腫瘍増殖を研究するためにマウスの乳房脂肪パッド中に乳癌細胞の同所注入。

Summary

癌は、腫瘍の周囲の組織だけでなく、ローカルプロ – および抗炎症性メディエーターによって影響される複雑な疾患である。したがって、むしろ皮下モデルより異方性注入モデルは、方法をより良く模倣するヒト病理における癌の進行を研究するために有用であり得る。

Abstract

乳癌増殖は、モデルの過多を使用してマウスで研究することができる。乳癌細胞の遺伝子操作は、発癌の進行に関与するタンパク質の機能への洞察を提供するか、または新たな腫瘍抑制因子を発見するのを助けることができる。さらに、異なる遺伝子型を有するマウスに癌細胞を注入する間質区画の重要性のよりよい理解を提供するかもしれない。多くのモデルは、疾患の進行の特定の局面を調査するために有用であり得るが、全体の癌のプロセスを反復しない。対照的に、マウスの乳房脂肪パッドに乳癌細胞の生着が、より適切な間質区画、従ってより良い模倣するヒト癌性疾患の疾患および存在の位置を再現する。この記事では、同所マウスに乳癌細胞を移植し、分析するために、組織を収集する方法を説明する方法を説明します：14px;行の高さ：28px; ">腫瘍環境および転移遠隔臓器にこのモデルを用いて、癌の多くの側面（成長、血管新生、および転移）は、腫瘍細胞が成長するための適切な環境を提供することにより、簡単に調べることができる。

Introduction

がんは何世紀にもわたってのための研究の対象となっている非常に複雑な疾患である。乳がんは、最も一般的な癌型です。それは女性で主に発生するが、散発的にも、男性²⁷内に発生する可能性があります。この疾患は、主に次に体内の細胞の無限増殖をもたらす細胞分裂を支配する制御機構の損失によって引き起こされる。これらの不具合がいくつかのメカニズムによって引き起こされる可能性がありますまず、正常細胞は、癌細胞が自分自身の成長因子を行うため、より高い増殖率^1を得る成長因子受容体の発現を増加させるのに対して、増殖するために、周囲のセルからの増殖シグナルを必要とする。第二に、癌細胞は、抗増殖シグナル⁸を受けにくい。第三の、また必要とされる体細胞死細胞数のバランスをとる。しかし、癌細胞は、プログラム細胞死から脱出アポトーシス^14と呼ばれる。第四に、細胞は、細胞外マトリックスに付着生き残るために、腫瘍細胞は付着を必要とせずに成長し、アノイキス¹⁹に対する抵抗性を示すことができるために。第五、テロメラーゼの活性化は、テロメアの短縮を回避し、複製老化^21を防ぎます。最後のではなく、少なくとも、変更された遺伝的内容^15,16における有糸分裂の結果、以下のDNAの品質管理のスキップ。この調節解除された増殖に役割を果たす癌遺伝子または腫瘍抑制因子を同定するために、マウスにおける腫瘍増殖実験は重要である。

原発腫瘍の成長は、一般的に死の主な理由ではありません。セカンダリサイトへのプライマリサイトから癌細胞の移動、転移と呼ばれるが、ほとんどの癌患者の死亡の主要な原因で²²です。転移はセカンダリサイトでの腫瘍細胞の浸潤、血管内、循環を通過する、免疫攻撃を回避し、血管外漏出と成長を伴う。間葉移行（EMT）の上皮は、キープロセスである転移および転移性細胞¹²のための前提条件である、より高い運動性と侵襲性で細胞をもたらす遺伝子発現プロファイル、スイッチを伴う。癌処理としては、がん細胞、ストローマ細胞とプロと抗炎症性細胞との間の相互の相互作用を含む様々なアクションの組み合わせの結果として、癌にin vitroでのアプローチは、多くの場合、癌のプロセスに完全な洞察を提供していませんされている。同様に、腫瘍血管系に影響を与える抗癌治療は、しばしば、したがって、インビボでの使用が避けられない近づき、 インビトロで研究することができない。

乳癌の進行を研究するために、異なる実験的方法が開発されている。最も広く使用されるモデルは、マウス⁵に乳癌細胞の皮下注射である。この実験では、研究者は、in vitroで選択した細胞株の変化の広い範囲を導入することができる（ すなわちアップレギュレーション、タンパク質のダウンレギュレーション）と皮膚の下に細胞を注入する。この方法は簡単で、注入プロセスがマウスの手術を実行する必要なしに単純であるが、腫瘍が注入される部位は、ローカル乳腺腫瘍環境を表していないと、この環境の欠如は、乳癌の発達をもたらし得るヒト病態において観察されるものとは異なる。第二に、遺伝子操作されたマウスは、乳癌の進行を研究するためのin vivoでのツールとして頻繁に使用される。このモデルでは、癌遺伝子（ すなわち PyMT、ノイ）の発現は、自発乳癌sの形成をもたらす乳房組織特異的プロモーターによって駆動される。この実験は、時間³における腫瘍の大きさを確認しながら、薬物または抗体を注入することによって、疾患の治療の側面を研究するのに有用である。しかし、欠損またはまたインを与えるかもしれない、目的の遺伝子に変異した他のマウス系統とこれらのマウスの繁殖乳房腫瘍増殖²⁴の異なるタンパク質の役割にights。このモデルの欠点は、腫瘍の大きさおよび数の変動を受けやすいということである。さらに、導入遺伝子発現のレベルは、ゲノム中の組込み部位に依存し、別の⁴一つのマウス株から変更することができる。ヒト疾患において、細胞の亜集団のみが癌遺伝子を発現するかまたは腫瘍抑制レベル^26を下方のに対し、このモデルでは、導入遺伝子の発現は、上皮起源のすべての細胞によって達成することができる。転移を研究するために、乳癌細胞を静脈内注射することができる^25（モデルは、実験的転移と呼ばれる）。しかし、このアプローチは、部分的にしか転移プロセスを再現する。それは、腫瘍細胞が侵入しintravasateするための要件を回避し、腫瘍細胞が容易に循環中に存在するところから始まる。

私たちの研究では、同所注入を使用乳癌進行¹³における目的の遺伝子の関与を研究するためのイオンモデル。本発明者らは、ヒト乳癌細胞においてタンパク質を過剰発現し、NOD / SCIDガンマ（NSG）マウスの乳房脂肪パッドにそれらを注入する。この方法は、多くの点で有利である：それは、注入された細胞株において非常に急速な多様な遺伝的変化を可能にし、それは病理学的に関連する部位に転移する原発性腫瘍成長の乳癌進行のプロセス全体をカバーし、それはまた、良好な実験モデルを提供疾患の初期または後期段階での治療処置の影響を研究するため。また、このモデルを用いたものは、遺伝的に改変されたマウスまたは細胞を用いて疾患の進行中の癌細胞由来のタンパク質対間質の役割を調べることができる。皮下注射は実行が容易であるが、同所性モデルは、より腫瘍形成、より転移性癌細胞集団を生じる。したがって、結果は、皮下注射により得られるSは、偽陰性または腫瘍増殖を研究するための同所モデルの使用を奨励^6,17偽陽性のいずれかである可能性があります。

Protocol

動物実験は、ライデン大学医療センター（LUMC）の動物福祉委員会によって承認された。 細胞、楽器やマウスの作製操作前日は、正中線に第四の乳首からNOD / SCIDガンマ（NSG）マウスを剃ると、すべてのマウスがほぼ同程度の重みを持っていることを確認するために、マウスの重量を量る。 はさみ、2ピンセットと2ストレートモスキート鉗子（ 図1A）</s…

Representative Results

「同所乳癌モデル」の成功したアプリケーションは、乳房脂肪パッドへの細胞の適切な注入に基づいています。このような細胞または漏れの不正確接種の実験誤差は、腫瘍の大きさまたは対照緩衝液（ 図2A）を注射した乳房脂肪パッドに似て見て構造が形成される腫瘍であっても非存在下でのばらつきにつながるかもしれない。腫瘍の増殖速度は、注入された細胞株の性質に依?…

Discussion

乳癌細胞の同所注射は、癌の成長のすべての側面を研究するための強力なモデルである。マウスの乳腺脂肪体におけるこれらの細胞の注入は、慎重に腫瘍成長の変化を防止するために行われるべきである。最も重要なことは、各マウスへの細胞の同量を注入することは重要である。これを行うためには、細胞の生存に影響を与えることなく、厳密に細胞をトリプシン処理すべきである。非生?…

Materials

Name of material/equipment	Company	Catalog number	Comments/Description
Bouin's solution	Sigma-Aldrich	HT10132	Used for investigating the metastasis on lungs
Formalin solution	Sigma-Aldrich	HT501128	Used to fix the tissues
Matrigel, growth factor reduced	Corning	356230	Cells can be resuspended in matrigel for injection
Mosquito forceps	Fine Science Tools	13008-12	Used for stiching
Angled forceps	Electron microscopy sciences	72991-4c	These make the exposure of mammary fat pad easier
Scissors	B Braun Medicals	BC056R	Used to cut open the mice
Straight forceps	B Braun Medicals	BD025R	This is used to open up the skin to expose mammary fat pad
NOD scid gamma mice	Charles River	005557	Experimental animal used for experiment
MDA-MB-231	Sigma-Aldrich	92020424	Experimental cells used for injections
Oculentum simplex	Teva Pharmachemie		Opthalmic ointment used to prevent drying out of eyes
Betadine	Fischer Scientific	19-898-859	Ionophore, used to disinfect the surgical area
Xylazin/Ketamine	Sigma-Aldrich	X1251, K2753	Use injected anesthesia as 10mg/kg and 100mg/kg body weight respectively
Temgesic	Schering-Plough		Use the painkiller as 0,05-0,1mg/kg body weight
DMEM	Life sciences	11995	For trypsin neutralization,use media with serum(FBS:media 1:10 volume); for injection, use media with no serum
Buffered sodium citrate	Aniara	A12-8480-10	Use the volume ratio as citrate:blood; 1:9