Orthotopische Injektion von Brustkrebszellen in das Brustfettpolster von Mäusen, das Tumorwachstum zu studieren.

Summary

Krebs ist eine komplexe Erkrankung, die durch den den Tumor umgebenden Gewebes sowie lokale pro- und anti-inflammatorischen Mediatoren beeinflusst wird. Daher kann orthotrope Pritzer, anstatt subkutanen Modellen nützlich sein, um Krebsprogression in einer Weise, dass eine bessere ahmt menschlichen Pathologie studieren.

Abstract

Das Wachstum von Brustkrebs in Mäusen mit einer Vielzahl von Modellen untersucht werden. Genetische Manipulation von Brustkrebszellen können Einblicke in die Funktion von Proteinen in onkogenen Progression oder consequat liefern neue Tumorsuppressoren entdecken. Zusätzlich Injektion von Krebszellen in Mäusen, die mit verschiedenen Genotypen liefern ein besseres Verständnis der Bedeutung der Stroma. Viele Modelle nützlich, um bestimmte Aspekte der Progression der Erkrankung untersucht, aber nicht die gesamte Krebsprozess wiederholen. Im Gegensatz dazu Brustkrebszellen Transplantation in die Brustfettpolster von Mäusen besser rekapituliert den Ort der Erkrankung und die Präsenz der richtigen Stromatumoren Fach und daher besser imitiert menschliche Krebserkrankung. In diesem Artikel, wie Sie Brustkrebszellen orthotop in Mäuse implantiert werden und erklären, wie man Gewebe, um die Analyse zu sammeln beschreiben wir: 14px; line-height:. 28px; "> Tumormilieu und Metastasierung in entfernte Organe Unter Verwendung dieses Modells vielen Aspekten (Wachstum, Angiogenese und Metastasierung) von Krebs kann einfach durch eine günstige Umgebung für die Tumorzellen wachsen untersucht werden.

Introduction

Krebs ist eine sehr komplexe Krankheit, die seit über Jahrhunderte zogen worden Studien. Brustkrebs ist die häufigste Krebsart; sie tritt vorwiegend bei Frauen, kann aber vereinzelt auch bei Männern ²⁷ auftreten. Die Erkrankung wird hauptsächlich durch den Verlust der Kontrolle der Zellteilung Verfahren gesteuert, die wiederum führt zu einer unendlichen Wachstum von Zellen im Körper verursacht. Diese Störungen können durch verschiedene Mechanismen verursacht werden: Zunächst müssen die gesunden Zellen Wachstumssignale aus den umliegenden Zellen, um sich zu vermehren, während Krebszellen ihre eigenen Wachstumsfaktoren und erhöhen die Expression von Wachstumsfaktor-Rezeptoren somit eine höhere Proliferationsrate ¹ erhalten wird; zweitens sind die Krebszellen weniger anfällig für anti-proliferative Signale ^8; drittens, um die Anzahl der Zellen im Körper Zelltod ist auch erforderlich, auszugleichen; aber Krebszellen Flucht aus den programmierten Zelltod, die Apoptose bezeichnet ^14; vierten, Zellen an extrazelluläre Matrix haftenUm zu überleben, aber Tumorzellen ohne die Notwendigkeit von Befestigungs wachsen und zeigen Beständigkeit gegen anoikis ^19; fünften, Aktivierung der Telomerase umgeht die Verkürzung der Telomere und verhindert die replikative Seneszenz ^21; nicht zuletzt, das Überspringen von DNA-Qualitätskontrolle nach der Mitose resultiert eine neue genetische Inhalt ^15,16. Um Onkogenen oder Tumorsuppressoren, die eine Rolle in dieser deregulierten Proliferation spielen zu identifizieren, sind Tumorwachstum Experimenten an Mäusen entscheidend.

Primäre Tumorwachstum ist im allgemeinen nicht der Hauptgrund für den Tod. Migration von Krebszellen aus dem Primärstandort zu einer sekundären Seite, bezeichnet als Metastasen ist die häufigste Todesursache in den meisten Krebspatienten ^22. Metastasen bringt Tumorzellinvasion, intravasation, sich durch den Kreislauf vermieden Immunangriff, Extravasation und das Wachstum an der Sekundärstation. Epithelial zu mesenchymale Transition (EMT) ist ein Schlüsselprozess inMetastasierung und beinhaltet einen Schalter in Genexpressionsprofile ergeben Zellen mit höheren Motilität und Invasivität, die Voraussetzungen für die metastasierenden Zelle ¹² sind. Denn Krebsprozesses ist die Resultierende aus einer Kombination von verschiedenen Maßnahmen, einschließlich der gegenseitigen Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen, Stromazellen und pro- und anti-inflammatorischen Zellen, ein in vitro Ansatz zur Krebs verleiht häufig keinen vollständigen Einblick in die Krebsprozess. Ähnlich Krebsbehandlungen beeinflussen die Tumorvaskulatur oft nicht in vitro untersucht werden, wodurch die Verwendung von in vivo-Ansätzen ist unvermeidlich.

Um Brustkrebs Progression zu studieren, wurden verschiedene experimentelle Methoden entwickelt. Das am häufigsten verwendete Modell ist die subkutane Injektion von Brustkrebszellen in Mäuse ^5. In diesem Versuchsaufbau kann der Forscher eine Vielzahl von Änderungen an einer Zelllinie der Wahl in vitro eingeführt (dhHochregulierung, die Herunterregulierung von Proteinen) und injizieren die Zellen unter die Haut. Dieses Verfahren ist zwar einfach und der Einspritzvorgang ist einfach, ohne dass eine Operation an den Mäusen durchgeführt, wird die Stelle, an der der Tumor injiziert nicht die lokale Mammatumorumgebung und das Fehlen dieser Umwelt darstellen kann in der Entwicklung von Brustkrebs Ergebnis, dass unterscheidet sich von dem in der menschlichen Pathologie beobachtet. Zweitens werden gentechnisch veränderte Mäuse häufig als in vivo Werkzeug Brustkrebsprogression Studie verwendet. In diesem Modell wird Onkogen (dh PyMT, Neu) Expression von einem Brustgewebe spezifischen Promotor, der zur Bildung von spontanen Brusttumor s angetrieben. Diese Versuchsanordnung ist nützlich, um die Behandlung Aspekt der Krankheit, die durch Injektion von Medikamenten oder Antikörper während der Überprüfung der Tumorgröße in der Zeit ³ studieren. Allerdings Zucht dieser Mäuse mit anderen Mausstämme mangelhaft oder in einem Gen von Interesse kann auch geben Ins mutiertights in die Rolle von verschiedenen Proteinen in Brusttumorwachstum ^24. Der Nachteil dieses Modells ist, dass es anfällig für Schwankungen der Tumorgröße und Anzahl ist. Außerdem ist das Niveau der Expression des Transgens hängt von der Integrationsstelle im Genom und können von einem Mausstamm auf einen anderen ⁴ ändern. In diesem Modell kann die Expression des Transgens durch alle Zellen mit epithelialem Ursprung erreicht werden, während bei menschlichen Krankheiten, nur eine Subpopulation der Zellen das Onkogen oder herunterregulieren Tumorsuppressor Ebenen ^26. Um Metastasen studieren kann Brustkrebszellen auch intravenös injiziert werden (ein Modell bezeichnet experimentelle Metastasierung) ^25. Dieser Ansatz rekapituliert nur die metastatischen Prozess teilweise; er umgeht das Erfordernis für die Tumorzellen eindringen und intravasate und beginnt ab dem Punkt, an dem die Tumorzellen leicht in dem Blutkreislauf vor.

In unserer Arbeit verwenden wir eine orthotope spritzenIonen-Modell, um die Beteiligung der Gene von Interesse bei Brustkrebs Progression ¹³ zu studieren. Wir überexprimieren das Protein in menschlichen Brustkrebszellen und injizieren sie in das Brustfettpolster von NOD / SCID gamma (NSG) Mäusen. Dieses Verfahren ist vorteilhaft in vielerlei Hinsicht: Sie ermöglicht sehr schnelle und vielfältige genetische Veränderungen in der injizierten Zelllinie deckt es den gesamten Prozess von Brustkrebs Progression von Primärtumorwachstum zur Metastasierung bei pathologisch relevanten Websites, und es bietet auch eine gute Versuchsmodell zur Untersuchung der Wirkung von therapeutischen Behandlungen zu frühen oder späten Stadien der Erkrankung. Zusätzlich unter Verwendung dieses Modells kann man die Rolle der Stromazellen gegen Krebszellen stammenden Proteinen in den Krankheitsverlauf unter Verwendung gentechnisch veränderten Mäusen oder Zellen zu untersuchen. Obwohl subkutane Injektionen sind einfacher durchzuführen, geben orthotope Modellen aber zu einer tumorigenen und metastatischen Krebszellpopulation. Somit wird mittels der subkutanen Injektion erhaltenen Ergebnisses kann entweder falsch-negative oder falsch-positive ^6,17 Förderung der Verwendung von orthotopen Modelle, die das Tumorwachstum zu studieren.

Protocol

Tierversuche wurden von der Tierschutzausschusses des Leiden University Medical Center (LUMC) zugelassen. 1. Herstellung der Zellen, Instrumente und Mäuse Einen Tag vor der Operation, rasieren die NOD / SCID-gamma (NSG) Mäuse aus dem vierten Brustwarze bis zur Mittellinie und wiegen die Mäuse, um zu überprüfen, dass alle Mäuse haben in etwa vergleichbar Gewichte. Autoklavieren eine Schere, zwei Pinzetten und zwei gerade Moskito Pinzette (Abbildung 1A).</str…

Representative Results

Erfolgreiche Anwendung des "orthotopen Brustkrebsmodell" auf ordnungsgemäße Injektion von Zellen in das Brustfettpolster basieren. Experimentelle Fehler wie ungenaue Inokulation von Zellen oder undicht sein, um Variationen in der Größe des Tumors oder sogar die Abwesenheit eines Tumors, der zur Bildung einer Struktur führt sucht ähnlich einer Brustfettpolster mit einem Steuerungspuffer (2A) injiziert führen. Die Wachstumsrate des Tumors ist abhängig von der Art des injizierten Zelllini…

Discussion

Orthotopische Injektion von Brustkrebszellen ist ein leistungsfähiges Modell, alle Aspekte der Krebswachstum zu studieren. Implantation der Zellen in den Brustfettpolster der Mäuse sollte sorgfältig ausgewählt, um Variation in das Tumorwachstum zu verhindern durchgeführt werden. Am wichtigsten ist, ist entscheidend Injektion der gleichen Menge von Zellen jeder Maus. Um dies zu tun, sollte man die Zellen trypsinieren konsequent, ohne die Lebensfähigkeit der Zellen. Nicht lebensfähigen Zellen sollten bei der Zellz?…

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