간 염증과 섬유증의 설정에서 발생하는 간세포암의 종양 성 간세포 유도 직교 마우스 모델
Summary
여기서, 간세포암(HCC)의 전형적인 면역 특징을 재기하는 간암의 임상적으로 관련 있는 뮤린 모델의 개발을 설명한다.
Abstract
간세포암(HCC)의 전형적인 면역 특성을 다루는 임상적으로 관련된 동물 모델의 부재는 근본적인 메커니즘의 해명과 혁신적인 면역 치료 전략의 개발을 크게 저해했습니다. 인간 HCC를 재량화하는 이상적인 동물 모델을 개발하기 위해, 면역 적격 남성 C57BL/6J 마우스는 먼저 간 섬유증을 유도하기 위해 탄소 사염화물 (CCl4)주사를 받은 다음 젊은 남성으로부터 조직학적으로 정상 인간 세포체를 받습니다. SV40 T 항원 (TAg)-형질전환 마우스 (MTD2) 인트라 비장 (ISPL) 접종에 의해. 사춘기에 수용자 남성 마우스에서 생성 된 안 드로 겐 간 특이적 프로모터의 제어 하에 TAg 발현을 시작. 결과적으로, 전송된 간세포는 암세포가 되고 간 섬유증/간경변의 조정에 있는 종양 질량을 형성합니다. 이 새로운 모델은 간 섬유증/간경변의 맥락에서 인간 HCC 개시 및 진행을 모방하고 면역 기능 장애를 포함하여 인간 HCC의 가장 전형적인 특징을 반영합니다.
Introduction
간세포암(HCC)은 미국에서 가장 빠르게 증가하는 유형의 암(미국)1,2,3. 매년 약 850,000개의 새로운 사례가4,5 및 700,000명의 환자가 이 치명적인질병으로6, 7,8,9,10으로 진단됩니다. 전 세계적으로 암 관련 사망의 두 번째로 높은 원인입니다. HCC의 관리는 외과적 절제술, 이식, 절제, 화학색전증, 또는소라페닙(sorafenib) 과같은 전신 요법을 포함한다. 외과 절제술 또는 이식으로 조기 진단 및 관리는 전체 생존 율이 가장 높은4. 불행하게도, 환자의 대다수는 나중 단계에서 나타나고 절제, 화학색전증 또는 sorafenib12를가진 관리를 요구합니다. 소라페닙, 수용 체 티로신 키 나 제 억제제 (RTKI), 에 식품 의약품 안전 청에 의해 승인 되었다 2008 절제 할 수 없는 HCC 치료에 사용할 수 있는 유일한 전신 약물 치료로. 약물은 전체 생존율이 7.9개월에서10.7개월13개월로소폭 증가하지만, HCC 관리에 활용될 수 있는 새로운 치료 전략을 제공했다.
확립된 암을 제거하기 위해 면역체계를 조작하는 것은 암 연구에서 급속히 성장하고 있는 분야이다14. 면역 검사점 연구는 암 치료15,16에서면역 치료 약물 개발을 상당히 진전하였다. FDA는 세포독성 T-림프구 항원 4(CTLA-4), 프로그램된 세포 사멸 단백질 1(PD-1), 흑색종, 폐암, 두경부암 및 방광암 치료를 위한 리간드 PD-L1에 대한 항체(Abs) 사용을승인했다. 18세 , 19세 , 20.진행 중인 HCC의 치료를 위해 PD-1, PD-L1 또는 CTLA-4에 대하여 하나 또는 다중 항체를 이용한 단독요법 또는 병용 요법의 임상 시험이 진행 중이다21,22,23,일부 시험은 유리한 결과를 보여 주었다. 2017년, FDA는 소아페닙에 대한 내성이 있는 HCC 환자를 치료하기 위해 항 PD-1 항체에 대한 조기 승인을 승인했지만, 이 치료법의 전반적인 반응률은 14.3%에 불과합니다. 다른 전략은 이 때 임상 실습으로 번역되지 않았습니다24,25. 면역체크체크치료개선을위한종양유발심오한면역내성을극복26; 면역 체크포인트 치료의 효능을 예측; 면역 관련 부작용 방지; 최적화 관리 경로, 복용량, 그리고 주파수; 그리고 치료의 효과적인 조합을 찾는27,28,29 모두 매우 어려운 작업 남아있다.
현재 마우스 모델에서 HCC를 유도하는 데 사용되는 몇 가지 통상적인 접근법이 있으며, 조사자의 특정 연구 질문30에따라 활용되고 있다. 화학적으로 유도된 HCC 마우스 모델은 유해성 화합물을 가지고 상해 유발 악성을 모방한다. HCC 세포주의 자궁외 또는 직교 이식을 통한 이종이식 모델은 약물 스크리닝에 적합합니다. 많은 유전자 변형 마우스가 HCC의 병리생리학을 조사하도록 설계되었습니다. 바이러스 성 유전자를 발현 하는 형질 전환 마우스, 종양 유전자 및 성장 인자 간 암 선 에서 관련 된 경로의 식별을 허용. 본래의 한계로 인해, 이러한 모델은 인간 HCC에서 볼 수 있는 전형적인 면역 특성을 되풀이하지 않으며, 이는 근본적인 메커니즘의 해명과 혁신적인 면역 치료 전략의 개발을 크게 저해했습니다14 ,15. 우리는 최근에 임상적으로 관련있는 뮤린 모형을 만들었습니다. 이 새로운 모델은 인간 HCC 개시 및 진행을 모방할 뿐만 아니라 면역 기능 장애를 포함한 인간 질병의 가장 전형적인 특징을 반영합니다. 우리는 그것의 생물학적 및 면역학적 특성을 특징으로 합니다. 이 새로운 모델을 활용하여 HCC31, 32,33,34,35,36을치료하기 위한 다양한 면역 치료 전략을 탐구했습니다. 37. 이 독특한 플랫폼은 종양 유발 면역 내성의 메커니즘을 연구하고 최종 임상 번역을 향한 HCC에 대한 개념 증명 치료 전략을 개발할 수 있게 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜을 통해 우리는 인간 HCC 개시 및 진행을 모방하는 HCC의 신뢰할 수 있고 재현 가능한 뮤린 모델을 확립했습니다. 임상적으로, 많은 위험 요소는 연속적으로 간 손상을 유도, 간 섬유증, 간경변과 HCC의 최종 단계. 우리의 프로토콜에서, CCl4의 IP 주입은 먼저 야생 형 마우스에서 간 섬유증을 생산하는 데 사용되며, 이는 후속 종양 발생 간 세포가 간 섬유증의 설정에서 종양을 형성 …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 NIH / NCI R01 CA16435-01A1 (K. F. 스타벨리 – 오 캐롤, PI) 및 NIH / NCI R01CA208396 (마크 케스터, 광푸 리, 케빈 F. 스타벨리 – 오 캐롤)에 의해 지원됩니다.
Materials
| Anesthesia machine | VETEQUIP | IMPAC6 | anesthesia machine for surgery |
| Butterfly needle | BD | 8122963 | Needle used for liver perfusion |
| C57BL/6 mice | Jackson Lab | 000664 | mice used in prototol |
| Carprofen | CRESCENT CHEMICAL | 20402 | carprofen for pain release |
| Cell Strainer | CORNING | REF 431751 | Cell strainer, 70µm, for hepatocytes isolation |
| Centrifuge | Beckman Coulter | Allegra X-30R | centrifuge for cell isolation |
| Clips | Teleflex Medical | REF 523700 | Titanium Clips for spleen |
| Microscope | Zeiss | Primovert | microscope for cell observation |
| Mtd2 mice | N/A | Gift from Dr. William A Held at roswell Park Cancer Institute in 2002, maintained in our lab | |
| Needle | BD | REF 305109 | BD precisionglide needle, 27G x 1/2 (0.4mm x 13mm) |
| Suture | ETHICON | J303H | coated VICRYL suture |
| SV40 T Ag antibody | Abcam | ab16879 | anti-SV40 T-antigen antibody for IHC |
| Syringe | BD | REF 309626 | 1 mL TB syringe for cell injection |
| Trypan blue | SIGMA | T 8154 | Trypan blue solution for cell viability test |
| Wound clips | Reflex | reflex9, Part. No. 201-1000 | stainless steel wound clips for wound close |
Referenzen
- O’Connor, S., Ward, J. W. Hepatocellular carcinoma – United States. Morbidity and Mortality Weekly Report. 59, 517-520 (2010).
- Petrick, J., Kelly, S., Altekruse, S., McGlynn, K., Rosenberg, P. Future of Hepatocellular Carcinoma Incidence in the United States Forecast Through 2030. Journal of clinical oncology: official journal of the American Society of Clinical Oncology. 34, 1787-1794 (2016).
- Greten, T., Lai, C., Li, G., Staveley-O’Carroll, K. Targeted and Immune-based Therapies for Hepatocellular Carcinoma. Gastroenterology. 156, 510-524 (2019).
- Llovet, J., Zucman-Rossi, J., Pikarsky, E., Sangro, B., Schwartz, M., Sherman, M., Gores, G. Hepatocellular Carcinoma. Nature reviews. Disease primers. 2, 16018 (2016).
- Ding, X., et al. Precision medicine for hepatocellular carcinoma: driver mutations and targeted therapy. Oncotarget. 8, 55715-55730 (2017).
- Colombo, M., Maisonneuve, P. Controlling liver cancer mortality on a global scale: still a long way to go. Journal of Hepatology. 67, 216-217 (2017).
- Llovet, J., Burroughs, A., Bruix, J. Hepatocellular carcinoma. Lancet. 362, 1907-1917 (2003).
- Parkin, D., Bray, F., Ferlay, J., Pisani, P. Estimating the world cancer burden: Globocan 2000. International Journal of Cancer. 94, 153-156 (2001).
- Thomas, M., Zhu, A. Hepocellular carcinoma: the need for progress. Journal of Clinical Oncology. 23, 2892-2899 (2005).
- Llovet, J., Bruix, J. Molecular targeted therapies in hepatocellular carcinoma. Hepatology. 48, 1312-1327 (2008).
- Bruix, J., Sherman, M. Management of hepatocellular carcinoma: an update. Hepatology. 53, 1020-1022 (2011).
- Pang, T., Lam, V. Surgical management of hepatocellular carcinoma. World Journal of Hepatology. 7, 245-252 (2015).
- Llovet, J., et al. Design and endpoints of clinical trials in hepatocellular carcinoma. Journal of the National Cancer Institution. 100, 698-711 (2008).
- Mueller, K. Cancer immunology and immunotherapy. Realizing the promise. Introduction. Science. 348, 54-55 (2015).
- Gajewski, T., Schreiber, H., Fu, Y. Innate and adaptive immune cells in the tumor microenvironment. Nature Immunology. 14, 1014-1022 (2013).
- Ribas, A., Wolchok, J. Combining cancer immunotherapy and targeted therapy. Current Opinion in Immunology. 25, 291-296 (2013).
- Postow, M., Callahan, M., Wolchok, J. Immune checkpoint blockade in cancer therapy. Journal of Clinical Oncology: Official Journal of the American Society of Clinical Oncology. 33, 1974-1982 (2015).
- Gao, J., et al. VISTA is an inhibitory immune checkpoint that is increased in ipilimumab therapy in patients with prostate cancer. Nature Medicine. 23, 551-555 (2017).
- Hahn, A., Gill, D., Pal, S., Agarwal, N. The future of immune checkpoint cancer therapy after PD-1 and CTLA-4. Immunotherapy. 9, 681-692 (2017).
- Remon, J., Besse, B. Immune checkpoint inhibitors in first-line therapy of advanced non-small cell lung cancer. Current Opinion in Oncology. 29, 97-104 (2017).
- Kudo, M. Immune checkpoint blockade in hepatocellular carcinoma: 2017 update. Liver Cancer. 6, 1-12 (2017).
- Kudo, M. Immune checkpoint inhibition in hepatocellular carcinoma: Basics and ongoing clinical trials. Oncology. 92, 50-62 (2017).
- Breous, E., Thimme, R. Potential of immunotherapy for hepatocellular carcinoma. Journal of Hepatology. 54, 830-834 (2011).
- Sprinzl, M., Galle, P. Facing the dawn of immunotherapy for hepatocellular carcinoma. Journal of Hepatology. 59, 9-10 (2013).
- Liu, D., Staveley-O’Carroll, K., Li, G. Immune-based therapy clinical trials in hepatocellular carcinoma. Journal of Clinical Cell Immunology. 6, 376 (2015).
- Greten, T., Wang, X., Korangy, F. Current concepts of immune based treatments for patients with HCC: from basic science to novel treatment approaches. Gut. 64, 842-848 (2015).
- Koster, B., de Gruijl, T., van den Eertwegh, A. Recent developments and future challenges in immune checkpoint inhibitory cancer treatment. Current Opinion in Oncology. 27, 482-488 (2015).
- Johnson, D., Sullivan, R., Menzies, A. Immune checkpoint inhibitors in challenging populations. Cancer. 123, 1904-1911 (2017).
- Li, H., et al. Programmed cell death-1 (PD-1) checkpoint blockade in combination with an mTOR inhibitor restrains hepatocellular carcinoma growth induced by hepatoma cell-intrinsic PD-1. Hepatology. 66, 1920-1933 (2017).
- Heindryckx, F., Colle, I., van Vlierberghe, H. Experimental mouse models for hepatocellular carcinoma research. International Journal of Experimental Pathology. 90, 367-386 (2009).
- Qi, X., et al. Development of inCVAX, in situ cancer vaccine, and its immune response in mice with hepatocellular cancer. Journal of Clinical and Cellular Immunology. 7, 438 (2016).
- Qi, X., et al. Development of a radiofrequency ablation platform in a clinically relevant murine model of hepatocellular cancer. Cancer Biology and Therapy. 16, 1812-1819 (2015).
- Liu, D., et al. Sunitinib represses regulatory T cells to overcome immunotolerance in a murine model of hepatocellular cancer. Oncoimmunology. 7, 1372079 (2017).
- Staveley-O’Carroll, K., et al. In vivo ligation of CD40 enhances priming against the endogenous tumor antigen and promotes CD8+ T cell effector function in SV40 T antigen transgenic mice. Journal of Immunology. 171, 697-707 (2003).
- Avella, D., et al. Regression of established hepatocellular carcinoma is induced by chemoimmunotherapy in an orthotopic murine model. Hepatology. 55, 141-152 (2012).
- Li, G., et al. Successful chemoimmunotherapy against hepatocellular cancer in a novel murine model. Journal of Hepatology. 66, 75-85 (2017).
- Li, G., et al. Nanoliposome C6-ceramide increases the anti-tumor immune response and slows growth of liver tumors in ice. Gastroenterology. 154, 1024-1036 (2018).
- Held, W., et al. T antigen expression and tumorigenesis in transgenic mice containing a mouse major urinary protein/SV40 T antigen hybrid gene. EMBO Journal. 8, 183-191 (1989).
- Hanahan, D., Weinber, R. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
