Смешанных биолюминесцентных и позитронный выбросов томография/вычислительная томография томография множественной миеломы ксенотрасплантатов костного мозга мышей Нагель
Summary
Здесь мы используем биолюминесцентных, рентген и позитрон выбросов/компьютерная томография томография изображений изучить как ингибирующих активность mTOR воздействия опухолей костного мозга-прижившимися миеломы в ксенотрансплантата модели. Это позволяет для анализа физиологически соответствующих, неинвазивная и смешанных эффекта анти миеломе терапии миеломы костный мозг прижившимися опухоли в естественных условиях.
Abstract
Множественная миелома (мм) опухоли привито в костном мозге (БМ) и их выживание и прогрессирования зависят от сложных молекулярных и клеточных взаимодействий, которые существуют в рамках этой микроокружения. Тем не менее BM микроокружения не может быть легко реплицируемых в пробирке, что потенциально ограничивает физиологическая значимость многих экспериментальных моделях in vitro и ex vivo . Эти проблемы могут быть преодолены путем использования ксенотрансплантата модель, в которой Люцифераза (Люк)-transfected клеток 8226 мм будет специально привито в мыши скелета. Когда эти мыши даны соответствующие субстрата, D-люциферин, эффекты терапии опухолевого роста и выживания могут быть проанализированы путем измерения изменений в биолюминесцентных изображения (BLI) производимые опухоли в естественных условиях. Этот BLI данных в сочетании с позитронный выбросов томография/вычислительной томографии (ПЭТ/КТ) анализ с использованием метаболических маркер 2-deoxy – 2 – (18F) фтор D-глюкоза (18F-ФДГ) используется для мониторинга изменений в метаболизме опухоль со временем. Эти изображения платформы позволяют несколько неинвазивного измерения в пределах микроокружения опухоли/BM.
Introduction
ММ является неизлечимой болезни состоит из плазмы злокачественное B-клетки, которые проникают BM и вызвать разрушение кости, анемии, почечной недостаточностью и инфекции. ММ составляет 10% – 15% всех гемобластозами1 и является наиболее часто рак привлечь скелет2. Разработка мм проистекает из онкогенных трансформации долгоживущих плазматические клетки, которые устанавливаются в зародышевых центров лимфоидных тканей прежде чем в конечном итоге самонаведения для БМ3. BM характеризуется весьма разнородных ниши; включая разнообразных и критических клеточных компонентов, регионы низкой Ро2 (гипоксии), обширные васкуляризации, сложных внеклеточной матрицы и цитокинов и фактор роста сети, все из которых способствуют мм tumorgenesis4. Таким образом развитие рассеянного мм гранулы ксенотрансплантата модель характеризуется опухолей, которые являются строго прижившимися, в BM бы очень мощный и клинически значимых инструмент для изучения мм патологии в vivo5,6. Однако многочисленные технические препятствия может ограничить эффективность большинства ксенотрансплантата моделей, что делает их дорогостоящим и трудным применять. Это включает в себя проблемы, связанные с последовательной и воспроизводимые опухоли приживления в нише, БМ, длительное время для развития опухоли и ограничения в возможность непосредственно наблюдать и измерять изменения роста/выживания опухоли без необходимости Пожертвуйте мышей в ходе эксперимента7,8.
Этот протокол использует изменение ксенотрансплантата модель, которая была первоначально разработана Миякава et al. 9, в котором внутривенно (IV) проблема с миеломой клетки приводит к «распространение» опухоли, которые последовательно и герметизации привито в БМ NOD/SCID/IL-2γ(null) (Нагель) мышах10. Визуализация на месте этих опухолей достигается стабильная трансфекции 8226 человека мм клеточной линии с люк аллелей и серийно измерения изменений в BLI производства эти прижившимися опухолевых клеток6. Важно отметить, что эта модель может быть расширена для использования различных других Люк выражая человеческие мм клеточных линий (например, U266 и OPM2) с аналогичные склонности специально привить в скелет NOG мышей. Выявление опухолей у биолюминесцентных Вообразимый мышей следуют измерения поглощения радиофармацевтические зонды (например 18F-ФДГ), ПЭТ/КТ вместе, это позволяет дополнительные характеристики важнейших биохимических пути (то есть, изменения в метаболизме, изменения в гипоксии и индукции апоптоза) в пределах микроокружения опухоли/BM. Основные преимущества этой модели можно выделить наличие широкого круга radiolabeled, биолюминесцентных и флуоресцентных зондов и маркеры, которые могут быть использованы для изучения мм прогрессии и патологии в естественных условиях.
Protocol
Representative Results
Discussion
Несмотря на разнообразие моделей доклинических ксенотрансплантата мм6,9,11,12,13возможность изучить взаимодействия опухоли/BM в BM микроокружения остается сложной 14. описанные здесь метод…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана ва ЗАСЛУГИ grant1I01BX001532 из Соединенных Штатов Америки Отдел ветеранов дел биомедицинских лабораторных исследований и развития службы (BLRDS) п.ф., и ЕС признает поддержки от ва клинические науки R & D службы ( Заслуживают награды I01CX001388) и реабилитации ва R & D службы (заслуга премии I01RX002604). Дальнейшая поддержка пришли из Грант Seed факультет UCLA в ж.к. Это содержание не обязательно отражают взгляды нас Департамент по делам ветеранов или правительства США.
Materials
| 8226 human myeloma cell line | ATCC | CCL-155 | |
| NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ Mice (NOG) | Jackson Labs | 5557 | |
| VivoGlo Luciferin substrate | Promega | P1041 | |
| Hypoxyprobe-1Kit | HPL | HP1-100 | |
| PE-CD45 (clone H130) | BD Biosciences | 555483 | Used for flow cytometry to identify human CD45+ tumor cells in BM exudate |
| rabbit anti-human CD45 (clone D3F8Q) | Cell Signaling Technology | 70527 | Primary antibody used for Immunohistochemistry of excised bone |
| Goat Anti-rabbit IgG (HRP conjugated) | ABCAM | ab205718 | Seconday antibody used for Immunohistochemistry of excised bone |
| Dual-Luciferase Reporter Assay System | Promega | E1910 | |
| pGL4.5 Luciferase Reporter Vector | Promega | E1310 | |
| IVIS Lumina XRMS In Vivo Imaging System | Perkin Elmer | ||
| Sofie G8 PET/CT Imaging System | Perkin Elmer |
References
- Raab, M. S., Podar, K., Breitkreutz, I., Richardson, P. G., Anderson, K. C. Multiple Myeloma. The Lancet. 374 (9686), 324-339 (2009).
- Galson, D. L., Silbermann, R., Roodman, G. D. Mechanisms of Multiple Myeloma Bone Disease. BoneKEy Reports. 1, 135 (2012).
- Anderson, K. C., Carrasco, R. D. Pathogenesis of Myeloma. Annual Review of Pathology. 6, 249-274 (2011).
- Reagan, M. R., Rosen, C. J. Navigating the Bone Marrow Niche: Translational Insights and Cancer-Driven Dysfunction. Nature Reviews Rheumatology. 12 (3), 154-168 (2016).
- Frost, P., et al. Mammalian Target of Rapamycin Inhibitors Induce Tumor Cell Apoptosis in Vivo Primarily by Inhibiting Vegf Expression and Angiogenesis. Journal of Oncology. 2013, 897025 (2013).
- Mysore, V. S., Szablowski, J., Dervan, P. B., Frost, P. J. A DNA-Binding Molecule Targeting the Adaptive Hypoxic Response in Multiple Myeloma Has Potent Antitumor Activity. Molecular Cancer Research. 14 (3), 253-266 (2016).
- Podar, K., Chauhan, D., Anderson, K. C. Bone Marrow Microenvironment and the Identification of New Targets for Myeloma Therapy. Leukemia. 23 (1), 10-24 (2009).
- Campbell, R. A., et al. Laglambda-1: A Clinically Relevant Drug Resistant Human Multiple Myeloma Tumor Murine Model That Enables Rapid Evaluation of Treatments for Multiple Myeloma. International Journal of Oncology. 28 (6), 1409-1417 (2006).
- Miyakawa, Y., et al. Establishment of a New Model of Human Multiple Myeloma Using Nod/Scid/Gammac(Null) (Nog) Mice. Biochemical and Biophysical Research Communications. 313 (2), 258-262 (2004).
- Ito, M., et al. Nod/Scid/Gamma(C)(Null) Mouse: An Excellent Recipient Mouse Model for Engraftment of Human Cells. Blood. 100 (9), 3175-3182 (2002).
- Frost, P., et al. In Vivo Antitumor Effects of the Mtor Inhibitor Cci-779 against Human Multiple Myeloma Cells in a Xenograft Model. Blood. 104 (13), 4181-4187 (2004).
- Asosingh, K., et al. Role of the Hypoxic Bone Marrow Microenvironment in 5t2mm Murine Myeloma Tumor Progression. Haematologica. 90 (6), 810-817 (2005).
- Storti, P., et al. Hypoxia-Inducible Factor (Hif)-1alpha Suppression in Myeloma Cells Blocks Tumoral Growth in Vivo Inhibiting Angiogenesis and Bone Destruction. Leukemia. 27 (8), 1697-1706 (2013).
- Fryer, R. A., et al. Characterization of a Novel Mouse Model of Multiple Myeloma and Its Use in Preclinical Therapeutic Assessment. PLoS One. 8 (2), e57641 (2013).
- Gould, S. J., Subramani, S. Firefly Luciferase as a Tool in Molecular and Cell Biology. Analytical Biochemistry. 175 (1), 5-13 (1988).
- Czernin, J., Phelps, M. E. Positron Emission Tomography Scanning: Current and Future Applications. Annual Review Medicine. 53, 89-112 (2002).
- Pandey, M. K., Bhattacharyya, F., Belanger, A. P., Wang, S. Y., DeGrado, T. R. Pet Imaging of Fatty Acid Oxidation and Glucose Uptake in Heart and Skeletal Muscle of Rats: Effects of Cpt-1 Inhibition. Circulation. 122 (21), (2010).
- Wang, M. W., et al. An in Vivo Molecular Imaging Probe (18)F-Annexin B1 for Apoptosis Detection by Pet/Ct: Preparation and Preliminary Evaluation. Apoptosis. 18 (2), 238-247 (2013).
