Summary

Imaging Glioma Iniziazione<em> In Vivo</em> Attraverso un lucido e sottile rinforzato cranio finestra craniale

Published: November 20, 2012
doi:

Summary

Grazie alla combinazione di un lucido e rafforzata sottile cranio (porte) cranica finestra e il glioblastoma (GBM) l'iniezione di cellule, possiamo osservare l'inizio glioma e la crescita di cellule di GBM iniettate nel cervello di un topo vivo longitudinalmente.

Abstract

Glioma è una delle forme più letali di cancro umano. La terapia più efficace per glioma data-chirurgia seguita da radioterapia-offre ai pazienti solo benefici modesti, come la maggior parte dei pazienti non sopravvive più di cinque anni dopo la diagnosi a causa di 1,2 glioma ricaduta. La scoperta delle cellule staminali tumorali nei tumori cerebrali umani promette di avere un impatto enorme sullo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per il glioma 3. Cellule staminali tumorali sono definite dalla loro capacità sia di auto-rinnovarsi e differenziarsi, e si pensa siano le uniche cellule di un tumore che hanno la capacità di avviare nuovi tumori 4. Glioma radioterapia recidiva seguente è pensato per derivare da resistenza delle cellule staminali di glioma (GSC) alla terapia 5-10. In vivo, GSC sono mostrati di risiedere in una nicchia perivascolare che è importante per mantenere le loro cellule staminali-simili caratteristiche 11-14 . Al centro della organizzazionezione della nicchia GSC sono cellule endoteliali vascolari 12. I dati esistenti suggeriscono che la GSC e la loro interazione con le cellule endoteliali vascolari sono importanti per lo sviluppo del tumore, e identificare GSC e la loro interazione con le cellule endoteliali come importanti bersagli terapeutici per glioma. La presenza di GSC è determinato sperimentalmente in base alla capacità di avviare nuovi tumori upon trapianto ortotopico 15. Questo è in genere ottenuto iniettando un certo numero di cellule isolate da GBM tumori umani nel cervello di gravemente immuno-carente topo, o di cellule di topo GBM nel cervello di topi ospitanti congenici. Saggi di crescita tumorale vengono poi effettuate dopo un tempo sufficiente a consentire GSC tra le cellule iniettate GBM dare origine a nuovi tumori-tipicamente diverse settimane o mesi. Quindi, saggi esistenti non consentono esame del processo patologico importante di iniziazione tumore da GSC singoli in vivo. Di conseguenza, i essenzialensights nei ruoli specifici di GSC e la loro interazione con le cellule endoteliali vascolari nelle prime fasi di iniziazione tumorale mancano. Questi germi di pensiero sono fondamentali per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per il glioma, e avrà grandi implicazioni per la prevenzione delle recidive nei pazienti con glioma. Qui abbiamo adattato le porte procedura cranica finestra 16 e in vivo a due fotoni microscopia per permettere la visualizzazione di iniziazione del tumore dalle cellule GBM iniettate nel cervello di un topo vivo. La nostra tecnica aprirà la strada per futuri sforzi per chiarire i principali meccanismi di segnalazione tra GSC e cellule endoteliali vascolari durante l'iniziazione glioma.

Protocol

1. Protocollo Anestetizzare il mouse con chetamina e xilazina alla dose di 0,1 mg di ketamina e 0,01 mg di xilazina per 1 g di peso corporeo. Carprofen (0,005 mg per 1 g di peso corporeo) è utilizzato per analgesia e viene somministrato prima dell'intervento. Tutti gli strumenti chirurgici, compresa la punta dentale, sono sterilizzati a vapore in autoclave. Se ambulatori lotti devono essere eseguite, le punte di strumenti chirurgici devono essere sterilizzati con una perlina di vetro sterilizza…

Discussion

La chiave per una finestra portuale di successo del cranio è l'assottigliamento e la lucidatura. Mentre il diradamento iniziale può essere eseguita rapidamente, occorre prestare attenzione a garantire assottigliamento omogenea del cranio su una vasta area. Abbiamo tipicamente applicare un sottile strato di soluzione salina al cranio, e quindi un passaggio sottile il cranio alla volta, in modo tale che la soluzione salina evapora poco dopo la microdrill è passato sopra la volta cranica. Questo ci permette di lenta…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è supportato da Il Laboratorio pilota di Grant Jackson Cancer Center e The Maine Cancer Foundation.

Materials

Name of reagent Company Catalogue number Comments (optional)
DMEM/F12(1:1) with Sodium Pyruvate Thermo Sci Hyclone SH3026101
B-27 Serum Free Supplement (50x) Invitrogen 17504-044
GlutaMax-1 Supplement Invitrogen 35050061
Penicillin-Streptomycin Solution Thermo Sci Hyclone SV30010
Accutase-Enzyme Cell Detachment Medium eBiosciences 00-4555-56
T25 flasks-vent cap green SARSTEDT 83.1810.502
70% alcohol JAX LAHS
10% povidone-iodine topical solution JAX LAHS
Ketamine HCl Butler Animal Health Supply NDC# 11695-0550-1
Xylazine Akorn, Inc. NADA# 139-236
Carprofen JAX LAHS
Ophthalmic ointment Dechra Veterinary Products 17033-211-38
0.5% Lidocaine HCl REGENT, Inc. NDC 0517-0625-25
Cyanoacrylate glue Henkel Corp. 46551
Sterile Swabs Fisher Scientific 23-400-114
Diamond paste Widget Supply BBE60
Tin oxide LORTONE, Inc. 591-038
Liner Bond 2V KURARAY Medical Inc. 1921-KA
Clearfil AP-X KURARAY Medical Inc. 1721-KA
Saline JAX LAHS
Cover glass Warner Instruments 64-0720
Hex Nut Small Parts, Inc. HNX-0090-C
Syringe Pump Syringepump.com NE-1000
Two-Photon imaging system Custom built (Any commercial system would work)

References

  1. Paulino, A. C., Teh, B. S. Treatment of brain tumors. N. Engl. J. Med. 352, 2350-2353 (2005).
  2. Stupp, R., et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med. 352, 987-996 (2005).
  3. Singh, S. K., et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 432, 396-401 (2004).
  4. Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
  5. Cheng, L., Bao, S., Rich, J. N. Potential therapeutic implications of cancer stem cells in glioblastoma. Biochem. Pharmacol. 80, 654-665 (2010).
  6. Cheng, L., Ramesh, A. V., Flesken-Nikitin, A., Choi, J., Nikitin, A. Y. Mouse models for cancer stem cell research. Toxicol. Pathol. 38, 62-71 (2010).
  7. Dirks, P. B. Brain tumor stem cells: the cancer stem cell hypothesis writ large. Mol. Oncol. 4, 420-430 (2010).
  8. Ebben, J. D., et al. The cancer stem cell paradigm: a new understanding of tumor development and treatment. Expert Opin. Ther. Targets. 14, 621-632 (2010).
  9. Germano, I., Swiss, V., Casaccia, P. Primary brain tumors, neural stem cell, and brain tumor cancer cells: where is the link. Neuropharmacology. 58, 903-910 (2010).
  10. Park, D. M., Rich, J. N. Biology of glioma cancer stem cells. Mol. Cells. 28, 7-12 (2009).
  11. Bao, S., et al. Stem cell-like glioma cells promote tumor angiogenesis through vascular endothelial growth factor. Cancer Res. 66, 7843-7848 (2006).
  12. Calabrese, C., et al. A perivascular niche for brain tumor stem cells. Cancer Cell. 11, 69-82 (2007).
  13. Barami, K. Relationship of neural stem cells with their vascular niche: implications in the malignant progression of gliomas. J. Clin. Neurosci. 15, 1193-1197 (2008).
  14. Gilbertson, R. J., Rich, J. N. Making a tumour’s bed: glioblastoma stem cells and the vascular niche. Nat. Rev. Cancer. 7, 733-736 (2007).
  15. Cho, R. W., Clarke, M. F. Recent advances in cancer stem cells. Curr. Opin. Genet. Dev. 18, 48-53 (2008).
  16. Drew, P. J., et al. Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull. Nat. Methods. 7, 981-984 (2010).

Play Video

Citer Cet Article
Zhang, L., Lapierre, A., Roy, B., Lim, M., Zhu, J., Wang, W., Sampson, S. B., Yun, K., Lyons, B., Li, Y., Lin, D. Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window. J. Vis. Exp. (69), e4201, doi:10.3791/4201 (2012).

View Video