타액 기능 저하의 쥐 모델에서 Retroductal 턱밑 글 랜드 점적 및 현지화 된 분획 조사
Summary
Salivary gland hypofunction, a major adverse effect of head and neck radiotherapy diminishes a patient’s quality of life. The demonstration of efficacy of new therapies in animal models is a prerequisite before clinical transition. This protocol describes retroductal administration and local irradiation of rat submandibular glands.
Abstract
Normal tissues that lie within the portals of radiation are inadvertently damaged. Salivary glands are often injured during head and neck radiotherapy. Irreparable cell damage results in a chronic loss of salivary function that impairs basic oral activities, and increases the risk of oral infections and dental caries. Salivary hypofunction and its complications gravely impact a patient’s comfort. Current symptomatic management of the condition is ineffective, and newer therapies to assuage the condition are needed.
Salivary glands are exocrine glands, which expel their secretions into the mouth via excretory ducts. Cannulation of these ducts provides direct access to the glands. Retroductal delivery of a contrast agent to major salivary glands is a routine out-patient procedure for diagnostic imaging. Using a similar procedure, localized treatment of the glands is feasible. However, performing this technique in preclinical studies with small animals poses unique challenges. In this study we describe the technique of retroductal administration in rat submandibular glands, a procedure that was refined in Dr. Bruce Baum’s laboratory (NIH)1, and lay out a procedure for local gland irradiation.
Introduction
건강한 조직의 담보 파괴는 암 치료의 해로운 부작용의 다수를 차지한다. 방사선 필드 거짓말 주요 침샘의 일부 또는 전부가 불가피하게 파괴된다. 따라서, 골수 이식 전에 경부암, 자궁 경관 임파종 또는 전신 조사를위한 방사선 치료를받은 대부분의 환자들은 방사선, 침샘의 기능 저하 2-6의 일반적인 영구 부작용을 겪는다.
침샘의 유체 생산 선방 세포는 방사선에 심하게 민감하다. 침샘의 손상은 타액의 흐름과 같은 타액 기능 저하라고하는 조건의 급격한 감소하는 발생합니다. 타액의 흐름에서 만성 감소는 저작, 연하, 음성, 맛,하지만 강렬한 통증, 점막 눈물, 연하 곤란, 기회 감염의 병적 인 후유증으로 키 구강 활동을 손상 및 충치는을 악화환자의 건강과 기능 2,3.
방사선 관련 타액선 세포 손실 비가역 때문에, 구강 건조증의 더 교정 치료는 없다. 인공 타액 대체 및 prosecretory 약물로 증상을 assuaging에 초점을 맞추고 현재 치료는 장기적인 구호 6 비효율적이다. 개선 된 방사 전달 기술은 증상의 중증도를 감소 도움이되지만, 정상 조직에 독성 및 부작용은 암 치료에 -6,7- 제한 요소 남아있다. 방사선 – 관련 합병증을 예방하는 선제 대책 따라서, 표준이되고있다. DNA 수리 자유 라디칼 산소 종, 위탁 셀 다시 채우기를 청소할 또는 향상 라디오 – 보호제는 타액 기능 저하 8-11을 피하기 위해 탐구되고있다.
외분비 침샘의 분비는 주요 배설 덕트를 통해 입으로 배출. 일의 내 경구 삽관조영제의 주입을위한 전자 배설 덕트는 외래 환자 절차로 정기적으로 수행됩니다. 유사한 방법을 이용 침샘 직접 국소 치료 (12)를 대상으로 할 수있다. 이 외에 전신 부작용의 위험을 감소에서, retroductal 선 점안 혜택을 추가했다. 도관 트리 주위 타액선 세포의 단층 배열은 모든 타액 상피 세포 표적화 수 있고, 장벽 그랜드 행위 섬유상 캡슐 불필요한 치료 확산을 줄이기 위해. 본질적으로, 침샘은 방사선에 의한 타액의 기능 저하 등의 글 랜드 고통의 표적 치료를위한 최적 적합하다.
주 동안 – (2.5 Gy를 / 분수 / 일, 주 5 일 1.8) 암 치료에 대한 기존의 방사선은 작은 용량으로 제공됩니다. 따라서, 실험 모델의 장기화 조사 방식에 대한 효능을 보여줍니다 라디오 보호 치료는 큰 임상 베어링을 보유하고 있습니다. COMPRO분획 후 방사능 mised 타액 함수 작은 동물에 기록하지만, 방사선 소스, 도즈 비율 및 사용되는 프로토콜은 다양한 9,10,13이다되었다.
이 보고서에 retroductal 배달 및 환자 관련 방사선 소스 및 용량 부분을 사용하여 쥐 턱밑 샘의 지역화 된 방사선하는 방법을 설정합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
침샘은 종종 머리 목 암, 목 노드의 선택 과목 절제, 또는 지역 혈액 종양에 대한 방사선 치료를받은 환자에서 조직 복구의 임계 값을 초과 방사선 량을받을 수 있습니다. 그랜드 유체 분비 선포 세포는 말기 분화되어 있지만, 이들은 역설적 방사선에 민감하다. 분비 기능은 만성 낮은 타액 출력에 복사하고, 돌이킬 수없는 선 피해 결과의 첫 주 이내에 삭제합니다. 가난한 선 기능과 계속된다 구강…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Dr. John Chang (Radiation Oncology, LSU Health Science Center) for assistance with radiation dose measurements. The study was supported by the American Cancer Society (Grant number: 116945-RSG-09-038-01-CCE), National Institute of Health (Grant number: R21CA173162) and the Feist-Weiller Cancer Center.
Materials
| Intramedic Polyethylene tubing (PE10) | Becton Dickson | 427401 | |
| 1/2 cc Insulin Syringe U-100 | Becton Dickson | 309306 | |
| Artificial Tears | Miller Vet Supply | 5098-9840-64 | |
| Hot Bead Sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Perma-Hand silk suture | Ethicon | K833H | |
| Graefe forcep | Fine Science Tools | 11051-10 | |
| Olympus SZX16 Stereo Microscope | Hunt Optics and Imaging | ||
| 6MV Linear Accelerator | Elekta | ||
| Bolus – Skinless | Civco | MTCB410 | |
| Heat Lamp | Braintree Scientific | HL-1 110V |
References
- Delporte, C., et al. Increased fluid secretion after adenoviral-mediated transfer of the aquaporin-1 cDNA to irradiated rat salivary glands. Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (7), 3268-3273 (1997).
- Chambers, M. S., Rosenthal, D. I., Weber, R. S. Radiation-induced xerostomia. Head Neck. 29 (1), 58-63 (2007).
- Sciubba, J. J., Goldenberg, D. Oral complications of radiotherapy. Lancet Oncol. 7 (2), 175-183 (2006).
- Rodrigues, N. A., et al. A prospective study of salivary gland function in lymphoma patients receiving head and neck irradiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75 (4), 1079-1083 (2009).
- Coracin, F. L., et al. Major salivary gland damage in allogeneic hematopoietic progenitor cell transplantation assessed by scintigraphic methods. Bone Marrow Transplant. 37 (10), 955-959 (2006).
- Jensen, S. B., et al. A systematic review of salivary gland hypofunction and xerostomia induced by cancer therapies: management strategies and economic impact. Support Care Cancer. 18 (8), 1061-1079 (2010).
- de Castro, G., Federico, M. H. Evaluation, prevention and management of radiotherapy-induced xerostomia in head and neck cancer patients. Curr Opin Oncol. 18 (3), 266-270 (2006).
- Epperly, M. W., Carpenter, M., Agarwal, A., Mitra, P., Nie, S., Greenberger, J. S. Intraoral manganese superoxide dismutase-plasmid/liposome (MnSOD-PL) radioprotective gene therapy decreases ionizing irradiation-induced murine mucosal cell cycling and apoptosis. In Vivo. 18 (4), 401-410 (2004).
- Cotrim, A. P., Sowers, A., Mitchell, J. B., Baum, B. J. Prevention of irradiation-induced salivary hypofunction by microvessel protection in mouse salivary glands. Mol Ther. 15 (12), 2101-2106 (2007).
- Zheng, C., et al. Prevention of radiation-induced salivary hypofunction following hKGF gene delivery to murine submandibular glands. Clin Cancer Res. 17 (9), 2842-2851 (2011).
- Palaniyandi, S., et al. Adenoviral delivery of Tousled kinase for the protection salivary glands against ionizing radiation damage. Gene Ther. 18 (3), 275-282 (2011).
- Baum, B. J., Voutetakis, A., Wang, J. Salivary glands: novel target sites for gene therapeutics. Trends Mol Med. 10 (12), 585-590 (2004).
- Limesand, K. H., et al. Insulin-like growth factor-1 preserves salivary gland function after fractionated radiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 78 (2), 579-586 (2010).
- Timiri Shanmugam, P. S., et al. Recombinant AAV9-TLK1B administration ameliorates fractionated radiation-induced xerostomia. Hum Gene Ther. 24 (6), 604-612 (2013).
- Coppes, R. P., Vissink, A., Konings, A. W. T. Comparison of radiosensitivity of rat parotid and submandibular glands after different radiation schedules. Radiother Oncol. 63 (3), 321-328 (2002).
- Sunavala-Dossabhoy, G., Palaniyandi, S., Richardson, C., De Benedetti, A., Schrott, L., Caldito, G. TAT-mediated delivery of Tousled protein to salivary glands protects against radiation-induced hypofunction. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 84 (1), 257-265 (2012).
- Baum, B. J., et al. Transfer of the AQP1 cDNA for the correction of radiation-induced salivary hypofunction. Biochim Biophys Acta. 1758 (8), 1071-1077 (2006).
- Tran, S. D., et al. Paracrine effects of bone marrow soup restore organ function, regeneration, and repair in salivary glands damaged by irradiation. PLoS One. 8 (4), e61632 (2013).
- Nanduri, L. S., et al. Salisphere derived c-Kit+ cell transplantation restores tissue homeostasis in irradiated salivary gland. Radiother Oncol. 108 (3), 458-463 (2013).
- Arany, S., Benoit, D. S., Dewhurst, S., Ovitt, C. E. Nanoparticle-mediated gene silencing confers radioprotection to salivary glands in vivo. Mol Ther. 21 (6), 1182-1194 (2013).
- Voutetakis, A., et al. Reengineered salivary glands are stable endogenous bioreactors for systemic gene therapeutics. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (9), 3053-3058 (2004).
