Abstract
Eksponering for stråling under fosterutviklingen induserer testikkelkreft bakterie celle svulster (TGCT) og reduserer spermatogenese hos mus. Men om DNA-skade kjemoterapeutika fremkalle disse effektene hos mus er fortsatt uklart. Blant slike midler, er cyklofosfamid (CP) i dag brukes til å behandle brystkreft hos gravide kvinner, og effekten av fosterets eksponering for dette stoffet manifestert i avkommet skal bli bedre forstått å tilby slike pasienter egnet rådgivning. Denne studien er designet for å avgjøre om fosterets eksponering for CP induserer testikkelkreft og /eller gonadal toksisitet i 129 og i 129.MOLF congenic (L1) mus. Eksponering for CP på embryonale dager 10.5 og 11.5 dramatisk økt TGCT forekomsten til 28% hos barn av 129 mus (kontroll verdi, 2%) og 80% i den mannlige avkom av L1 (kontrollverdi 33%). Disse økningene er lik de som ble observert i begge linjer av mus ved stråling.
I utero
eksponering for CP også betydelig redusert testis vekter ved 4 ukers alder til ~70% av kontroll og indusert atrofisk sædkanaler i ~ 30% av testiklene. Når
i utero
CP-eksponerte 129 mus nådd voksen alder, var det betydelige reduksjoner i testiklene og bitestiklenes sperm teller til 62% og 70%, henholdsvis av kontroller. I kvinnelig avkom, CP forårsaket tap av 77% av opprinnelige follikler og økt hårsekken vekst aktivering. Resultatene indikerer at i) DNA-skade er en felles mekanisme som fører til induksjon av testikkelkreft, ii) øket induksjon av testikkel kreft ved eksterne midler er proporsjonal med den spontane insidens på grunn av iboende genetisk disposisjon, og iii) barna utsettes for stråling eller DNA skadelige kjemoterapeutika
i utero
kan ha økt risiko for å utvikle testikkel kreft og ha redusert spermatogenic potensial eller redusert reproduksjons levetid
Citation. Comish PB, Drumond AL, Kinnell HL, Anderson RA, Matin A, Meistrich ML, et al. (2014) Foster Cyclophosphamide Eksponering Induserer testikkelkreft og Redusert Spermatogenesen og eggstokkfollikkelen Tall i Mus. PLoS ONE 9 (4): e93311. doi: 10,1371 /journal.pone.0093311
Redaktør: Stefan Schlatt, Universitetssykehuset i Münster, Tyskland
mottatt: 28 januar 2014; Godkjent: 27 februar 2014; Publisert: 01.04.2014
Copyright: © 2014 Comish et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av Florence M. Thomas professorat i Cancer Research til MLM, Cancer Center Support Grant P30CA016672 fra National Institutes of Health and Medical Reasearch Council tilskuddet G1100357 til RAA. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
i de siste 50 årene har forekomsten av testikkelkreft bakterie celle svulster (TGCTs) blant kaukasiske menn alder 15-40 år, gruppen der disse maligniteter forekommer hyppigst, har økt tre ganger [1]. Menns sperm produksjon har falt kontinuerlig i løpet av de siste seks tiårene [2]. Begge disse ugunstige utfall er foreslått å være et resultat av prenatal eksponering for miljøagenter, hovedsakelig hormonforstyrrende [3]. Ikke desto mindre er det ingen entydige studier som viser hormonhermende å være de forårsakende faktorer bak en økning i forekomst TGCT [4], [5]. Videre er det en økning i tidlig overgangsalder (tidlig eggstokksvikt) hos kvinner som synes å være stor grad tilskrives økt overlevelse for kreftpasienter behandlet med strålebehandling og kjemoterapi som barn eller unge kvinner [6]; derimot, har bidraget fra foster eksponeringer ikke blitt undersøkt.
129 mus modell [7], som har en 5% forekomst av testikkel teratomas, er den eneste dyremodell av menneskelige TGCTs, og selv om resultatene ved hjelp denne modellen kan ekstrapoleres til svulster som oppstår hos unge menn er fortsatt et spørsmål om noen debatt, er det mange likheter. Disse teratomas er histologisk og utviklingsmessig ligner menneskelige teratomas. I både mennesker og mus, oppstår teratomas under tidlig postnatal utvikling på grunn av en svikt i pluripotente PGCs, ankommer på genital møne, til å differensiere i gonocytes forpliktet til spermatogenesis [7], [8]. Videre er både disponert av mutasjoner i Kitl eller Dmrt1 gener [9] – [12], og begge ser ut til å involvere epigenetiske forandringer i deres etiologi [13], [14]
I en tidligere studie. vi fant at TGCT forekomsten av mus eksponert for lave doser av ioniserende stråling
i utero
ble økt dramatisk over enn for kontrollmusene [5]. Vi fant også at ikke-tumorbærende testiklene var betydelig mindre ved 28 dagers alder, sammenlignet med ubestrålte kolleger, noe som indikerer redusert spermatogenesen. Ekstrapolering av disse funnene til menneskelige forhold førte oss til hypoteser om at stråling
i utero
kan øke hanner «risikoen for TGCT og infertilitet. Men gitt den relativt lave stråledoser at kvinner i fruktbar alder i dag mottar, er det lite sannsynlig at stråling
i utero
har vært ansvarlig for den globale høyde i TGCT forekomst og nedgang i sperm teller. Heller, eksponering for et kjemisk hvis primære biologiske virkningsmekanismen er lik den for stråling kan være ansvarlig for disse negative resultatene.
Fordi stråle virker ved DNA-skade, har vi antatt at DNA-skadende kjemikalier, spesielt høyt kreftfremkallende alkyleringsmidler, kan være kandidater for induksjon av TGCT. Vi valgte å undersøke effekten av cyklofosfamid (CP) fordi den har blitt mye studert og brukes til å behandle gravide kvinner som pasienter med brystkreft som en del av FAC (5-fluorouracil, adriamycin, cyklofosfamid) kombinert kjemoterapi [15] . CP kan være kreftfremkallende til fosteret som den har høy trans overføring i ikke-humane primater [16], induserer DNA-strengbrudd i museembryoer [17], og forårsaker sekundære maligniteter hos kreftpasienter [18]. I tillegg CP er en stor forplantningsevnen hos hann- og hunnmus [19], [20] og prepubertale og voksne mennesker som utsettes for CP kan utvikle permanent azoospermi og for tidlig eggstokksvikt [21], [22]. Men dens virkning på kreftutvikling og reproduktiv funksjon etter føtal eksponering er ikke ennå undersøkt.
Vi har derfor en hypotese om at
i utero
CP eksponering kan være kreftfremkallende testis og indusere reproduksjonstoksisitet i både kjønnene. Vi brukte 129, så vel som den mer følsomme 129.MOLF-L1 testikkel kreft musemodell for testing av induksjon av TGCT ved denne kjemiske og også for å teste testikulær toksisitet. Bare 129 mus ble benyttet for å teste den ovarian toksisitet. Eksponeringene ble utført ved E10.5 og 11.5 som er kjent for å være en sensitiv trinn for induksjon av testikkelkreft kreft [5], [7]. I tillegg er det bare 1000 til 3000 kjønnsceller ved disse tider og stromale celler er bare å være dannet, noe som gjør både gonadale kjønnsceller og stromale celler mål for reproduksjonstoksiske effekter.
Materialer og metoder
mus og avl
innavlede congenic 129.MOLF-L1 mus, kalt L1, hadde blitt utledet ved å krysse 129S1 /SvImJ og Molf /Ei innavlet mus av
mus musculus molossinus
underarter [23]. Om lag 30% av L1 hanner utvikler spontane testikler svulster. I tillegg 129S1 /SvImJ (Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME) og 129 /S5 (tidligere innhentet fra Taconic og vedlikeholdes i vårt laboratorium) mus, som begge har ~ 5% forekomst av spontant utviklede TGCTs ble også brukt. Det ble ikke observert store signifikante forskjeller mellom resultatene med de to 129 underlinjer, slik at dataene kan kombineres.
Alle eksperimentelle prosedyrer ble godkjent av MD Anderson Cancer Center Institutional Animal Care og bruk komité med godkjente protokollnumre 110712632 og 110712633. musene som brukes i studien ble plassert i anleggene på MD Anderson som er registrert av US Department of Agriculture og akkreditert av American Association for akkreditering av Laboratory Animal Care.
behandlinger
Tidsbestemt parringer ble utført med par av L1 eller 129 mus.
Gravide kvinner ble bestrålt med to doser av 0,8 Gy av
6 ° Co-gammastråling gitt på dagene 10.5 og 11.5 av svangerskapet (E10.5 og E11.5) som beskrevet tidligere [5]. Den mannlige avkom av 129 og L1 demninger fra de samme hekkekolonier som ikke får noen av disse behandlinger eller manipulasjoner ble analysert som kontroller.
Gravide 129 eller L1 mus ble injisert (ip) med CP, oppløst i saltvann i doser på 7,5 mg /kg på dagene 10.5 og 11.5 av svangerskapet. Avkommet fra demninger av samme hekkekolonien som fikk saltvann på disse dagene ble brukt som kontroller.
Analyse
Mann avkom utsatt for cyklofosfamid eller stråling
i utero Hotell og kontroll mannlig avkom ble avlivet ved 4 ukers alder, fordi de fleste testikler svulster er lett observerbare i denne alderen [23]. For å fastslå effekten av
i utero
cyklofosfamid eksponering på spermatogenese hos voksne, ble noen avkom av 129Sv mus holdt inntil 8 ukers alder og deretter avlives. Testiklene ble veid og deretter fiksert i Bouins oppløsning for histologisk undersøkelse og tumorer ble identifisert ved analyse av hematoksylin og eosin-fargede seksjoner, som beskrevet tidligere [5].
i seksjoner fra normal ikke-tumor-bærende testiklene til 4 ukers gamle mus, tallene for moderat store atrofiske rørelementene uten noen kjønnscellene (Sertoli-bare tubuli) som ble observert for det meste i den indre regionen av en enkelt midt-tverrsnitt av testikler, ble tellet. De små atrofisk tubuli stede i det perifere regionen nær Rete testiklene ble ekskludert fra denne analysen. Sporadiske testiklene i kontroll eller behandlingsgrupper som hadde 20% atrofisk tubuli, muligens på grunn av en iboende abnormitet, ble ekskludert fra denne analysen eller fra testikkel vekt gjennomsnitt
Historiske data fra en tidligere studie på induksjon. av TGCT i
i utero
bestrålte L1 mus [5] ble også brukt for sammenligning.
Sædproduksjonen ble vurdert hos voksne 129 mus som ikke bærer svulster. En av prøvene ble homogenisert etter veiing og sonikert. Sperm hoder ble tellet i et hemocytometer [24]. For bitestiklenes spermier ble begge cauda epididymides hakket separat i 1 ml PBS og inkubert ved 37 ° C i 30 minutter, og suspensjonen ble ført gjennom en 80-mikrometer porestørrelse metallfilteret. Sperm ble talt ved hjelp av en hemocytometer.
For å analysere virkningene av
i utero
CP eksponering på eggstokkene follikler, ble kvinnelige valpene avlivet 7 dager etter fødselen og eggstokkene ble løst i Bouin væske . Eggstokkene ble parafin-embedded og serielt delt på fem-mikrometer tykkelse og lysbilder ble farget med hematoksylin og eosin.
For å avgjøre endringer i eggstokkene volum, ble hver 10. lysbilde som brukes til å generere en arealmåling ved hjelp av bilde- Pro Plus programvare. Disse arealmålinger ble deretter anvendt for å beregne eggstokk volum basert på tykkelsen av seksjonene og det totale antall lysbilder som omfatter eggstokken.
Å telle forskjellige typer av follikler, en seksjon fra hver 10. lysbilde ble fotografert ved hjelp en 40 × objektive og flislagte [25]. Follikler ble klassifisert som enten ur (som har et enkelt lag av flat granulosa celler); primære overgangs (med noen, men ikke alle, av de granulosa celler allerede cuboidal); primær (som har et enkelt lag av cuboidal granulosa celler); eller sekundær (som har mer enn ett lag av cuboidal granulosa celler). Det totale antall follikler /eggstokk ble beregnet ut fra den rå hårsekken tellinger per seksjon ved hjelp av Abercrombie ligning [26] for å korrigere for follikkelstørrelse.
Statistical Analysis
Tall data er presentert som gjennomsnitt ± standardfeil av anordningen. Betydningen av forskjellene i kontinuerlige variabler (f.eks kull størrelse, vekter, sperm teller, rørformede eller follikulære tall) mellom eksponert og kontroll mus ble evaluert av en Students
t
-test. Betydningen av forskjellene i kategoriske variabler (f.eks produksjon av avkom, tilstedeværelse av svulster eller atrofisk tubuli) mellom eksponerte og kontroll mus ble bestemt ved bruk av Fishers eksakte test.
P
verdier 0,05 ble ansett som statistisk signifikant. En datamaskin-assistert statistikkprogram (IBM SPSS versjon 19) ble brukt.
Dataene for avkom av CP kontrollene (
i utero
saltvann-behandlede mus) og stråling-kontroller (avkom av ubehandlet mus) var ikke signifikant forskjellig (med ett unntak angitt i tabell S1) og ble slått sammen.
Resultater
gravid 129 (129S1 /SvImJ og 129S5) og L1 mus ble behandlet med to doser av CP, en på hver av dagene 10.5 og 11.5 av svangerskapet. Innledende studier testet doser på 25 og 10 mg /kg gitt på begge dager, men selv om alle kvinner overlevde, 0/15 og 0/7 plug-positive kvinner, henholdsvis produsert avkom. Når CP dosen ble redusert til 7,5 mg /kg /dag, 24% og 31% av den vellykket parret 129 og L1 mus, henholdsvis produsert avkoms (Tabell 1). Prosentandelen av avkoms-produserende CP-behandlede 129 demninger (24%) var betydelig lavere enn for kontroll dammer (50%), men var ikke signifikant forskjellig fra den til strålebehandlede dammer (33%). Imidlertid CP eller stråling ikke påvirker kullstørrelse. I tillegg gjorde mus eksponert for stråling eller CP ikke vise noen store teratogene effekter, bortsett fra at de fleste av mus eksponert for CP
in utero
hadde knekk i halen (Fig. S1). Totalt sett var det små, men betydelige reduksjoner i kroppsvekt av musene etter føtal eksponering for enten CP og stråling.
Testes ble høstet fra det mannlige avkom og tilstedeværelse og typer svulster ble bestemt av histologisk undersøkelse (fig 1 A . B). Eksponering for CP under graviditet signifikant (
P
0,001) økte TGCT forekomst i den mannlige avkom av 129 mus fra en kontrollverdi på 2% til 28%, og i L1 mus fra 33% til 80% (tabell 2). I begge musestammer, jo høyere forekomst av svulster hos mus eksponert for CP
in utero
var lik som ble utsatt for stråling
in utero
. Numrene på mus med unilateral eller bilateral tumorer fulgte en binomial fordeling, noe som indikerer at forekomsten av en tumor i hvert testikkel var et uavhengig hendelse. Dermed uttrykker dataene på en per testikkel basis, CP indusert TGCTs i 18% av testiklene i 129 mus og i 64% av testiklene i L1 mus. De fleste av disse tumorene var teratomas (figur 1A.); resten inneholdt bare neuroepithelial tumorceller (Fig. 1B). Sammenlignet med de fra kontrollmus, de TGCT bærende testiklene av L1-mus, men ikke 129 mus, utsatt for CP eller bestråling var betydelig tyngre. Dette tyder på at både cp og stråleindusert flere tumor foci i noen av testiklene til L1 mus. For å avgjøre om små forskjeller i genetiske sammensetningen påvirket svulst induksjon, sammenlignet vi disse resultatene på indusert TGCT forekomst av 129S1 /SvImJ mus til de av 129S5 mus (Tabell S1). Det var bare et marginalt signifikant forskjell (
P
= 0,04) med høyere forekomst av TGCTs i CP-behandlede 129S5 mus enn i CP-behandlet 129S1 /SvImJ mus.
(AD) Testes fra 4 uker gamle mus. (A) TGCT karakterisert som et teratom som stammer fra flere dermale lag; (B) TGCT inneholder bare neuroepithelial celler. Forkortelser: BM: benmarg; CA: brusk; EEP: endodermal epitel; NE: neuroepithelial celler; MS: muskel; ST: seminiferous tubuli. (C) ikke-TGCT bærende testikkel viser aktive og atrofisk tubuli. (D) Høy forstørrelse av atrofisk tubuli som bare inneholder Sertoli celler. (E-H) Eggstokkene fra 7 dager gamle mus. (E, G) fra en mus behandlet på E10.5 og 11,5 med 7,5 mg CP /kg /dag. (F, H) Kontroll eggstokk på samme alder. G og H er forstørrede utsikt fra deler av E og F henholdsvis viser primordial (PO), primær-overgangs (PT) og primær (PR) follikler. Baren representerer 100 mikrometer i A, B, C, E F; 30 mikrometer i D; 10 mikrometer i G og H.
I tillegg til 28 dagers alder vektene til kreftfrie testiklene til 129 og L1 mus eksponert for CP
i livmoren var
redusert til 74% og 72%, henholdsvis, av de av kontrollmusene (tabell 3); lik den nedgangen observert med 2 × 0,8 Gy stråle
i utero
. Denne reduksjon i testikkelvekt synes ikke å være et resultat av vekttap, som forholdet mellom den vekt testis til kroppsvekt av giftstoffet eksponerte mus var også signifikant lavere enn den for kontrollmusene. Atrofisk Sertoli-celle-bare rørelementene ble hyppig observert i gruppene av behandlede mus (Fig 1 C . D), men sjelden observert i kontrollene. For eksempel, om lag 30% av testiklene fra cp eller strålebehandlet 129 mus hadde atrofisk tubuli med et gjennomsnitt på 6 per testikkel avsnitt (tabell 3). I motsetning atrofisk tubuli observert i kun 4% av testiklene fra kontroll mus, med et gjennomsnitt på 1,6 atrofisk tubuli per seksjon. Selv når
i utero
CP-eksponerte 129 mus nådde voksen alder, vekt av testiklene forble redusert til 78% av kontrollverdiene (tabell 4). Reduksjoner i tilfeller av testikkelkreft og epididymal sperm til 62% og 70%, henholdsvis av kontroller ble observert i disse musene etter
i utero
CP eksponering, noe som viser at bakterie celle tap var hovedansvarlig for reduksjonen i testikkel vekter.
i kvinnelig avkom,
i utero
eksponering for CP betydelig redusert volumet av eggstokkene til en verdi på 5,5 ± 0,6 × 10
7 mikrometer
3, sammenlignet med 13,0 ± 1,4 × 10
7 mikrometer
3 kontroller (
P
= 0,001, fig. 1 E F). I disse musene, antall opprinnelige follikler per eggstokk var bare 23% av kontrollmusene (tabell 5 og figur 1 G h.). Interessant, selv om mus eksponert for CP
in utero
hadde lavere tall av økende (overgangs primær, primære og sekundære follikler) enn kontrollene, ble forholdet mellom det totale antall utvikle follikler til antallet av opprinnelige follikler øket fra 0,23 i kontrollene til 0,62 i
i utero
CP-eksponert avkom (
P
0,05).
Diskusjoner
i Denne studien viste vi for første gang at kjemisk eksponering under fosterutviklingen kan indusere TGCTs. Vi viste også at
i utero
eksponering for stråling eller CP dramatisk øker forekomsten av testikler svulster i 129 mus, og dermed utvide våre tidligere funn ved hjelp av L1 mus, som er svært utsatt for testikkelsvulster [5], til en som vanligvis anvendes stamme av mus som bare er moderat utsatt for slike tumorer. De kvalitative og kvantitative likheter i induksjon av TGCTs mellom mus eksponert for stråling
i utero
og de i mus eksponert for CP
i utero tyder Hotell som stråling og CP har lignende mekanismer for testikkelkreft tumorigenesis . Vi viste også at disse
i utero
-exposures resulterte i markert reduksjon i kjønnscelletall i eggstokkene til kvinnelig avkom og i testiklene til mannlig avkom som ikke utvikler svulster.
tidspunkter for eksponering for potensielle kreftfremkallende stoffer for induksjon av TGCTs ble opprinnelig valgt på E10.5 og E11.5 [5] siden de er de tidligste dagene rett etter PGCs kolonisere foster gonade og gjennomgår omfattende epigenetiske endringer [14]. Videre PGCs fortsatt uttrykker pluripotency markører og har evnen til å danne teratomas i transplantasjons analyser [7], som er tapt etter dag E13.5. Demonstrasjonen av mottakelighet for induksjon av TGCTs i løpet av dette tidsvinduet for to stoffer, CP og stråling, og for to stammer av mus, 129 og L1, støtter dette valget. Selv om andre tider har ennå ikke blitt undersøkt, er det mest sannsynlig at vinduet av følsomhet for induksjon av TGCTs av stråling og CP er begrenset til E10.5 til E12.5 i mus, som er den perioden i mus der de PGCs er i testiklene og er pluripotent, og ennå ikke forpliktet til kjønnscelle linjene.
Tidligere studier har vist at enslige eksponeringer av lav-dose (~1.5 Gy) stråling levert mellom E14.5 og fødsel årsak langsiktig skade på spermatogenese hos både mus [27] og rotter [28]. Funnene i denne studien tyder på at dette vinduet av følsomhet for stråling er enda lenger, som strekker seg så tidlig som E11.5 eller E10.5. Effektene vi observerte viser at prenatal testiklene er mer følsomme for langtidsvirkninger av stråling enn voksne testiklene er.
Selv om CP er et kjent teratogen og forplantningsevnen til pattedyr etter postnatal eksponering, dets prenatal effekter på sædcelle er relativt ukjent. En studie [29] viste at CP gitt til rotter på dag 12 av svangerskapet påvirket migrasjonen av PGCs i fostrene, men fulgte ikke postnatal utvikling av gonadene. Våre funn som en totaldose på CP på 15 mg /kg har langsiktige effekter på spermatogenesen indikerer at testis på E10.5-E11.5 er mye mer følsomme for CP enn voksne testiklene er [30]. Fordi spermatogenesis var følsomme for stråling fra E10.5 til fødsel, er det sannsynlig at spermatogenesen er også følsom for CP på disse tider. Men, dette er fortsatt å bli testet.
Følsomheten av egg og follikulære tall til CP behandling var forventet siden den behandlingen som påvirket sædcelle ble gitt ved E10.5-E11.5 når PGCs var i udifferensierte gonader. Hvis uttømming av PGCs ikke ble kompensert gjennom ekstra spredning av oogonia, må dette føre til færre eggceller i eggstokken. Studier som undersøker eksponering av hunnrottefostre for lave doser av stråling [31] eller busulfan [32] har vist at eggstokk er følsom for disse midler mellom E13.5 og 17,5. Derfor er det sannsynlig at den eggstokk vil være følsom for CP gjennom den siste halvdel av fosterutvikling.
Fordi CP, som bestråling, er et DNA-ødeleggende middel, kan DNA-skade være en felles mekanisme som fører til TGCT dannelse og bakterie celle tap i embryonale gonadene. Skaden produsert ved stråling, og som er forårsaket av CP har noen felles egenskaper. Stråling, enten direkte eller gjennom frie radikaler /reaktive oksygenforbindelser, fører indirekte hovedsakelig enkelt- og dobbelttrådbrudd, men også skaper noen basen skade [33]. De CP metabolitt fosforamid sennep former addukter og interstrand kryssforbindelser med DNA [34] og metabolitten akrolein produserer reaktive oksygenforbindelser og DNA-addukter [35]. Den DNA-skader sannsynlig dreper PGCs fører til mangler i spermatogenesis og eggstokkene reserver. I tillegg, for å reparere eller omgå den DNA-skade, en DNA-skade-respons-veien aktivert og forholdet av gener i denne reaksjonsvei til human testikkelkreft har blitt demonstrert i et genom-bred krets studie [36]. En mulighet for den mekanismen som DNA-skade respons fører TGCT er at det forstyrrer de omfattende epigenetiske endringer som skjer i løpet av de PGCs mellom E10.5 og 11,5 som er involvert i tap av pluripotency og engasjement for bakterie celle differensiering [14] .
rollen til genetisk bakgrunn i induksjon av TGCT av eksogene midler og dens forhold til spontan forekomsten ble vurdert ved å sammenligne induksjons i 129
vs.
L1 mus. Da tumorene var til stede i en høy prosentandel av eksponerte prøvene, og den økte størrelse angitte multiple foki tumor, var det nødvendig å estimere antallet tumor foki pr testikler, tar hensyn til Poisson-fordelingen. Numrene på foki var mye høyere i behandlede mus L1 (0,81 og 1,38, henholdsvis, for CP og stråling) enn i 129-mus (0,19 og 0,16, henholdsvis) (Tabell S2). Dataene tyder på at økningen i induserte TGCTs etter DNA-ødeleggende midler er proporsjonal med den spontane forekomst, og at susceptibly til induksjon av TGCT hos mennesker vil avhenge av den spontane forekomst i forskjellige etniske bakgrunner [37].
den mekanismen som stråling og CP årsaken spermatogeneseskader innebærer trolig drapet på PGCs eller hjelpeverge sertolicellene. Mens mindre testis kan resultere enten fra færre Sertoli-celler eller spermatogonial stamceller for å fylle nisjer, tilstedeværelsen av atrofiske rørelementer med morfologisk normale Sertoli-celler (figur 1C og amp;. D) indikerer at kjønnsceller tap er den dominerende effekt
.
reduksjonen i eggstokkfollikkelen tallene vi observerte også kunne ha resultert fra CP tappe PGCs i udifferensierte gonader. I tillegg viser høyere forhold for å utvikle follikler til opprinnelige follikler i CP-eksponerte mus sammenlignet med kontroller en økning i frekvensen av hårsekken rekruttering, som har blitt observert hos rotter der eksponering for busulfan
i livmoren
utarmet primordial hårsekken bassenget [38]. Denne forbedrede aktivering av follikkelen rekruttering kan være et resultat av lavere konsentrasjoner av inhibitoriske faktorer produsert fra det lavere antall opprinnelige follikler seg selv [39] eller fra lavere mengder av anti-Mullerian hormon som produseres fra redusert antall utviklings preantral follikler [40]. Den økte frekvensen av hårsekken rekruttering vil ytterligere utarme primordial hårsekken bassenget som disse musene alderen; dermed CP behandling
i utero
før inntreden i meiosen kan være en potensiell modell for tidlig aldring av eggstokk.
Resultatene fra denne studien har klinisk betydning, som mange gravide kvinner er diagnostisert med brystkreft eller andre livstruende kreft som krever umiddelbar behandling, som vanligvis inkluderer DNA-skade alkylerende midler slik som CP. I løpet av de siste årene har flere grupper har rapportert om mer enn 400 barn av kvinner som ble behandlet med kjemoterapi i andre og /eller tredje trimester [41] – [45]. Fødselen feilprosent og generell helse og vekst i disse barna er ikke signifikant forskjellig fra barn med mødre som ikke ble behandlet med kjemoterapi i disse tider. Disse barna inkludert de av mer enn 100 kvinner som fikk CP doser på om lag 2000 mg /m
2, en del av FAC kjemoterapi for brystkreft eller gynekologisk kreft under svangerskapet ved The University of Texas MD Anderson Cancer Center [15] (JT Litton, upubliserte kommunikasjon). Men de fleste av barna fra de ovennevnte studiene er for tiden prepubertal og fortsatt ikke har nådd den alder hvor de klare tegn på mulige negative utfall som testikkel patogenesen eller eggstokkene insuffisiens blir tydelige.
Hos mennesker vinduet mottakelighet av PGCs til tumorigene virkninger av DNA-ødeleggende midler er sannsynligvis mer langvarig enn hos gnagere. Årsaken er, i mennesker transformasjonen av potensielt pluripotente PGCs til begått kjønnsceller, som starter etter at PGCs har kommet til testiklene på 6 uker av fosterutviklingen, fortsetter gradvis gjennom resten av svangerskapet, og selv etter fødselen [46]. Derfor, selv om kjemoterapi gis i andre og tredje trimester, kjønnsceller er fortsatt utsatt for giftige og tumorigene effekter av kjemoterapi.
Det er viktig å vurdere hvordan å ekstrapolere de mulige skadevirkninger av CP som finnes i den foreliggende studie for å menneske. Hvis menneskets menn utsatt for CP
i utero
har en 6-dobling i testikkelkreft forekomsten, som ble observert i mus i denne studien, den kumulative forekomsten av testikkelkreft hos menn opp til fylte 44 år vil økes fra ca. 3 pr tusen til omtrent 18 pr 1000 hanner [47]. For å oppdage en slik effekt, er en stor studie nødvendig med langsiktig oppfølging, som de fleste av testikkelkreft kreft oppstår etter puberteten. Men fordi den kumulative CP dose til gravide kvinner (2000 mg /m
2) [15] er 40 ganger gitt til mus i denne studien (50 mg /m
2), den testikkelkreft forekomsten kunne være høyere og derfor mer lett påvisbar. I alle fall, kan effekten av CP på reproduksjonsfunksjonen være mer utbredt og lettere å oppdage i begrensede populasjoner.
Fordi effekter, om noen, av
in utero
eksponering hos mennesker er fortsatt usikker leger bør bruke ikke-invasiv markører av mulige negative utfall. Spermatogenic potensialet i prepubertale hanner kan bli vurdert av målinger av testikkelstørrelse. Normal pubertet hanner er forventet fordi fraværet av bakterieceller ikke påvirker pubertet, og i postpubertale hanner, follikkelstimulerende hormon og inhibin B nivåer, og sperm teller kunne måles. I prepubertale jenter anti-Müllerske hormonnivåer [22] bør måles for å vurdere ovarian reserve og data skal innhentes på pubertet, menarche, regulariteten av påfølgende menstruasjon, og påfølgende fruktbarhet å vurdere den samlede reproduksjonspotensial. Denne studien resultater understreker at det haster med å teste disse reproduksjonsparametre hos gutter og jenter, slik at pasienter som sannsynligvis vil bli gitt CP kan være riktig rådet om den potensielle risikoen for stoffet til sine ufødte barn, og egnede tiltak for å redusere eventuelle konsekvenser.
Hjelpemiddel Informasjon
Figur S1.
Fire uker gamle 129 mus eksponert for cyklofosfamid (7,5 mg /kg) på embryonale dager 10.5 og 11.5 har knekk i halen (piler), en kjent teratogen effekt
doi:. 10,1371 /journal.pone. 0093311.s001 product: (PDF)
Tabell S1. Host Sammenligning av testikkelkreft bakterie celle tumor (TGCT) forekomst og størrelse i to underlinjer av 129 mus eksponert for stråling eller cyklofosfamid (CP)
i utero
på embryonale dager 10.5 og 11.5
doi:. 10,1371 /journal.pone.0093311.s002 product: (docx)
Tabell S2. Host Sammenligning av økningen i det beregnede antall svulst foci per testis i 129 og L1 mus eksponert for cyklofosfamid (CP) eller stråling
i utero
doi:. 10,1371 /journal.pone.0093311. S003 product: (docx)
takk
Vi takker Joseph A. Munch i MD Anderson Department of Scientific Publications for å redigere manuskriptet.
