종양의 전이에 저산소증의 테스트 효과에 대한 생체 내 모델에서

Sung-Hyeok Hong; Jason U. Tilan; Susana Galli; Rachel Acree; Katherine Connors; Akanksha Mahajan; Larissa Wietlisbach; Taylor Polk; Ewa Izycka-Swieszewska; Yi-Chien Lee; Luciane R. Cavalli; Olga C. Rodriguez; Chris Albanese; Joanna B. Kitlinska

doi:10.3791/54532

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방법 논문

종양의 전이에 저산소증의 테스트 효과에 대한 생체 내 모델에서

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DOI:

10.3791/54532

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2016년 12월 9일

Sung-Hyeok Hong^*¹ , Jason U. Tilan^*²^,³ , Susana Galli¹ , Rachel Acree³ , Katherine Connors⁴ , Akanksha Mahajan¹ , Larissa Wietlisbach³ , Taylor Polk³ , Ewa Izycka-Swieszewska⁵ , Yi-Chien Lee⁶ , Luciane R. Cavalli⁶ , Olga C. Rodriguez⁶ , Chris Albanese⁶^,⁷ , Joanna B. Kitlinska¹

¹Department of Biochemistry and Molecular & Cellular Biology, Georgetown University Medical Center, ²Department of Nursing, Georgetown University, School of Nursing and Health Studies, ³Department of Human Science, Georgetown University, School of Nursing and Health Studies, ⁴School of Medicine, Georgetown University Medical Center, ⁵Department of Pathology and Neuropathology, Medical University of Gdańsk, ⁶Department of Oncology, Georgetown University Medical Center, ⁷Department of Pathology, Georgetown University Medical Center

^* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

이 원고는 종양 저산소증이 전이에 미치는 영향을 직접 테스트하고 그 작용 메커니즘을 해독할 수 있는 동물 모델의 개발을 설명합니다. 여기에 설명된 실험은 유잉 육종에 초점을 맞추고 있지만, 다른 종양 유형에도 유사한 접근법을 적용할 수 있습니다.

초록

저산소증은 임상적 관찰과 체외 데이터에 의해 유잉 육종(ES)의 전이와 관련이 있지만, 전이성 촉진 효과에 대한 직접적인 증거가 부족하고 정확한 작용 기전이 불분명합니다. 여기에서는 종양 저산소증이 ES 보급에 미치는 영향을 직접 테스트하고 관련된 기본 경로를 조사할 수 있는 동물 모델을 보고합니다. 이 접근법은 잘 정립된 두 가지 실험 전략, 즉 ES 세포의 정소성 이종이식술과 뒷다리 허혈을 유발하는 대퇴동맥 결찰술(FAL)을 결합합니다. 인간 ES 세포를 SCID/베이지색 마우스의 비복근에 주입하고 원발성 종양이 250mm³ 크기로 성장하도록 했습니다. 이 단계에서 종양을 절제하거나(대조군) 동물에게 FAL을 투여하여 종양 저산소증을 유발한 후 3일 후에 종양을 절제했습니다. FAL의 효율성은 종양 조직에서 hypoxyprobe-1의 결합이 현저히 증가하고, 심각한 종양 괴사가 발생하며, 원발성 종양 성장의 완전한 억제에 의해 확인되었다. 중요한 것은, 허혈의 이러한 직접적인 영향에도 불구하고, 저산소성 종양으로부터 종양 세포의 향상된 전파가 관찰되었다는 것입니다. 이 실험 전략은 크기는 같지만 저산소증 수준이 현저히 다른 원발성 종양의 전이성 특성을 비교 분석할 수 있습니다. 또한 생체 내에서 전이성 종양 진행 중에 발생하는 저산소증으로 인한 변화에 대한 기계론적 기초를 추가로 평가할 수 있는 새로운 플랫폼을 제공합니다. 또한, 이 모델은 ES 세포를 사용하여 확립되었지만, 이 실험 전략은 혈액 공급 경로가 잘 정의된 부위에 종양이 정소적으로 이식된 종양뿐만 아니라 다른 육종에 대한 저산소증의 효과를 테스트하는 데 사용될 수 있을 것으로 기대합니다.

서론

유잉 육종 (ES)은 어린이와 청소년에 영향을 미치는 공격적인 악성 종양이다. ¹ 종양은 일반적으로 사지에, 연부 조직과 뼈에 개발할 수 있습니다. 전이의 존재 ES 환자를위한 가장 강력한 부작용 예후 인자이지만, 그 현상의 기초가되는 메카니즘은 불분명. ^이 종양의 저산소증은 ES의 진행에 연루 몇 가지 요소 중 하나입니다. ES 환자의 종양 조직 내에서 비 - 관류 영역의 존재는 불량한 예후와 연관된다. ⁽³⁾ 시험관에서 저산소증은 ES 세포의 침윤을 증가시키고 프로 전이 유전자의 발현을 트리거합니다. ^{4-6 그러나,} 증거의이 라인에도 불구하고, 저산소증 유도 ES 진행 및 확산에 대한 직접적인 증거는 존재하지 않는다. 또한, 미지의 저산소증은 현재, 이러한 효과가 발휘되는 메커니즘. 따라서, 우리는 시험 관내 데이터와 임상 obser에 존재 사이의 갭을 채우기 위해 생체 내 모델을 만들었습니다적인 혁신. 이 모델 시스템은 생체 병리학 적 및 분자 분석 (도 1)와 결합하여 생체 내에서 종양 진행 및 전이를 수행하는 자기 공명 영상 (MRI)를 사용하여, 자연 환경에서 발생하는 종양....