Multimodale Biolumineszenz und Positronic-Emissions-Tomographie/Computational Tomographie Bildgebung des multiplen Myeloms Knochenmark Xenotransplantate NOG Mäuse
Summary
Hier verwenden wir Biolumineszenz, Röntgen und Positronen-Emissions-Tomographie/berechnet Tomographie Bildgebung wie hemmende mTOR-Aktivität zu studieren Auswirkungen des Knochenmarks pfropfte Myelom Tumoren in einem Xenograft-Modell. Dies ermöglicht eine physiologisch relevante, nicht-invasive und multimodalen Analysen der Anti-Myelom-Wirkung von Therapien gezielt Knochenmark pfropfte Myelom Tumoren in Vivo.
Abstract
Multiples Myelom (MM) Tumoren Einheilungschancen im Knochenmark (BM) und ihr Überleben und ihren Verlauf sind abhängig von komplexen molekularen und zellulären Interaktionen, die innerhalb dieser Mikroumgebung vorhanden sind. Noch dürfen nicht der BM Mikroumgebung leicht replizierten in Vitro, die potenziell die physiologische Relevanz viele in-vitro- und ex-Vivo experimentelle Modelle beschränkt. Diese Probleme können überwunden werden, durch die Verwendung eines Xenograft-Modells in die Luciferase (LUC)-transfizierten Zellen 8226 MM werden speziell in der Maus Skelett Einheilungschancen. Wenn diese Mäuse das entsprechende Substrat gegeben sind, kann durch Messung der Biolumineszenz Bilder (BLI) produziert von den Tumoren in VivoD-Luciferin, die Auswirkungen der Therapie auf Tumorwachstum und überleben analysiert werden. Eine Zusammenführung dieser Daten BLI mit positronic-Emissions-Tomographie/computergestützte Tomographie (PET/CT) Analyse mit dem metabolischen Marker 2-Deoxy – 2-(18F) Fluoro-D-Glucose (18F-FDG) wird verwendet, um Veränderungen im Stoffwechsel Tumor im Laufe der Zeit zu überwachen. Diese bildgebenden Plattformen ermöglichen mehrere nichtinvasive Messungen innerhalb der Tumor/BM Mikroumgebung.
Introduction
MM ist eine unheilbare Krankheit, bestehend aus bösartigen Plasma B-Zellen, die die BM zu infiltrieren und Knochenabbau, Anämie, Niereninsuffizienz und Infektion verursachen. MM macht sich 10-15 % aller malignen hämatologischen Erkrankungen1 und ist die häufigste Krebserkrankung, das Skelett2einzubeziehen. Die Entwicklung von MM ergibt sich aus der onkogenen Transformation der langlebigen Plasmazellen, die in den germinal Zentren der lymphatischen Geweben hergestellt werden, bevor Sie schließlich an die BM3homing. Die BM zeichnet sich durch sehr heterogen Nischen; wie vielfältige und kritischen zelluläre Komponenten, Regionen der niedrigen pO2 (Hypoxie), umfangreiche Vaskularisierung, komplexen extrazellulären Matrizen und Cytokine und Wachstumsfaktoren Netzwerke, die auf MM Tumorgenesis4beitragen. Somit wäre die Entwicklung eines disseminierten MM Xenograft-Modells zeichnet sich durch Tumoren, die streng in der BM aufgeprägt sind ein sehr mächtiges und klinisch relevante Werkzeug MM Pathologie in Vivo5,6zu studieren. Zahlreiche technische Hürden können jedoch die Wirksamkeit der meisten Xenograft-Modelle, so dass sie kostspielig und schwierig anzuwenden einschränken. Dazu gehören Probleme im Zusammenhang mit konsistent und reproduzierbare Tumor Engraftment innerhalb der BM-Nische, eine längere Zeit zur Entwicklung von Tumoren und Einschränkungen in der Fähigkeit, direkt beobachten und Messen von Veränderungen der Tumor Wachstum/überleben ohne Opfern Sie Mäuse im Verlauf des Experiments7,8.
Dieses Protokoll verwendet eine modifizierte Xenograft-Modell, das ursprünglich von Miyakawa Et Al. entwickelt wurde 9, in denen eine intravenöse (IV) Herausforderung mit Myelom-Zellen ergibt “verbreitet” Tumoren, die konsequent und reproduzierbar in BM NOD/SCID/IL-2γ(null) (NOG) Mäuse10weiterhin. Die in Situ -Visualisierung dieser Tumoren wird erreicht, indem die beständigen Transfection 8226 menschlichen MM-Zell-Linie mit einem LUC Allel und seriell messen die Veränderungen in der BLI durch diese eingepflanzt Tumor Zellen6produziert. Wichtig ist, kann dieses Modell erweitert werden um verschiedene andere LUC exprimierenden menschlichen MM Zelllinien (z. B.U266 und OPM2) zu verwenden mit einer ähnlichen Neigung, speziell in das Skelett von NOG Mäusen Einheilungschancen. Die Identifizierung der Tumoren durch Biolumineszenz-Bildgebung der Mäuse gefolgt wird durch die Messung der Aufnahme von radiopharmazeutischen Sonden (z. B. 18F-FDG) von PET/CT zusammen, dadurch für zusätzliche Charakterisierung von kritischen biochemischen wegen (z.B. Veränderungen im Stoffwechsel, Änderungen in Hypoxie und die Induktion der Apoptose) innerhalb der Tumor/BM Mikroumgebung. Die großen Stärken dieses Modells können hervorgehoben werden, durch die Verfügbarkeit einer breiten Palette von radioaktiven, Biolumineszenz und fluoreszierende Sonden und Markierungen, die verwendet werden können, um MM Fortschreiten und Pathologie in Vivozu untersuchen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Trotz einer Vielzahl von präklinischen Xenograft Modelle MM6,9,11,12,13bleibt die Fähigkeit, die Tumor/BM-Interaktionen innerhalb der BM Mikroumgebung schwierig 14. die hier beschriebenen Techniken ermöglichen die schnelle und reproduzierbare Engraftment 8226-LUC Tumoren Zellen in das Skelett von NOG Mäusen.
<p class="jove_conte…Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde unterstützt durch eine VA-Verdienst-grant1I01BX001532 von der Vereinigte Staaten Abteilung der Veteranen Angelegenheiten biomedizinische Laborforschung und Entwicklung Service (BLRDS), P.F und E.C. erkennt an Unterstützung aus dem VA klinische Wissenschaft R & D Service ( Merit Award-I01CX001388) und VA Rehabilitation R & D Service (Merit Award I01RX002604). Weitere Unterstützung kam von einem UCLA Fakultät Seed Grant, j.k. Diese Inhalte repräsentieren nicht unbedingt die Meinung der uns Department of Veterans Affairs oder der US-Regierung.
Materials
| 8226 human myeloma cell line | ATCC | CCL-155 | |
| NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ Mice (NOG) | Jackson Labs | 5557 | |
| VivoGlo Luciferin substrate | Promega | P1041 | |
| Hypoxyprobe-1Kit | HPL | HP1-100 | |
| PE-CD45 (clone H130) | BD Biosciences | 555483 | Used for flow cytometry to identify human CD45+ tumor cells in BM exudate |
| rabbit anti-human CD45 (clone D3F8Q) | Cell Signaling Technology | 70527 | Primary antibody used for Immunohistochemistry of excised bone |
| Goat Anti-rabbit IgG (HRP conjugated) | ABCAM | ab205718 | Seconday antibody used for Immunohistochemistry of excised bone |
| Dual-Luciferase Reporter Assay System | Promega | E1910 | |
| pGL4.5 Luciferase Reporter Vector | Promega | E1310 | |
| IVIS Lumina XRMS In Vivo Imaging System | Perkin Elmer | ||
| Sofie G8 PET/CT Imaging System | Perkin Elmer |
Referenzen
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