Summary

Доклинические Ортотопическая мышиной модели рака простаты человека

Published: August 29, 2016
doi:

Summary

Prostate cancer is the second most common cause of cancer-related deaths in the United States. An orthotopic cancer model provides a useful approach to understand the biology of prostate cancer and to evaluate the efficacy of therapeutic regimens. This protocol describes detailed steps necessary to establish an orthotopic prostate cancer mouse model.

Abstract

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information about this disease. The human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model provides a useful alternative approach for understanding the specific interactions between genetically and molecularly altered tumor cells, their organ microenvironment, and for evaluation of efficacy of therapeutic regimens. This is a well characterized model designed to study the molecular events of primary tumor development and it recapitulates the early events in the metastatic cascade prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. Thus it allows elucidation of molecular mechanisms underlying the initial phase of metastatic disease. In addition, this model can annotate drug targets of clinical relevance and is a valuable tool to study prostate cancer progression. In this manuscript we describe a detailed procedure to establish a human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model.

Introduction

Рак предстательной железы является второй наиболее распространенной причиной смерти от рака (9%) среди мужчин в Соединенных Штатах, рядом с раком легких и бронхов (28%) 1. По последним данным, по оценкам, 220, 800 вновь диагностированных случаев рака простаты и 27 540 смертельных случаев будет происходить в 2015 году 1. Пятилетняя относительная выживаемость ранней стадии рака простаты> 99% в то время как передовые метастатического заболевания только 28% 1. Главной проблемой для лечения распространенного метастатического заболевания является отсутствие понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе склонности этого заболевания метастазировать в другие органы, в частности, к кости, которая является частым местом для рака простаты. Следовательно, существует явная необходимость в изучении молекулярной состав этих опухолей предстательной железы с целью разработки эффективных терапевтических схем против прогрессии к расширенному метастатическим 2,3 заболевания.

Простаты опухолей выставляется HIGч биологическая гетерогенность без четко определенного пути к прогрессированию. Метастазы часто происходят без предварительного указания инвазии опухоли 4. Эта клиническая гетерогенность приписывается молекулярное разнообразие рака простаты. Понимание молекулярной состав этих смертельных опухолей является ключевым для разработки более диагностических и терапевтических стратегий для этого заболевания. Следовательно, исследование рака простаты в настоящее время сосредоточена на понимании и предотвращении метастазирования.

Доклинические в естественных условиях мышиные модели предлагают различные варианты , чтобы понять молекулярные механизмы прогрессии рака простаты к расширенному метастазами. Кроме того, эти модели имеют важное значение для доклинических оценки новых терапевтических стратегий против этого заболевания. Наиболее часто используемые животные модели включают в себя трансгенные модели мыши, в хвостовую вену, внутрисуставной сердца и имплантации Ортотопическая модели мыши человека. Трансгенные исследования времени Консуминг и корреляция развития рака простаты у мышей с у людей показали изменчивость 11. В спонтанных метастатических моделях мышей, клетки вводятся непосредственно в кровоток и тем не менее, они имеют быстрое время обработки данных , они не могут быть использованы для изучения первичной опухоли или начальные шаги в метастатического каскада 5. Ортотопической ксенотрансплантата модели имеют ограничение развития костей метастатических поражений, общий сайт метастазов рака простаты. Тем не менее, ортотопическая рак простаты ксенотрансплантата модель мыши человека является хорошо изученным и широко используется для изучения молекулярных событий развития первичной опухоли, перекрестных помех между опухолью и органов микросреды, начальной стадии метастазирования и использования экспериментальных лекарственных средств для терапевтического вмешательства 6 , 7,8-11.

Protocol

Протоколы для всех процедур, связанных с животными, должны быть рассмотрены и одобрены к уходу и использованию комитета (Institutional Animal IACUC) путем. Следуйте официально утвержденных процедур по уходу и использованию лабораторных животных. Intra-простатической инъекции требует открытого абдо…

Representative Results

После ортотопической имплантации клеток PC3M-Luc-С6 в заднюю простатической доли мышей еженедельно изображается с использованием животной системы живого биолюминесценции изображений для наблюдения за колонизацию клеток и рост опухоли в течение ходе эксперимента (…

Discussion

Эта рукопись описывает детальный порядок создания человеческого ортотопической рака простаты модели ксенотрансплантата мыши. Эта модель была создана путем непосредственной имплантации человеческой клеточной линии рака простаты PC3M-Luc-С6 в спинных простатическими долях иммунодефици…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank Dr. Roger Erickson for his support and assistance with the preparation of the manuscript. This work was supported by the National Cancer Institute at the National Institutes of Health through grant numbers RO1CA160079, RO1CA138642, UO1CA184966 and VA funded program project number 1P1 BX001604.

Materials

PC3 prostate cancer cell line  ATCC CRL-1435
Minimum Essential Medium (MEM)  GIBCO,Life Technology 11095-080
PBS GIBCO,Life Technology 10010-023
FBS GIBCO,Life Technology 10437-028
Zeocin Invitrogen,Life Technology R250-01
Trypsin  GIBCO,Life Technology 25300-54
IVIS  Xenogen-Caliper
Insulin Syringes (300ul, 28.5g) Becton Dickinson 309300
Mice Charles River Laboratories, Inc
Alcohol Swabs MEDEquip Depot 326895 BD
PVP Iodine Prep Pad MEDEquip Depot C12400PDI
Surgical CatGut Chromic Suture Demetech CC224017F0P
Matrigel Corning 354248

References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2015. CA Cancer J Clin. 65 (1), 5-29 (2015).
  2. Andrieu, C., et al. Heat shock protein 27 confers resistance to androgen ablation and chemotherapy in prostate cancer cells through eIF4E. Oncogene. 29 (13), 1883-1896 (2010).
  3. Fusi, A., et al. Treatment options in hormone-refractory metastatic prostate carcinoma. Tumori. 90 (6), 535-546 (2004).
  4. Hughes, C., Murphy, A., Martin, C., Sheils, O., O’Leary, J. Molecular pathology of prostate cancer. J Clin Pathol. 58 (7), 673-684 (2005).
  5. Pavese, J., Ogden, I. M., Bergan, R. C. An orthotopic murine model of human prostate cancer metastasis. J Vis Exp. (79), e50873 (2013).
  6. Pettaway, C. A., et al. Selection of highly metastatic variants of different human prostatic carcinomas using orthotopic implantation in nude mice. Clin Cancer Res. 2 (9), 1627-1636 (1996).
  7. Rembrink, K., Romijn, J. C., van der Kwast, T. H., Rubben, H., Schroder, F. H. Orthotopic implantation of human prostate cancer cell lines: a clinically relevant animal model for metastatic prostate cancer. Prostate. 31 (3), 168-174 (1997).
  8. Kim, S. J., et al. Blockade of epidermal growth factor receptor signaling in tumor cells and tumor-associated endothelial cells for therapy of androgen-independent human prostate cancer growing in the bone of nude mice. Clin Cancer Res. 9 (3), 1200-1210 (2003).
  9. Kim, S. J., et al. Targeting platelet-derived growth factor receptor on endothelial cells of multidrug-resistant prostate cancer. J Natl Cancer Inst. 98 (11), 783-793 (2006).
  10. Park, S. I., et al. Targeting SRC family kinases inhibits growth and lymph node metastases of prostate cancer in an orthotopic nude mouse model. Cancer Res. 68 (9), 3323-3333 (2008).
  11. Zhang, J., et al. AFAP-110 is overexpressed in prostate cancer and contributes to tumorigenic growth by regulating focal contacts. J Clin Invest. 117 (10), 2962-2973 (2007).
  12. Park, S. I., Kim, S. J., McCauley, L. K., Gallick, G. E. Pre-clinical mouse models of human prostate cancer and their utility in drug discovery. Curr Protoc Pharmacol. Chapter 14, Unit 14.15 (2010).
  13. Johnson, L. C., et al. Longitudinal live animal micro-CT allows for quantitative analysis of tumor-induced bone destruction. Bone. 48 (1), 141-151 (2011).
  14. Steinbauer, M., et al. GFP-transfected tumor cells are useful in examining early metastasis in vivo, but immune reaction precludes long-term tumor development studies in immunocompetent mice. Clin Exp Metastasis. 20 (2), 135-141 (2003).
  15. Yang, M., et al. A fluorescent orthotopic bone metastasis model of human prostate cancer. Cancer Res. 59 (4), 781-786 (1999).
  16. Stephenson, R. A., et al. Metastatic model for human prostate cancer using orthotopic implantation in nude mice. J Natl Cancer Inst. 84 (12), 951-957 (1992).
  17. Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Invest New Drugs. 17 (4), 343-359 (1999).
  18. Wang, X., An, Z., Geller, J., Hoffman, R. M. High-malignancy orthotopic nude mouse model of human prostate cancer LNCaP. Prostate. 39 (3), 182-186 (1999).
  19. An, Z., Wang, X., Geller, J., Moossa, A. R., Hoffman, R. M. Surgical orthotopic implantation allows high lung and lymph node metastatic expression of human prostate carcinoma cell line PC-3 in nude mice. Prostate. 34 (3), 169-174 (1998).
  20. Kim, S. J., et al. Reduced c-Met expression by an adenovirus expressing a c-Met ribozyme inhibits tumorigenic growth and lymph node metastases of PC3-LN4 prostate tumor cells in an orthotopic nude mouse model. Clin Cancer Res. 9 (14), 5161-5170 (2003).
check_url/fr/54125?article_type=t&slug=pre-clinical-orthotopic-murine-model-of-human-prostate-cancer

Play Video

Citer Cet Article
Shahryari, V., Nip, H., Saini, S., Dar, A. A., Yamamura, S., Mitsui, Y., Colden, M., Bucay, N., Tabatabai, L. Z., Greene, K., Deng, G., Tanaka, Y., Dahiya, R., Majid, S. Pre-clinical Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer. J. Vis. Exp. (114), e54125, doi:10.3791/54125 (2016).

View Video