Evaluación de pulmón metástasis en el ratón mamarias modelos tumorales mediante PCR cuantitativa en tiempo real
Summary
Este protocolo describe cómo utilizar cuantitativa en tiempo real PCR (QRT-PCR) para detectar ARNm específicos de células tumorales que representan la metástasis en el tejido pulmonar de ratón.
Abstract
La enfermedad metastásica es la propagación de las células tumorales malignas desde el sitio del cáncer primario a un órgano distante y es la causa principal de muerte de cáncer asociado 1. Los sitios comunes de diseminación metastásica incluyen pulmón, ganglios linfáticos, el cerebro y la médula 2. Mecanismos que impulsan la metástasis son áreas intensas de la investigación del cáncer. En consecuencia, los ensayos eficaces para medir la carga metastásica en sitios distantes de las metástasis son instrumentales para la investigación del cáncer. Evaluación de metástasis de pulmón en modelos tumorales mamarias se realiza generalmente mediante la observación cualitativa bruto de tejido pulmonar después de la disección. Los métodos cuantitativos de evaluación de metástasis se limitan actualmente a ex vivo y en técnicas de imagen basadas vivo que requieren parámetros definidos por el usuario. Muchas de estas técnicas se encuentran en todo el nivel de organismo en lugar del nivel celular 3-6. Aunque los métodos de imagen más recientes que utilizan microscopía de múltiples fotones son capaces de evaluar MetasTasis a nivel celular 7, estos procedimientos altamente elegantes son más adecuadas para la evaluación de los mecanismos de difusión en lugar de la evaluación cuantitativa de la carga metastásica. Aquí, se presenta un método simple in vitro para evaluar cuantitativamente la metástasis. Usando cuantitativa en tiempo real PCR (QRT-PCR), el ARNm de células específicas de tumor se puede detectar en el tejido de pulmón de ratón.
Introduction
Análisis de QRT-PCR se propone como un método para evaluar la metástasis del tumor. Este método se propone como una alternativa para los usuarios que están interesados en la evaluación de la metástasis, pero no pueden tener acceso a equipos específicos, como in vivo equipos de imagen o un estereoscopio capaz de fluorescencia. Una discusión de los métodos comúnmente utilizados se muestra seguido por una demostración de cómo el análisis de QRT-PCR se puede utilizar ya sea como un separado o como un método compañero para evaluar la metástasis. Este procedimiento tiene el potencial de proporcionar un análisis cuantitativo de la carga metastásica.
Los métodos estándar de análisis bruto, incluyendo la visualización de los pulmones bajo un microscopio estereoscópico, así como seccionamiento en serie seguida de hematoxilina y eosina (H & E) tinción del tejido pulmonar, son cuantificables, pero dependen en gran medida de los parámetros definidos por el usuario para el recuento de 2-5. Al evaluar los pulmones enteros utilizando un microscopio estereoscópico, sólo las grandes metástasis superficiales son visible y análisis requiere que el investigador tenga conocimiento razonable de la estructura anatómica pulmonar para determinar lo que constituye una lesión metastásica. Etiquetado fluorescente de las células tumorales con un marcador tal como GFP y el uso de un microscopio estereoscópico que contiene un cubo de luz con los máximos apropiados de excitación / emisión (por ejemplo, cerca de 470/510 nm para GFP) ayuda en este proceso, pero sólo nódulos tumorales superficie son detectables . Además, la fluorescencia de la contaminación de la sangre, que es visible bajo los mismos parámetros que las buenas prácticas agrarias, puede conducir a la falsa identificación de posibles lesiones metastásicas.
Seccionamiento del pulmón seguido por tinción con H & E para visualizar metástasis de pulmón es un método útil para evaluar las micrometástasis y otros procesos microscópicos incluyendo infiltración de células inmunes, pero a menudo requiere el uso de todo el tejido pulmonar para inclusión en parafina, seccionando, y los procedimientos de tinción. Por lo tanto, los procedimientos posteriores no son ideales siguiendo ese methore. Aunque cuantificable, este procedimiento requiere que el investigador para evaluar un gran número de secciones de pulmón teñidas por animal para asegurar que el análisis representa toda la estructura 3D del pulmón. En consecuencia, este tipo de examen es mucho tiempo, puede conducir a error a contar, y el análisis se basa principalmente en la discreción del investigador.
Varias de las técnicas de imagen in vivo (por ejemplo, MRI, PET, SPECT) se utilizan actualmente para llevar a cabo o probar los procesos biológicos en modelos de roedores experimentales 8. En bioluminiscente de imágenes in vivo es un método común utilizado para adquirir una visión bruto de metástasis 9. Esta técnica se aplica generalmente para evaluar la presencia de actividad de informador de luciferasa debido a la acumulación de las células tumorales, que están diseñados para contener un elemento de respuesta de la luciferasa, que residen en órganos específicos, como la glándula mamaria después de la implantación de células tumorales y el pulmón a metástasis espontánea 10. La visualización de la actividad de informador de luciferasa se induce por la presencia de sustrato de luciferina (D-luciferina). Luciferasa cataliza la descarboxilación oxidativa de D-luciferina a oxiluciferina la generación de bioluminiscencia. Aunque informativa, este método está limitado por varios factores, incluyendo la estabilidad del sustrato (es decir, la vida media corta), la distribución adecuada de sustrato que depende de cómo se entrega a los animales de experimentación, y la baja sensibilidad de detección 9. Un mérito principal de esta técnica es que es no invasivo, se puede realizar en animales vivos, y puede conducir a la detección de metástasis de células tumorales en múltiples órganos que pueden no haber sido normalmente cosechadas en la disección 9,10.
Un aspecto positivo de la in vivo las técnicas de imagen es que el tejido pulmonar no perturbado permitiendo procedimientos secundarios como la inclusión en parafina o como se presenta aquí, el análisis QRT-PCR. Sin embargo, debido QRT-PCR es theoreticaLLY una medida más sensible de detección, evaluación bruto no puede revelar un número bajo de células tumorales presentes en el pulmón. Si bien es útil, las técnicas de imagen descritos anteriormente pueden ser sustituidos o complementarse con el método de QRT-PCR descrito actualmente. QRT-PCR tiene el potencial de proporcionar una medida sensible de mRNA derivados del tumor dentro de un pulmón.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo describe el uso de QRT-PCR para evaluar mamaria metástasis de células tumorales al pulmón utilizando un modelo de xenoinjerto de ratón. Se reconoce que otras técnicas, incluyendo bioluminiscente de imágenes, están disponibles y también son eficaces para la detección de metástasis a pesar de tener sus propios valores y limitaciones. Los datos presentados sugieren que QRT-PCR proporciona una medida eficaz de detectar mRNA derivadas de tumores en el tejido pulmonar para la cuantificación de la met…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
El laboratorio Yeh es apoyado por fondos de investigación de la Sociedad Americana del Cáncer Institucional de Becas de Investigación (GRI-97-219-14) otorgado al Centro de Cáncer Hollings en MUSC, mediante financiación de la investigación de una subvención del Departamento de Defensa (W81XWH-11-2- 0229) en MUSC, y por un premio de la Fundación La preocupación (a ESY).
Materials
| 2-mercaptoethanol | Fisher | BP176-100 | |
| DNAse | Thermo Scientific | EN0521 | |
| GeneJet RNA Isolation Kit | Thermo Scientific | K0732 | |
| iScript Reverse Transcription Supermix for QRT-PCR | Bio-Rad | 1708841 | |
| iTaq Universal SYBR Green Supermix | Bio-Rad | 172-5121 | |
| PrimePCR SYBR Green Assay: ERBB2, Human | Bio-Rad | 100-25636 | |
| PrimePCR Template for SYBR Green Assay: ERBB2, Human | Bio-Rad | 100-25716 | |
| gapdh Primer Sequence | For-ATGGTGAAGGTCGGTGTGAACG Rev-CGCTCCTGGAAGATGGTGATGG |
Riferimenti
- Gupta, G. P., Massague, J. Cancer metastasis: building a framework. Cell. 127 (4), 679-695 (2006).
- Bos, P. D., Nguyen, D. X., Massague, J. Modeling metastasis in the mouse. Curr Opin Pharmacol. 10 (5), 571-577 (2010).
- Kim, I. S., Baek, S. H. Mouse models for breast cancer metastasis. Biochem Biophys Res Commun. 394 (3), 443-447 (2010).
- Saxena, M., Christofori, G. Rebuilding cancer metastasis in the mouse. Mol Oncol. 7 (2), 283-296 (2013).
- Yang, S., Zhang, J. J., Huang, X. Y. Mouse models for tumor metastasis. Methods Mol Biol. 928, 221-228 (2012).
- Rampetsreiter, P., Casanova, E., Eferl, R. Genetically modified mouse models of cancer invasion and metastasis. Drug Discov Today Dis Models. 8 (2-3), 67-74 (2011).
- Condeelis, J., Segall, J. E. Intravital imaging of cell movement in tumours. Nat Rev Cancer. 3 (12), 921-930 (2003).
- Massoud, T. F., Gambhir, S. S. Molecular imaging in living subjects: seeing fundamental biological processes in a new light. Genes Dev. 17 (5), 545-580 (2003).
- Zinn, K. R., et al. Noninvasive bioluminescence imaging in small animals. ILAR J. 49 (1), 103-115 (2008).
- Tseng, J. C., Kung, A. L. Quantitative bioluminescence imaging of mouse tumor models. Cold Spring Harb Protoc. 2015 (1), (2015).
- Radonic, A., et al. Guideline to reference gene selection for quantitative real-time PCR. Biochem Biophys Res Commun. 313 (4), 856-862 (2004).
