Modeling Colitis-assoziierten Krebs mit Azoxymethan (AOM) und Dextransulfat Natrium (DSS)
Summary
Wir demonstrieren ein Protokoll, bei dem Verabreichung des genotoxischen Agens Azoxymethan (AOM) durch drei Zyklen des pro-entzündliches Mittel Dextransulfat-Natrium (DSS) rasch und konsequent befolgt erzeugt Dickdarmtumoren in Mäusen mit morphologischen und molekularen Ähnlichkeiten mit den in menschlichen ulcerosa angesehen -assoziierten Krebserkrankungen.
Abstract
Individuen mit entzündlichen Darmerkrankungen (IBD), wie Morbus Crohn (CD) oder Colitis ulcerosa (UC) sind mit einem erhöhten Risiko der Entwicklung von Darmkrebs (CRC) über gesunden Individuen. Dieses Risiko ist proportional zur Dauer und Ausmaß der Krankheit, mit einer kumulativen Inzidenz so hoch wie 30% bei Personen mit langjähriger UC mit der weit verbreiteten Kolon Engagement. 1 Colonic Dysplasie in IBD und Colitis assoziiertem Krebs (CAC) wird angenommen, dass als Folge entwickeln von wiederholten Zyklen von Epithelzellen Verletzung und Reparatur während diese Zellen in einer chronisch entzündlichen Zytokinmilieu gebadet werden. 2 Während spontane und Colitis-assoziierten Krebserkrankungen die Qualität des Seins Adenokarzinome Aktien, wird die Reihenfolge der zugrunde liegenden molekularen Ereignisse glaubte, anders zu sein. 3 Diese Unterscheidung argumentiert, die Notwendigkeit spezifischer Tiermodelle CAC.
Mehrere Mausmodellen derzeit für das Studium der CAC existieren. Dextransulfat Natriumum (DSS), ein Mittel mit direkten toxischen Wirkungen auf das Darmepithel, können im Trinkwasser an Mäuse in mehreren Zyklen, um eine chronische entzündliche Zustand erzeugen verabreicht werden. Bei ausreichender Dauer, werden einige dieser Mäuse entwickeln Tumoren. 4 Tumor Entwicklung in diesem Modell wird beschleunigt, wenn in einer pro-karzinogene verabreicht wird. Hierzu gehören Mäuse mit genetischen Mutationen in der Tumorgenese von Pathways (APC, p53, Msh2) sowie Mäuse mit genotoxischen Agentien (Azoxymethan [AOM], 1,2-Dimethylhydrazin [DMH]). 5 vorbehandelt
Die Kombination von DSS mit AOM als Modell für Colitis assoziiertem Krebs hat Popularität für seine Reproduzierbarkeit, Potenz, niedriger Preis, und Benutzerfreundlichkeit gewonnen. Obwohl sie einen gemeinsamen Mechanismus haben, hat AOM sich als wirksamer und stabil in Lösung als DMH. Während Tumor-Entwicklung in anderen Modellen erfordert in der Regel mehrere Monate, entwickeln Mäuse mit AOM injiziert und anschließend mit DSS behandelt ausreichende Tumoren in einems weniger als 7-10 Wochen. 6, 7 Schließlich AOM und DSS kann bei Mäusen jeder genetischen Hintergrund (knock out, transgene, etc.) ohne Kreuzungen werden zu einer bestimmten tumorigenen Belastung verabreicht werden. Hier zeigen wir, ein Protokoll für die Entzündung angetriebenen Kolon Tumorgenese in Mäusen unter Verwendung einer einzigen Injektion von AOM gefolgt von drei Sieben-Tage-Zyklen von DSS über einen Zeitraum von 10 Wochen. Dieses Modell induziert Tumoren mit histologischen und molekularen Veränderungen stark ähneln denjenigen vorkommenden menschlichen CAC und bietet eine sehr wertvolles Modell für die Untersuchung von Onkogenese und Chemoprävention bei dieser Krankheit. 8
Protocol
Discussion
Behandlung von Mäusen mit AOM und DSS rasch und wirksam Modelle menschlichen ulcerosa-assoziierten Krebses. Hypothesen bezüglich erbliche Faktoren, Colitis-assoziierten Krebsarten kann leicht mit gentechnisch veränderten Mäusen studiert werden. 13, 16 Alternativ kann die pharmakologische Wirkung von Targets in ulcerosa-assoziiertem Krebs durch Verwendung Wildtyp-Mäuse können studiert werden.
Während dieses Modell wird von Interessenten in der Studie von Kolontumor Entwicklu…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde zum Teil durch DK089016 und L30 RR030244 (MAC), CA153036 (AS) und P30-DK52574 (der Washington University Digestive Diseases Forschung Core) finanziert. AIT war ein Howard Hughes Medical Institute Medical Research Training Fellow.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| C57BL/6J Mice | Jackson Laboratory | 000664 | |
| Azoxymethane (AOM) | Sigma Aldrich | A5486-100MG | Stock solution: dilute to 10 mg/ml in distilled water to be kept at -20 °C as 0.5 – 1 ml aliquots.
Working solution: dilute stock to 1 mg/ml in isotonic (0.9%) saline |
| Dextran Sulfate Sodium (DSS) | TdB Consultancy | DB001 | MW 40 kDa (36-50 kDa preparations from other sources are acceptable; The same lot should be used for a single experiment)6 |
| Coloview miniendoscopic system | Karl Storz | Multiple | See Becker et al. for detailed explanation of equipment and setup.11 |
| TPP Rapid FILTERMAX 500 ml Bottle-Filter, 0.22 μm PES | Midwest Scientific | TP99500 | Any standard tissue culture filter is acceptable |
| Ethyl Alcohol 200 Proof ASC/USP | Pharmaco-AAPER (or other) | 11ACS200 | Dilute to 70% in distilled water |
| Isoflurane, USP | Butler Animal Health Supply | 4029405 | Place mouse in glass jar with gauze or a small cloth soaked in anesthetic |
| 18G Straight Gavage Needle | Braintree Scientific | N-008 | |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | Sigma Aldrich | P5493 | Dilute to 1X (0.01 M) in distilled water |
| Cold Tray (Tissue Tek II Cold Plate) | Fisher Scientific | NC9491941 | Store at -20 °C |
| ImageJ Software | NIH (free download) | http://rsbweb.nih.gov/ij/ | |
| Formaldehyde (37%) | Fisher Scientific | F79-500 | Dilute to 10% in PBS |
| BD Bacto Agar | Fisher Scientific | DF0140-01-0 | Use hotplate to create 2% solution in distilled water |
| Miltex Eye Dressing Forceps | MedPlus Inc. | 18-780 | |
| Miltex Eye Scissors | MedPlus Inc. | 18-1430 | Curved points prevent damage to colon during opening. |
| Alcian Blue 8GX (powder) | Sigma Aldrich | A5268 | Add 1 g powder to 100 ml 3% acetic acid (3 ml glacial acetic acid + 97 ml distilled water) |
| 1 mL Tuberculin syringe with attached 26 G x 3/8 in intradermal bevel needle | BD | 305946 | For injection of AOM |
Riferimenti
- Ekbom, A. Ulcerative colitis and colorectal cancer. A population-based study. N. Engl. J. Med. 323, 1228-1233 (1990).
- Terzic, J. Inflammation and colon cancer. Gastroenterology. 138, 2101-2114 (2010).
- Ullman, T. A., Itzkowitz, S. H. Intestinal inflammation and cancer. Gastroenterology. 140, 1807-1816 (2011).
- Okayasu, I. Dysplasia and carcinoma development in a repeated dextran sulfate sodium-induced colitis model. J. Gastroenterol. Hepatol. 17, 1078-1083 (2002).
- Kanneganti, M., Mino-Kenudson, M., Mizoguchi, E. Animal models of colitis-associated carcinogenesis. J. Biomed. Biotechnol. 342637, (2011).
- Neufert, C., Becker, C., Neurath, M. F. An inducible mouse model of colon carcinogenesis for the analysis of sporadic and inflammation-driven tumor progression. Nat. Protoc. 2, 1998-2004 (2007).
- Tanaka, T. A novel inflammation-related mouse colon carcinogenesis model induced by azoxymethane and dextran sodium sulfate. Cancer Sci. 94, 965-973 (2003).
- De Robertis, M. The AOM/DSS murine model for the study of colon carcinogenesis: From pathways to diagnosis and therapy studies. J. Carcinog. 10, 9 (2011).
- Wirtz, S. Chemically induced mouse models of intestinal inflammation. Nat. Protoc. 2, 541-546 (2007).
- Cooper, H. S. Clinicopathologic study of dextran sulfate sodium experimental murine colitis. Lab Invest. 69, 238-249 (1993).
- Becker, C., Fantini, M. C., Neurath, M. F. High resolution colonoscopy in live mice. Nat. Protoc. 1, 2900-2904 (2006).
- Becker, C., Fantini, M. C., Wirtz, S., Nikolaev, A., Kiesslich, R., Lehr, H. A., Galle, P. R., Neurath, M. F. In vivo imaging of colitis and colon cancer development in mice using high resolution chromoendoscopy. Gut. 54, 950-954 (2005).
- Shaker, A. Epimorphin deletion protects mice from inflammation-induced colon carcinogenesis and alters stem cell niche myofibroblast secretion. J. Clin. Invest. 120, 2081-2093 (2010).
- Boivin, G. P. Pathology of mouse models of intestinal cancer: consensus report and recommendations. Gastroenterology. 124, 762-777 (2003).
- Cooper, H. S. Dysplasia and cancer in the dextran sulfate sodium mouse colitis model. Relevance to colitis-associated neoplasia in the human: a study of histopathology, B-catenin and p53 expression and the role of inflammation. Carcinogenesis. 21, 757-768 (2000).
- Yoshida, Y. The forkhead box M1 transcription factor contributes to the development and growth of mouse colorectal cancer. Gastroenterology. 132, 1420-1431 (2007).
- Suzuki, R. Strain differences in the susceptibility to azoxymethane and dextran sodium sulfate-induced colon carcinogenesis in mice. Carcinogenesis. 27, 162-169 (2006).
- Mahler, M. Differential susceptibility of inbred mouse strains to dextran sulfate sodium-induced colitis. Am. J. Physiol. 274, 544-551 (1998).
- Nambiar, P. R. Preliminary analysis of azoxymethane induced colon tumors in inbred mice commonly used as transgenic/knockout progenitors. Int. J. Oncol. 22, 145-150 (2003).
- Tanaka, T. Colorectal carcinogenesis: Review of human and experimental animal studies. J Carcinog. 8, (2009).
- Ciorba, M. A. Induction of IDO-1 by immunostimulatory DNA limits severity of experimental colitis. J. Immunol. 184, 3907-3916 (2010).
- Kerr, T. A. Dextran sodium sulfate inhibition of real-time polymerase chain reaction amplification: A poly-A purification solution. Inflamm. Bowel Dis. 18, 344-348 (2012).
- Tang, Y. is required for resection-induced changes in apoptosis, proliferation, and members of the extrinsic cell death pathways. Gastroenterology. 126, 220-230 (2004).
