Stereotaktisk Intrakraniel Implantation og<em> In vivo</em> Bioluminescent Imaging af tumorvæv implanteret i en musemodel System af glioblastoma multiforme
Summary
Vi beskriver en integreret fremgangsmåde til præcis stereotaktisk implantation af humane glioblastoma multiforme-celler ind i hjernen på nøgne mus og efterfølgende serielle<em> In vivo</em> Billedbehandling til at overvåge vækst og reaktion på behandlingen af de resulterende xenotransplantater.
Abstract
Glioblastoma multiforme (GBM) er en high-grade primær kræft i hjernen med en median overlevelse på kun 14,6 måneder hos mennesker trods standard tri-modalitet behandling bestående af kirurgisk resektion, postoperativ strålebehandling og temozolomid kemoterapi 1. Nye terapeutiske tilgange er klart behov for at forbedre patienternes overlevelse og livskvalitet. Udviklingen af mere effektive behandlingsstrategier vil blive hjulpet af dyremodeller for GBM der rekapitulere sygdom hos mennesker endnu tillade seriel billeddannelse til at overvåge tumor vækst og behandlingsrespons. I denne artikel beskriver vi vor teknik til præcis stereotaktisk implantation af bio-billedområdet GBM kræftceller i hjernen på nøgne mus resulterer i tumorxenotransplantater at rekapitulere vigtige kliniske træk ved GBM 2. Denne metode giver tumorer, som er reproducerbare og er placeret i præcise anatomiske steder, samtidig med at in vivo bioluminescerende billeddannelse til serielt overvåge intrakraniel xenotransplantat vækst og respons på behandling 3-5. Denne metode er også godt tolereret af dyrene med lav perioperative sygelighed og dødelighed.
Protocol
Discussion
Fremgangsmåden til stereotaktisk implantation af cancerceller i mus er beskrevet i dette dokument reproducerbart frembringer tumorer, som med rimelighed rekapitulere den infiltrativ og hurtig vækst mønster af klinisk glioblastoma multiforme 2, 6-8. Denne teknik er specielt velegnet til eksperimenter stratificere mus jævnt til forskellige behandlingsgrupper, hvor reproducerbare tumorer af sammenlignelig størrelse og biologiske egenskaber og i specifikke anatomiske steder er ønskelige. Stereotaktisk impla…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi er taknemmelige for Dr. Andrew Hollander, Sara Davis, Lee Shuman, Tim Jenkins, og Dr. Xiangsheng Xu for deres eksperthjælp. Vi anerkender støtten fra Dr. Ann Kennedy. BCB blev støttet på Radiation Biology Training Grant C5T32CA009677. JFD blev støttet på Burroughs Wellcome Career Award for medicinske forskere (1.006.792). JLB blev støttet på supers tilskud (5 R25 CA140116-03). Vi vil gerne anerkende Dr. Steve Hahn hvis opmuntring og støtte har bidraget til at gøre vores forskning mulig. Vi vil også gerne takke University of Pennsylvania Nano-Bio-grænseflade Center (NBIC) og Dr. Dennis Discher for opmuntring og nyttige kommentarer. Vi anerkender Small Animal Imaging Facility (SAIF) ved University of Pennsylvania for brug af deres MRI og optisk / Bioluminescence Core Facilities. Disse teknikker blev udviklet som en del af projekter, der blev støttet af National Institutes of Health (RC1 CA145075 og K08 NS076548-01).
Materials
| Description | Supplier | Catalogue Number | Comments |
| Digital Just for Mouse Stereotaxic Instrument | Stoelting | 51730D | Stereotactic platform for mouse implantation |
| Ketamine/xylazine | Injectable anesthesia | ||
| Puralube Vet Ointment (ophthalmic) | Amazon.com | To prevent drying of the mouse’s eyes | |
| drill holder for the stereotactic platform | Stoelting | 51681 | |
| Micromotor Electric Drill | Stoelting | 51449 | For drilling through the skull |
| .45 mm carbide drill bit | Stoelting | 514551 | |
| Sterile cotton swabs | Fisher Scientific | 23-400-100 | |
| Glass bead dry sterilizer (Germinator 500) | Braintree Scientific | GER-5287 | To sterilize metal surgical instruments |
| Mouse rectal probe | Braintree Scientific | RET-3-ISO | Compatible with the temperature controller |
| Temperature Controller (TCAT-2DF) | Harvard Apparatus | 727561 | Temperature controller to maintain animal’s temperature during surgery |
| Small heating plate | Harvard Apparatus | 727617 | For use with temperature controller to warm mouse during surgery. The heating plate fits under the mouse on the stereotaxic platform. |
| Disposable Scalpels | BD Bard-Parker | 2015-11 | #10 scalpel |
| 10 microliter syringe | Hamilton | 7635-01 | For injection of tumor cells |
| 30 gauge needles, 1″ long, with flat point | Hamilton | Various | Must be compatible with the 10 μl syringe |
| Nanomite Programmable Syringe Pump | Harvard Apparatus | 704507 | Digital motorized syringe injector for stereotaxic device |
| Cellulose sterile surgical spear sponges | Ultracell | 40410 | To dry the surgical field |
| Bone wax | Ethicon | W31 | To seal the burr hole |
| Tissumend II synthetic absorbable tissue adhesive | Veterinary Products Laboratories | 3002931 | To seal the incision |
| Hot water pump with warming pad | Gaymar | TP-650 | Warms mice in post-operative period |
| IVIS Lumina II | Caliper Life Science | Bioluminescent imager | |
| D-Luciferin potassium salt | Gold Biotechnology | LUCK-1 | Luciferin for bioluminescent imaging |
References
- Stupp, R. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med. 352, 987-996 (2005).
- Jacobs, V. L., Valdes, P. A., Hickey, W. F., De Leo, J. A. Current review of in vivo GBM rodent models: emphasis on the CNS-1 tumour model. ASN Neuro. 3, e00063 (2011).
- Shelton, L. M. A novel pre-clinical in vivo mouse model for malignant brain tumor growth and invasion. J. Neurooncol. 99, 165-176 (2010).
- Brehar, F. M. The development of xenograft glioblastoma implants in nude mice brain. J. Med. Life. 1, 275-286 (2008).
- Ozawa, T., James, C. D. Establishing Intracranial Brain Tumor Xenografts With Subsequent Analysis of Tumor Growth and Response to Therapy using Bioluminescence Imaging. J. Vis. Exp. (41), e1986 (2010).
- Radaelli, E. Immunohistopathological and neuroimaging characterization of murine orthotopic xenograft models of glioblastoma multiforme recapitulating the most salient features of human disease. Histol. Histopathol. 24, 879-891 (2009).
- Baumann, B. C. Enhancing the efficacy of drug-loaded nanocarriers against brain tumors by targeted radiation therapy. , (2012).
- Baumann, B. C. An integrated method for reproducible and accurate image-guided stereotactic cranial irradiation of brain tumors using the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). Transl. Oncol. , (2012).
- Park, S. S. MicroPET/CT imaging of an orthotopic model of human glioblastoma multiforme and evaluation of pulsed low-dose irradiation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 80, 885-892 (2011).
- Szentirmai, O. Noninvasive bioluminescence imaging of luciferase expressing intracranial U87 xenografts: correlation with magnetic resonance imaging determined tumor volume and longitudinal use in assessing tumor growth and antiangiogenic treatment effect. Neurosurgery. 58, 365-372 (2006).
- Dinca, E. B. Bioluminescence monitoring of intracranial glioblastoma xenograft: response to primary and salvage temozolomide therapy. J. Neurosurg. 107, 610-616 (2007).
