dirigé par un promoteur CD133, exprimant la protéine fluorescente verte (GFP) et la luciférase de luciole (CD133-LG), capable d'imagerie in vitro et in vivo des GSC CD133+. Nous avons d'abord démontré que le rapporteur permettait des analyses in vitro des CSG. DBTRG-05MG (Denver Brain Tumor Research Group 05) portant le système CD133-LG (DBTRG-05MG-CD133-LG) a rapporté une augmentation des activités GFP/luciférase dans les neurosphères. De plus, nous avons identifié et isolé des cellules CD133+/GFP+ ayant des propriétés tumorigènes accrues, des marqueurs de la tige, Notch1, la β-caténine et la tyrosine kinase de Bruton (Btk). De plus, le traitement prolongé par le témozolomide (TMZ) a enrichi les CSG (reflété par un pourcentage accru de cellules CD133+). Par la suite, l'inhibiteur de Btk, l'ibrutinib, a supprimé la génération de GSC et les marqueurs de stemness. Enfin, nous avons démontré une évaluation en temps réel de la fonction anti-GSC de l'ibrutinib in vivo avec des GSC enrichies en TMZ. La tumorigenèse a été surveillée de manière non invasive par imagerie de bioluminescence et les souris ayant reçu de l'ibrutinib ont montré une charge tumorale significativement plus faible, indiquant que l'ibrutinib était un inhibiteur potentiel de la GSC. En conclusion, nous avons mis en place un double système d'imagerie optique qui permet l'identification des CSG CD133+ et le dépistage des médicaments anti-SCG.

Translated Description (Spanish)

El glioblastoma multiforme representa uno de los tipos de tumores cerebrales más mortales, que se manifiesta por una alta tasa de recurrencia y un mal pronóstico. La presencia de células madre de glioma (GSC) puede repoblar el tumor después del tratamiento y resistir la terapia. Una mejor comprensión de la biología de la SGC es esencial para desarrollar intervenciones más efectivas. Establecimos un indicador dual impulsado por el promotor CD133, que expresa la proteína fluorescente verde (GFP) y la luciferasa de luciérnaga (CD133-LG), capaz de obtener imágenes in vitro e in vivo de GSC CD133+. Primero demostramos los análisis in vitro habilitados por el informador de las GSC. DBTRG-05MG (Denver Brain Tumor Research Group 05) que porta el sistema CD133-LG (DBTRG-05MG-CD133-LG) informó un aumento de las actividades de GFP/luciferasa en las neuroesferas. Además, identificamos y aislamos células CD133+/GFP+ con propiedades tumorigénicas aumentadas, marcadores de tallo, Notch1, β-catenina y tirosina quinasa de Bruton (Btk). Además, el tratamiento prolongado con temozolomida (TMZ) enriqueció las GSC (reflejado por un mayor porcentaje de células CD133+). Posteriormente, el inhibidor de Btk, ibrutinib, suprimió la generación de GSC y los marcadores de tallo. Finalmente, demostramos la evaluación en tiempo real de la función anti-GSC de ibrutinib in vivo con GSC enriquecidas con TMZ. La tumorigénesis se monitoreó de forma no invasiva mediante imágenes de bioluminiscencia y los ratones que recibieron ibrutinib mostraron una carga tumoral significativamente menor, lo que indica que ibrutinib es un posible inhibidor de GSC. En conclusión, establecimos un sistema de imagen óptica dual que permite la identificación de GSC CD133+ y la detección de fármacos anti-GSC.

Files

1536012119870899.pdf

Files (15.8 kB)

⚠️ 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:f371da40e2b071d13695c336111eca9d
15.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير وتطبيقات نظام التصوير البصري المزدوج لدراسة الخلايا الجذعية للورم الدبقي
Translated title (French)
Le développement et les applications d'un système d'imagerie optique double pour l'étude des cellules souches de gliome
Translated title (Spanish)
El desarrollo y las aplicaciones de un sistema de imágenes ópticas duales para el estudio de las células madre del glioma

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2971552648
DOI
10.1177/1536012119870899

Is supplement to
https://openalex.org/W4361826806 (Other)
https://openalex.org/W4318686627 (Other)
https://openalex.org/W2982739013 (Other)
https://openalex.org/W2342365595 (Other)
https://openalex.org/W2087228955 (Other)
https://openalex.org/W2078371088 (Other)
https://openalex.org/W2037413647 (Other)
https://openalex.org/W2009392566 (Other)
https://openalex.org/W1993920492 (Other)
https://openalex.org/W1964907928 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1540092145
  • https://openalex.org/W1902577542
  • https://openalex.org/W1975992482
  • https://openalex.org/W1989958716
  • https://openalex.org/W2013210936
  • https://openalex.org/W2014464681
  • https://openalex.org/W2036044314
  • https://openalex.org/W2040827479
  • https://openalex.org/W2101093124
  • https://openalex.org/W2130594765
  • https://openalex.org/W2140721485
  • https://openalex.org/W2160462120
  • https://openalex.org/W2167414381
  • https://openalex.org/W2167648407
  • https://openalex.org/W2508938791
  • https://openalex.org/W2514959772
  • https://openalex.org/W2527734859
  • https://openalex.org/W2588106871
  • https://openalex.org/W2589936295
  • https://openalex.org/W2590083437
  • https://openalex.org/W2592950943
  • https://openalex.org/W2735296873
  • https://openalex.org/W2760407955
  • https://openalex.org/W2792863726
  • https://openalex.org/W2893325785