Ortotopik Glioblastoma Fare Modeli Beyin parankim fiziksel kısıtlamaları bakımı ve Intravital İki foton Mikroskopi için uygundur
Summary
Biz, tümörün büyüme sırasında oynayan normal biyo-fiziksel kısıtlamalar tekrarıdır intravital iki foton mikroskopi için farelerde kortikal glioblastoma ortotopik bir model oluşturduk. Tümörün yukarıdaki kafatasını yerine bir kronik cam pencere, iki-foton mikroskobu ile zamanla tümörün ilerlemesinin takibini sağlar.
Abstract
Glioblastoma multiforme (GBM), bugüne kadar hiçbir iyileştirici tedaviler ile beyin tümörlerinin en agresif formudur.
Bu patolojinin murin modelleri dura mater-kesi sonra beyin parankiması içine glioma hücre süspansiyonunun enjekte dayanır. Hücreler Intravital iki foton mikroskopi için erişilebilir olması yüzeysel enjekte edilir ise, yüzeysel enjeksiyonlar fizyopatolojik koşullarını özetlemek için başarısız. Nitekim, enjeksiyon yolu ile kaçan çoğu tümör hücreleri parankimden mekanik kısıtlamaların yokluğunda anormal hızlı genişletmek ekstra dural alan ulaşır.
Bizim gelişmeler fokal bir glioma sfero yerleştirilmesi yerine, serebral korteks yüzeysel katmanlarında glioma hücrelerinin bir süspansiyonu enjekte değil, aynı zamanda bir ortamda yapıştırılmış bir çapraz bağlı dekstran jel hemi-boncuk ile enjeksiyon yerinde tıkanma değil sadece oluşmaktadırding parankimi ve siyanoakrilatın ile dura mater-mühürlü. Toplamda bu önlemler, beyin dokusu içinde, tümör hücrelerinin genişleme ve fizyolojik infiltrasyonu uygulanması. Bir cam pencere skar dokusu gelişimi yokluğunda hafta içinde kronik görüntüleme izin kafatasına çimentolu ile Kranyotomi nihayet kapatıldı.
Biz glioma hücreleri, nöronlar (örn. Thy1-CFP fare) ve vasküler bir floresan boya (intravenöz enjeksiyon ile vurgulanır) arasında meydana gelen etkileşim dinamikleri intravital ile görselleştirilebilir göstermiştir floresan tümör hücreleri ile aşılanmış floresan transgenik hayvanların yararlanarak Hastalığın ilerlemesi sırasında iki foton mikroskopisi.
Minimal tehlikeye serebral ortamında mikroskobik çözünürlükte görüntünün bir tümör olasılığı nöro-onkoloji ve uyuşturucu testi alanını yararına olmalıdır cari GBM hayvan modellerinde bir gelişmeyi temsil etmektedir. </p>
Introduction
Glioblastoma multiforme 12 aylık bir medyan sağkalım ile erişkinlerde beyin tümörü en agresif formu ve% 5, 5-yıllık sağkalım oranı olarak beliriyor. Klinik tedavi cerrahi, radyoterapi ve sık sık birlikte kullanılan kemoterapi dayanır. Ancak bu tedavilerin etkisi 1-3 palyatif kalır.
Şimdiye kadar, nöro-onkoloji çalışmaların çoğu (örneğin 4,5) bakın sadece statik bir görünüm sağlayabiliyoruz ve tümör taşıyan hayvanların büyük kohortlar gerçekleştirilen farklı zaman noktalarında kurban teknikleri güveniyor. Intravital görüntüleme göre izleme yöntemlerinin son gelişmeler glioma büyümesi ve tümör hücrelerinin ve zaman içinde aynı hayvan üzerinde kendi patofizyolojik mikro arasındaki etkileşimlerin incelenmesinde sağlar. Bu 6 ana kadar ulaşılmaz bilgi oldu seçkin parçasına yol açar. Ilgi hücrelerinde floresan etiketler ifade eden transjenik hayvanların kullanımı olabilir,Bu yazıda, tümör hücreleri ve nöronlar arasındaki örneğin belirli etkileşimleri çalışmak d.
Geçtiğimiz on yıl içinde, intravital iki-foton mikroskopi 7 (> 500 dura-mater altında mikron) temel nöro-onkoloji çalışmaları ve klinik öncesi denemeler fare beyninin derin Intravital gözlem gerçekleştirme yeteneği için 8,9 bir altın standart haline gelmiştir mikrometrik uzamsal çözünürlük 10. Kronik kafatası pencere 11, implante orthotopical hayvan modelleri intravital iki foton mikroskobu kullanarak, aynı fare 9,12 üzerinde zamanla tümör ilerlemesini takip etmek mümkündür.
Bu, daha önce yayınlanmış hayvan modellerinin en önemli dezavantajlarından biri, dura mater-hücre süspansiyonu 9,13,14 enjeksiyonundan sonra kapalı değildir gibi tümör gelişimini düzenleyen fiziksel kısıtlamaları taklit kalmamasıdır ancak bir. Glioma hücre sızabilenheterotopik birine ortotopik glioma modeli dönüştürüyor epidural boşluk.
Burada sunulan hayvan modeli, bir çapraz-bağlanmış jel hemi-dekstran boncuk ve histo-uyumlu yapıştırıcı ile dura mater-sızdırmaz ardından 200 um'lik bir derinlikte serebral kortekste floresan glioma hücrelerinin bir sferoit olması ile enjekte edilmesini kapsar . Tümör büyümesi patofizyolojik fiziksel kısıtlamaları muhafaza beyin parankiması ile sınırlandırılmıştır. Tümörün Yukarıdaki implante kronik bir cam pencere Intravital iki-foton mikroskopi için kolay bir optik erişim sağlar. Zamanla glioma büyüme takibini gerçekleştirmek ve (floresan Dekstranların vurgulanır nöronlar ve damar burada) olan mikro ile etkileşimini incelemek mümkündür ilgi hücrelerinde floresan etiketleri sentezleyen transgenik hayvanlar kullanma.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yaklaşım, optik görüntüleme yöntemlerinin kullanımı gün ve haftalarda bir ortotopikal implante glioma büyüme üzerinde izlemenizi sağlar. Aynı hayvan daha sonra patoloji sırasında hemen hemen herhangi bir beyin görüntüleme yöntemi tabi tutulabilir; henüz iki-foton mikroskopi özgü hazırlık yaşayan hayvanın beyninde subsellüler çözünürlük elde etmek için eşsiz bir fırsat sunuyor. Bizim protokol glioma hücreleri hasarlı dura aracılığıyla merkezi sinir sistemine bırakabilirsiniz …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar sıcak Dr KK Fenrich Dr MC teşekkür ederim. Amoureux, P. Weber ve yararlı tartışmalar için A. Jaouen; M. Hocine, C. Meunier, M. Metwaly, S. Bensemmane, J. Bonnardel, IBDML de hayvan imkan ve teknik destek için IBDML de PicSIL görüntüleme platformu personel personel. Bu çalışma GR, Agence Nationale de la Recherche (ANR JCJC PathoVisu3Dyn), federasyona Institut National du Kanser (INCA-DGOS-INSERM6038) hibe tarafından desteklenen federasyon burs tarafından, FD la Recherche sur le Cerveau (FRC) dökmek CR de la Recherche Médicale ve Cancéropole PACA.
Materials
| Drill | Dremel (Germany) | 398 | any high quality surgical bone drill would suffice |
| Drill burr (#1/4 Carbide Round Burr) | World Precision Instruments (USA) | 501860 (#1/4) | also sold by Harvard Apparatus |
| Tissue scissors | World Precision Instruments (USA) | 14395 | |
| Dumont tweezers M5S | World Precision Instruments (USA) | 501764 | |
| Dental cement | GACD (USA) | 12-565 & 12-568 | |
| Cyanoacrylate | Eleco-EFD (France) | Cyanolit 201 | |
| Glass capillaries without filament | Clark Electromedical Instruments (UK) | GC100-15 | |
| Microliter syringe (25 µl) | Hamilton (USA) | 702 | |
| Micromanipulator | World Precision Instruments (USA) | Kite-R | |
| T derivation (3-way stopcock – Luer lock) | World Precision Instruments (USA) | 14035-10 | |
| Stereotactic frame (mouse adaptor) | World Precision Instruments (USA) | 502063 | |
| Glass coverslips | Warner Instruments (USA) | CS-5R (64-0700) | |
| Cross-linked dextran gel (Sephadex) G50 Coarse 100-300 µm beads | Available from various suppliers including Sigma (Germany) | ||
| Eye ointment | TVM (France) | Ocry-gel | |
| Fluorescence macroscope | Leica MZFLIII (Germany) | also sold by other companies | |
| Two-photon microscope | Zeiss LSM 7MP (Germany) | also sold by other companies (Nikon, …) | |
| Infrared tunable femtosecond laser (Maï-Taï) | Spectra Physics (USA) | also sold by other companies |
References
- DeAngelis, L. M. Brain tumors. N Engl J Med. 344, 114-123 (2001).
- Ricard, D., et al. Primary brain tumours in adults. Lancet. 379, 1984-1996 (2012).
- Prados, M. D., et al. Phase III randomized study of radiotherapy plus procarbazine, lomustine, and vincristine with or without BUdR for treatment of anaplastic astrocytoma: final report of RTOG 9404. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 58, 1147-1152 (2004).
- Piao, Y., et al. Glioblastoma resistance to anti-VEGF therapy is associated with myeloid cell infiltration, stem cell accumulation, and a mesenchymal phenotype. Neuro Oncol. 14, 1379-1392 (2012).
- Zhai, H., Heppner, F. L., Tsirka, S. E. Microglia/macrophages promote glioma progression. Glia. 59, 472-485 (2011).
- Studwell, A. J., Kotton, D. N. A shift from cell cultures to creatures: in vivo imaging of small animals in experimental regenerative medicine. Mol Ther. 19, 1933-1941 (2011).
- Ustione, A., Piston, D. W. A simple introduction to multiphoton microscopy. J Microsc. 243, 221-226 (2011).
- Ricard, C., et al. Short-term effects of synchrotron irradiation on vasculature and tissue in healthy mouse brain. J Synchrotron Radiat. 16, 477-483 (2009).
- von Baumgarten, L., et al. Bevacizumab has differential and dose-dependent effects on glioma blood vessels and tumor cells. Clin Cancer Res. 17, 6192-6205 (2011).
- Helmchen, F., Denk, W. Deep tissue two-photon microscopy. Nat Methods. 2, 932-940 (2005).
- Mostany, R., Portera-Cailliau, C. A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging. J Vis Exp. , 680 (2008).
- Lathia, J. D., et al. Direct in vivo evidence for tumor propagation by glioblastoma cancer stem cells. PLoS One. 6, (2011).
- Madden, K. S., Zettel, M. L., Majewska, A. K., Brown, E. B. Brain tumor imaging: live imaging of glioma by two-photon microscopy. Cold Spring Harb Protoc. 2013, (2013).
- Winkler, F., et al. Imaging glioma cell invasion in vivo reveals mechanisms of dissemination and peritumoral angiogenesis. Glia. 57, 1306-1315 (2009).
- Newcomb, E., Zagzag, D., Van Meir, E. G. Ch. 12. CNS Cancer, Cancer Drug Discovery and Development. , 227-241 (2009).
- Ulrich, T. A., de Juan Pardo, E. M., Kumar, S. The mechanical rigidity of the extracellular matrix regulates the structure, motility, and proliferation of glioma cells. Cancer Res. 69, 4167-4174 (2009).
