जिगर में कोलोरेक्टल मेटास्टेसिस के उन्नत पशु मॉडल: इमेजिंग तकनीक और metastatic क्लोन का गुण
Summary
The ability of metastatic clones to colonize distant sites depends on their proliferation capacity and/or their ability to survive in the host microenvironment without significant proliferation. Here, we present an animal model that allows quantitative visualization of both types of liver colonization by metastatic clones.
Abstract
यकृत मेटास्टेसिस और प्रगति की धीमी दर की एक सीमित संख्या के साथ मरीजों को सफलतापूर्वक स्थानीय उपचार के साथ इलाज किया जा सकता 1,2 दृष्टिकोण। हालांकि, छोटे जिगर metastases की विविधता के बारे में जाना जाता है, और पशु व्यक्ति मेटास्टेटिक कालोनियों के विकास का मूल्यांकन करने में सक्षम मॉडल की जरूरत है। यहाँ, हम यकृत मेटास्टेसिस कि मात्रात्मक जिगर में अलग-अलग ट्यूमर क्लोन के विकास के लिए कल्पना और उनके विकास कैनेटीक्स और उपनिवेशवाद दक्षता अनुमान करने की क्षमता प्रदान करता है के एक उन्नत मॉडल प्रस्तुत करते हैं। हम HCT116 मानव कोलोरेक्टल कैंसर की कोशिकाओं को स्थिरतापूर्वक luciferase और tdTomato और विभिन्न विकास गुण रखने के साथ लेबल की मोनोक्लोनल डेरिवेटिव के एक पैनल उत्पन्न। एक splenectomy के बाद एक प्लीहा इंजेक्शन के साथ, इन क्लोन के बहुमत यकृत मेटास्टेसिस उत्पन्न करने में सक्षम है, लेकिन उपनिवेशवाद के विभिन्न आवृत्तियों और अलग-अलग विकास दर के साथ कर रहे हैं। Vivo इमेजिंग Syste का प्रयोगमीटर (IVIS), यह कल्पना और इन विवो luminescent और पूर्व vivo फ्लोरोसेंट इमेजिंग के साथ मेटास्टेसिस विकास यों के लिए संभव है। इसके अलावा, फैलाना Luminescent इमेजिंग टोमोग्राफी (DLIT) जिगर उपनिवेशवाद की आवृत्ति के मूल्यांकन और विकास कैनेटीक्स के लिए अनुमति देता है, विवो में जिगर metastases के एक 3 डी वितरण प्रदान करता है। पूर्व vivo काटा यकृत के फ्लोरोसेंट इमेजिंग व्यक्ति यकृत मेटास्टेटिक कालोनियों के मात्रात्मक मापन प्रदान करता है मेटास्टेसिस की। चूंकि मॉडल चिकित्सकीय मनाया जिगर metastases के समान है, यह यकृत मेटास्टेसिस के साथ जुड़े जीन का पता लगाने के लिए और जिगर मेटास्टेटिक रोग के लिए संभावित पंचमी विभक्ति या सहायक उपचार के परीक्षण के लिए एक साधन के रूप में सेवा कर सकते हैं।
Introduction
प्राथमिक कोलोरेक्टल कैंसर (सीआरसी) से यकृत मेटास्टेसिस के साथ मरीजों को एक गरीब पूर्वानुमान की विशेषता है। प्राथमिक nonmetastatic सीआरसी के लिए 5 साल की जीवित रहने की दर (चरणों मैं – तृतीय) – 88% 3,4 जबकि यकृत मेटास्टेसिस (चतुर्थ चरण) के साथ रोगियों को केवल 8 के एक 5 साल की जीवित रहने की दर है – के रूप में 75 का अनुमान है 12% 5 , 6। हालांकि, मेटास्टेटिक रोगियों को एक विषम समूह का प्रतिनिधित्व करते, मेटास्टेसिस और विभिन्न पुनरावृत्ति बार के विभिन्न संख्या के साथ पेश किया। नैदानिक टिप्पणियों से संकेत मिलता है कि मेटास्टेसिस की संख्या और किसी एक मेटास्टेसिस (स्थानीय विकास दर के लिए आनुपातिक) के आकार (जो बस्तियां क्षमता या उपनिवेशवाद की आवृत्ति के लिए आनुपातिक हो सकता है) स्वतंत्र शकुन कारकों 1,7 हैं। उनकी विकसित करने के लिए और उनके प्रसार और जिगर microenvironment में जीवित रहने की क्षमता की क्षमता: दूसरे शब्दों में, जिगर बस्तियां मेटास्टेटिक क्लोन की सफलता के दो प्रमुख गुणों पर निर्भर करता है।
परिरूपकब्जा करने और मेटास्टेटिक क्लोन के गुणों को बढ़ाता काफी जिगर मेटास्टेसिस जीव विज्ञान के बारे में हमारी समझ में सुधार और क्षमता चिकित्सकीय दृष्टिकोण के डिजाइन के लिए एक प्रभावी उपकरण प्रदान कर सकते हैं की क्षमता के साथ के सफल नैदानिक मॉडल। प्रयोगात्मक जिगर मेटास्टेसिस के मॉडल पहले से 8,9 सूचना दी गई है, लेकिन न तो उनमें से मात्रात्मक कब्जा है और दोनों विवो और पूर्व vivo में अलग-अलग मेटास्टेटिक क्लोन के गुणों का वर्णन करने की क्षमता प्रदान की है।
यहाँ, हम जिगर मेटास्टेसिस कि विभिन्न जिगर बसाना क्षमता और विकास के गुणों के साथ ट्यूमर क्लोन की पीढ़ी भी शामिल है के लिए एक नया, उन्नत मॉडल प्रस्तुत करते हैं। हम luciferase और मोनोक्लोनल सेल लाइनों मेटास्टेटिक क्षमता में आंतरिक मतभेद है की पीढ़ी के साथ tdTomato फ्लोरोसेंट प्रोटीन के साथ कैंसर कोशिकाओं के दोहरे लेबलिंग का एक संयोजन कार्यरत हैं। इस प्रयोगात्मक मॉडल में, आंकड़ों से संकेत मिलता है कि विकास कीजिगर metastases बसाना आवृत्ति की शर्तें और दुगनी समय (टीडी) है, जो नैदानिक टिप्पणियों के साथ संगत है में वर्णित किया जा सकता है। इस मॉडल की मात्रात्मक प्रकृति यह आसानी से दवाओं की खोज और नैदानिक प्रयोजनों के लिए ग्रहणीय बनाता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
वर्तमान रिपोर्ट में प्रस्तुत पशु मॉडल दो प्रमुख दृष्टिकोण पर आधारित है। सबसे पहले, क्रम में विभिन्न प्रवृत्तियों के साथ मेटास्टेटिक क्लोन निरीक्षण करने के उपनिवेश और जिगर में पैदा करने की क्षमता सु?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम Luc2-tdTomato प्लाज्मिड और HCT116 सेल लाइन, श्री Ani सोलंकी (पशु संसाधन केंद्र) चूहों के प्रबंधन के लिए, और डॉ लारा लियोनी सहायता के लिए के लिए डॉ जेफ्री एल ग्रीन (शिकागो विश्वविद्यालय) का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं DLIT के साथ। फ्लोरोसेंट और luminescent तीव्रता के quantifications एक IVIS स्पेक्ट्रम पर शिकागो विश्वविद्यालय (PerkinElmer, Hopkinton, एमए) पर एकीकृत छोटे पशु इमेजिंग अनुसंधान संसाधन में प्रदर्शन किया गया। इस काम के वर्जीनिया और कैंसर अनुसंधान के लिए डीके लुडविग कोष द्वारा समर्थित किया गया था, फेफड़ों के कैंसर रिसर्च फाउंडेशन (LCRF), प्रोस्टेट कैंसर फाउंडेशन (पीसीएफ), और कैंसर केंद्र सहायता अनुदान (P30CA014599)। funders अध्ययन डिजाइन, डेटा संग्रह और विश्लेषण, प्रकाशित करने का निर्णय, या पांडुलिपि की तैयारी में कोई भूमिका नहीं थी।
Materials
| IVIS Spectrum In Vivo Imaging System | Caliper Life Sciences | 124262 | In vivo imaging system |
| LivingImage 4.0 Software | Caliper Life Sciences | 128165 | Imaging software |
| VAD-MGX Research Anesthetic Machine | Vetamac | VAD-MGX | Inhalation anesthesia machine |
| DMEM | Gibco | 11965-118 | Cell culture reagents |
| DPBS | Gibco | 14190250 | Cell culture reagents |
| Penicillin-Streptomycin, liquid (10,000 units penicillin;10,000 μg streptomycin) | Invitrogen | 15140163 | Cell culture reagents |
| HBSS | ThermoFisher | 24020117 | Cell culture reagents |
| Buprenex Injection (0.3mg/mL) | Reckitt Benckiser Healthcare Ltd. | 12496-0757-5 | Buprenorphine hydrochloride |
| Gemini Cautery System | Braintree Scientific | GEM 5917 | Hand-held cautery for splenectomy |
| Micro Clip; Straight; 70 Grams Pressure; 1.5mm Clip Width; 10mm Jaw Length | Roboz Surgical Instrument | RS-5426 | Hemoclip: Hemostasis instruments after spleen injection |
| D-luciferin, potassium salt | Goldbio Technology | LUCK-1G | Luciferin potassium salt |
| Opti-MEM I Reduced Serum Medium | Gibco | 31985062 | Reduced Serum Medium |
| TC20 Automated Cell Counter | BIO-RAD | 1450102 | Automatic cell counter |
| JMP10 software | SAS Institute | Data analysis software | |
| BD FACSAria II cell sorter | BD Biocsiences | Cell sorter |
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