Summary

Imágenes Glioma Iniciación<em> En Vivo</em> A través de un pulido y reforzado fina calavera ventana craneal

Published: November 20, 2012
doi:

Summary

Mediante la combinación de un pulido y reforzado delgada cráneo (puertos) craneal ventana y glioblastoma (GBM) la inyección de células, se puede observar la iniciación glioma y el crecimiento de las células de GBM inyectados en el cerebro de un ratón vivo longitudinalmente.

Abstract

El glioma es el de las formas más letales de cáncer humano. La terapia del glioma más eficaz hasta la fecha de la cirugía seguida de radiación con el tratamiento ofrece al paciente modestos beneficios, como la mayoría de los pacientes no sobreviven más de cinco años después del diagnóstico debido a glioma 1,2 recaída. El descubrimiento de las células madre del cáncer en los tumores cerebrales humanos promete tener un impacto enorme en el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para el glioma 3. Las células madre cancerosas se definen por su capacidad tanto de auto-renovación y diferenciar a, y se cree que son las únicas células en un tumor que tiene la capacidad de iniciar nuevos tumores 4. Glioma terapia de recaída después de la radiación se cree que surgen de la resistencia de las células madre de glioma (GSCS) a la terapia 5-10. In vivo, GSCS se muestran a residir en un nicho perivascular que es importante para mantener sus madre similares a células características 11-14 . Central a la organizaciónción del nicho GSC son las células endoteliales vasculares 12. La evidencia actual sugiere que GSCS y su interacción con las células endoteliales vasculares son importantes para el desarrollo del tumor, e identificar GSCS y su interacción con las células endoteliales como importantes dianas terapéuticas para el glioma. La presencia de GSCS se determina experimentalmente mediante su capacidad de iniciar nuevos tumores en trasplante ortotópico 15. Esto se consigue normalmente mediante la inyección de un número específico de células aisladas de tumores GBM humanos en los cerebros de severamente inmuno-ratones deficientes, o de células de ratón de GBM en los cerebros de los ratones receptores congénicos. Los ensayos para el crecimiento del tumor se realiza entonces después de un tiempo suficiente para permitir GSCS entre las células inyectadas GBM para dar lugar a nuevos tumores-típicamente de varias semanas o meses. Por lo tanto, los ensayos existentes no permiten examinar el importante proceso patológico de la iniciación del tumor de GSCS solteras en vivo. Por consiguiente, es esencial quensights en las funciones específicas de GSCS y su interacción con las células endoteliales vasculares en las primeras etapas de la iniciación del tumor se carece. Estas ideas son fundamentales para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para el glioma, y ​​tendrá grandes implicaciones para la prevención de recaídas en pacientes con glioma. Aquí se han adaptado los puertos procedimiento de ventana craneal 16 e de vivo de dos fotones microscopía para permitir la visualización de la iniciación del tumor a partir de células de GBM inyectados en el cerebro de un ratón vivo. Nuestra técnica allanará el camino para los futuros esfuerzos por esclarecer los mecanismos clave de señalización entre GSCS y células endoteliales vasculares durante el inicio del glioma.

Protocol

1. Protocolo Se anestesia el ratón con ketamina y xilazina a dosis de ketamina 0,1 mg y 0,01 mg de xilazina por 1 g de peso corporal. Carprofeno (0,005 mg por 1 g de peso corporal) se utiliza para la analgesia y se administra antes de la cirugía. Todas las herramientas quirúrgicas, como la broca dental, son esterilizados con vapor en un autoclave. Si cirugías lotes se van a realizar, las puntas de los instrumentos quirúrgicos deben ser re-esterilizado con un esterilizador de cuentas de vidrio (…

Discussion

La clave de una ventana craneal puertos exitoso es el adelgazamiento y pulido. Mientras que el adelgazamiento inicial puede ser realizada rápidamente, se debe tener cuidado para asegurar homogénea adelgazamiento del cráneo sobre un área grande. Nos típicamente aplicar una capa delgada de solución salina al cráneo, y luego delgada del cráneo una pasada a la vez, tal que la solución salina se evapora poco después de la microtaladro ha pasado sobre el cráneo una vez. Esto nos permite lenta pero más homogénea d…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo es apoyado por The Jackson Laboratory Cancer Center Pilot Grant y La Fundación del Cáncer de Maine.

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).

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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).

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