Imaging gliom Indledning<em> In Vivo</em> Gennem en poleret og Reinforced Thin-kranium Cranial Window
Summary
Ved at kombinere en poleret og forstærket tynd-skull (havne) kraniel vindue og glioblastom (GBM) celleinjektion, kan vi observere glioma initiering og vækst fra injicerede GBM celler i hjernen hos en levende mus i længderetningen.
Abstract
Gliom er en af de mest dødelige former for human cancer. Den mest effektive gliom terapi til dato-kirurgi efterfulgt af strålebehandling-tilbyde patienterne kun beskedne fordele, da de fleste patienter ikke overlever mere end fem år efter diagnosen på grund af gliom tilbagefald 1,2. Opdagelsen af cancer stamceller i humane hjernetumorer det lover godt for at have en enorm indflydelse på udviklingen af nye terapeutiske strategier for gliom 3. Cancerstamceller er defineret ved deres evne til både selv forny og til at differentiere, og menes at være de eneste celler i en tumor, der har kapacitet til at initiere nye tumorer 4. Gliom tilbagefald efter strålebehandling menes at hidrøre fra modstand glioma stamceller (GSCS) til behandling 5-10. In vivo er GSCS vist at opholde sig i en perivaskulær niche, der er vigtig for at bevare deres stamcelle-lignende egenskaber 11-14 . Centralt i organining af GSC niche er vaskulære endothelceller 12. Eksisterende tyder på, at GSCS og deres samspil med de vaskulære endothelceller er vigtige for tumor udvikling, og identificere GSCS og deres samspil med endotelceller som vigtige terapeutiske mål for gliom. Tilstedeværelsen af GSCS bestemmes eksperimentelt ved deres evne til at igangsætte nye svulster på orthotopisk transplantation 15. Dette opnås typisk ved at injicere et bestemt antal GBM celler isoleret fra humane tumorer i hjernen på alvorligt immun-deficiente mus, eller af muse-GBM-celler ind i hjernen på kongene værtsmus. Analyser for tumorvækst udføres derefter efter tilstrækkelig tid til at tillade GSCS blandt de injicerede GBM cellerne give anledning til nye tumorer, typisk flere uger eller måneder. Derfor behøver eksisterende analyser ikke kunne undersøges, om den vigtige patologiske proces af tumorinitiering fra enkelte GSCS in vivo. Derfor væsentligt insights i de specifikke roller GSCS og deres samspil med de vaskulære endotelceller i de tidlige stadier af tumor initiering mangler. Sådanne indsigter er afgørende for udvikling af nye terapeutiske strategier for gliom, og vil få store konsekvenser for forebyggelse af gliom tilbagefald hos patienter. Her har vi tilpasset portene craniale vindue procedure 16 og in vivo to-foton mikroskopi for at tillade visualisering af tumorinitiering fra injicerede GBM celler i hjernen af en levende mus. Vores teknik vil bane vejen for fremtidige indsats for at belyse de centrale signaleringsmekanismer mellem GSCS og vaskulære endotelceller i løbet af gliom indvielse.
Protocol
Discussion
Nøglen til en vellykket porte kraniel vindue er udtynding og polering. Det oprindelige udtynding kan udføres hurtigt, bør der udvises omhu for at sikre en ensartet udtynding af kraniet over et stort område. Vi typisk anvende et tyndt lag saltvand til kraniet, og derefter tynde kraniet en passage ad gangen, således at saltopløsningen fordamper kort efter microdrill har passeret over kraniet gang. Dette giver os mulighed for langsomt, men homogent yderligere tynd kraniet. En rolig hånd under mikroskopet er også n?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde understøttes af The Jackson Laboratory Cancer Center Pilot Grant og The Maine Cancer Foundation.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| DMEM/F12(1:1) with Sodium Pyruvate | Thermo Sci Hyclone | SH3026101 | |
| B-27 Serum Free Supplement (50x) | Invitrogen | 17504-044 | |
| GlutaMax-1 Supplement | Invitrogen | 35050061 | |
| Penicillin-Streptomycin Solution | Thermo Sci Hyclone | SV30010 | |
| Accutase-Enzyme Cell Detachment Medium | eBiosciences | 00-4555-56 | |
| T25 flasks-vent cap green | SARSTEDT | 83.1810.502 | |
| 70% alcohol | JAX LAHS | ||
| 10% povidone-iodine topical solution | JAX LAHS | ||
| Ketamine HCl | Butler Animal Health Supply | NDC# 11695-0550-1 | |
| Xylazine | Akorn, Inc. | NADA# 139-236 | |
| Carprofen | JAX LAHS | ||
| Ophthalmic ointment | Dechra Veterinary Products | 17033-211-38 | |
| 0.5% Lidocaine HCl | REGENT, Inc. | NDC 0517-0625-25 | |
| Cyanoacrylate glue | Henkel Corp. | 46551 | |
| Sterile Swabs | Fisher Scientific | 23-400-114 | |
| Diamond paste | Widget Supply | BBE60 | |
| Tin oxide | LORTONE, Inc. | 591-038 | |
| Liner Bond 2V | KURARAY Medical Inc. | 1921-KA | |
| Clearfil AP-X | KURARAY Medical Inc. | 1721-KA | |
| Saline | JAX LAHS | ||
| Cover glass | Warner Instruments | 64-0720 | |
| Hex Nut | Small Parts, Inc. | HNX-0090-C | |
| Syringe Pump | Syringepump.com | NE-1000 | |
| Two-Photon imaging system | Custom built (Any commercial system would work) |
Riferimenti
- Paulino, A. C., Teh, B. S. Treatment of brain tumors. N. Engl. J. Med. 352, 2350-2353 (2005).
- Stupp, R., et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med. 352, 987-996 (2005).
- Singh, S. K., et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 432, 396-401 (2004).
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
- Cheng, L., Bao, S., Rich, J. N. Potential therapeutic implications of cancer stem cells in glioblastoma. Biochem. Pharmacol. 80, 654-665 (2010).
- Cheng, L., Ramesh, A. V., Flesken-Nikitin, A., Choi, J., Nikitin, A. Y. Mouse models for cancer stem cell research. Toxicol. Pathol. 38, 62-71 (2010).
- Dirks, P. B. Brain tumor stem cells: the cancer stem cell hypothesis writ large. Mol. Oncol. 4, 420-430 (2010).
- Ebben, J. D., et al. The cancer stem cell paradigm: a new understanding of tumor development and treatment. Expert Opin. Ther. Targets. 14, 621-632 (2010).
- Germano, I., Swiss, V., Casaccia, P. Primary brain tumors, neural stem cell, and brain tumor cancer cells: where is the link. Neuropharmacology. 58, 903-910 (2010).
- Park, D. M., Rich, J. N. Biology of glioma cancer stem cells. Mol. Cells. 28, 7-12 (2009).
- Bao, S., et al. Stem cell-like glioma cells promote tumor angiogenesis through vascular endothelial growth factor. Cancer Res. 66, 7843-7848 (2006).
- Calabrese, C., et al. A perivascular niche for brain tumor stem cells. Cancer Cell. 11, 69-82 (2007).
- Barami, K. Relationship of neural stem cells with their vascular niche: implications in the malignant progression of gliomas. J. Clin. Neurosci. 15, 1193-1197 (2008).
- Gilbertson, R. J., Rich, J. N. Making a tumour’s bed: glioblastoma stem cells and the vascular niche. Nat. Rev. Cancer. 7, 733-736 (2007).
- Cho, R. W., Clarke, M. F. Recent advances in cancer stem cells. Curr. Opin. Genet. Dev. 18, 48-53 (2008).
- Drew, P. J., et al. Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull. Nat. Methods. 7, 981-984 (2010).
