דגם Murine Orthotopic פרה-קליני של סרטן ערמונית האדם
Summary
Prostate cancer is the second most common cause of cancer-related deaths in the United States. An orthotopic cancer model provides a useful approach to understand the biology of prostate cancer and to evaluate the efficacy of therapeutic regimens. This protocol describes detailed steps necessary to establish an orthotopic prostate cancer mouse model.
Abstract
To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information about this disease. The human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model provides a useful alternative approach for understanding the specific interactions between genetically and molecularly altered tumor cells, their organ microenvironment, and for evaluation of efficacy of therapeutic regimens. This is a well characterized model designed to study the molecular events of primary tumor development and it recapitulates the early events in the metastatic cascade prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. Thus it allows elucidation of molecular mechanisms underlying the initial phase of metastatic disease. In addition, this model can annotate drug targets of clinical relevance and is a valuable tool to study prostate cancer progression. In this manuscript we describe a detailed procedure to establish a human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model.
Introduction
סרטן הערמונית הוא הגורם השני הנפוץ ביותר של מקרי מוות מסרטן (9%) בקרב גברים בארצות הברית, לצד סרטן הריאות הסמפונות (28%) 1. על פי נתונים אחרונים, ההערכה היא כי 220, 800 אבחנה חדשה מקרי סרטן ערמונית ו -27, 540 מקרים מוות יתרחשו בשנת 2015 1. שיעור ההישרדות היחסי לחמש השנים של סרטן הערמונית בשלב מוקדם הוא> 99% ואילו זה של מחלה גרורתית מתקדם רק 28% 1. אחד אתגרים גדולים לטיפול במחלה גרורתית מתקדמת הוא חוסר הבנה של מנגנונים מולקולריים שבבסיס הנטייה של מחלה זו כדי לשלוח גרורות לאיברים אחרים, במיוחד עד העצם, שהוא אתר תכוף לסרטן הערמונית. לפיכך, קיים צורך ברור ללמוד את האיפור המולקולרי של גידולי הערמונית הללו על מנת לפתח משטר טיפולי יעיל נגד התקדמות 2,3 מחלה גרורתית מתקדמת.
ערמונית גידולי תערוכה גדולהההטרוגניות הביולוגית h ללא מסלול מוגדר היטב להתקדמות. גרורות מתרחשות לעתים קרובות ללא הוריה לפני הפולשנות גידול 4. ההטרוגניות קליניים זו מיוחס המגוון המולקולרי של סרטן הערמונית. הבנת האיפור המולקולרי של גידולים הקטלניים אלה היא המפתח לעצב אסטרטגיות אבחון וטיפול טובים יותר למחלה זו. כתוצאה מכך, מחקר סרטן הערמונית כרגע מתמקד על הבנה ומניעת גרורות.
במודלים של עכברים פרה-קליניים in vivo מציעים מגוון רחב של אפשרויות להבין את המנגנונים המולקולריים של התקדמות סרטן ערמונית מחלה גרורתית מתקדמת. בנוסף, מודלים אלו חשובים ערכות פרה-קליניות של אסטרטגיות טיפוליות חדשות נגד מחלה זו. המודלים החיים הנפוצים ביותר כוללים מודלי עכבר מהונדסים, הזרקה לוריד זנב, השתלת פן-לב מודלי עכבר orthotopic אדם. מחקרים מהונדסים הם הזמן consuming וקורלציה של התפתחות סרטן הערמונית בעכברים עם לזו של בני האדם הראו השתנות 11. במודלים של עכברים ספונטניים גרורתי, תאים מוזרקים ישירות לתוך מחזור הדם ואף על פי, יש להם זמן אספקה מהיר, הם לא יכולים לשמש כדי לחקור גידול הראשוני או את השלבים הראשוניים במפל גרורתי 5. מודלים xenograft Orthotopic יש הגבלה של פיתוח גרורות בעצמות, האתר המשותף של גרורות סרטן הערמונית. עם זאת, במודל עכבר xenograft אדם orthotopic סרטן הערמונית הוא גם מאופיין בשימוש נרחב כדי ללמוד את האירועים המולקולריים של התפתחות גידולים ראשונית, צולב לדבר בין גידול microenvironment איבר, בשלב ראשוני של המחלה הגרורתית ושימוש של תרופות ניסיוניות להתערבות טיפולית 6 , 7,8-11.
Protocol
Representative Results
Discussion
כתב יד זה מתאר הליך מפורט להקמת מודל עכבר xenograft אדם orthotopic סרטן הערמונית. מודל זה הוקם על ידי השתלה ישירה של קו תאים אנושיים סרטן הערמונית PC3M-לוק-C6 לתוך אונות הערמונית הגבי של עכברים immunocompromised. גידולים הורשו לפתח במהלך הניסוי. צמיחת הגידול היה פיקוח שבועי על ידי מערכת הד…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Dr. Roger Erickson for his support and assistance with the preparation of the manuscript. This work was supported by the National Cancer Institute at the National Institutes of Health through grant numbers RO1CA160079, RO1CA138642, UO1CA184966 and VA funded program project number 1P1 BX001604.
Materials
| PC3 prostate cancer cell line | ATCC | CRL-1435 | |
| Minimum Essential Medium (MEM) | GIBCO,Life Technology | 11095-080 | |
| PBS | GIBCO,Life Technology | 10010-023 | |
| FBS | GIBCO,Life Technology | 10437-028 | |
| Zeocin | Invitrogen,Life Technology | R250-01 | |
| Trypsin | GIBCO,Life Technology | 25300-54 | |
| IVIS | Xenogen-Caliper | ||
| Insulin Syringes (300ul, 28.5g) | Becton Dickinson | 309300 | |
| Mice | Charles River Laboratories, Inc | ||
| Alcohol Swabs | MEDEquip Depot | 326895 BD | |
| PVP Iodine Prep Pad | MEDEquip Depot | C12400PDI | |
| Surgical CatGut Chromic Suture | Demetech | CC224017F0P | |
| Matrigel | Corning | 354248 |
Riferimenti
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2015. CA Cancer J Clin. 65 (1), 5-29 (2015).
- Andrieu, C., et al. Heat shock protein 27 confers resistance to androgen ablation and chemotherapy in prostate cancer cells through eIF4E. Oncogene. 29 (13), 1883-1896 (2010).
- Fusi, A., et al. Treatment options in hormone-refractory metastatic prostate carcinoma. Tumori. 90 (6), 535-546 (2004).
- Hughes, C., Murphy, A., Martin, C., Sheils, O., O’Leary, J. Molecular pathology of prostate cancer. J Clin Pathol. 58 (7), 673-684 (2005).
- Pavese, J., Ogden, I. M., Bergan, R. C. An orthotopic murine model of human prostate cancer metastasis. J Vis Exp. (79), e50873 (2013).
- Pettaway, C. A., et al. Selection of highly metastatic variants of different human prostatic carcinomas using orthotopic implantation in nude mice. Clin Cancer Res. 2 (9), 1627-1636 (1996).
- Rembrink, K., Romijn, J. C., van der Kwast, T. H., Rubben, H., Schroder, F. H. Orthotopic implantation of human prostate cancer cell lines: a clinically relevant animal model for metastatic prostate cancer. Prostate. 31 (3), 168-174 (1997).
- Kim, S. J., et al. Blockade of epidermal growth factor receptor signaling in tumor cells and tumor-associated endothelial cells for therapy of androgen-independent human prostate cancer growing in the bone of nude mice. Clin Cancer Res. 9 (3), 1200-1210 (2003).
- Kim, S. J., et al. Targeting platelet-derived growth factor receptor on endothelial cells of multidrug-resistant prostate cancer. J Natl Cancer Inst. 98 (11), 783-793 (2006).
- Park, S. I., et al. Targeting SRC family kinases inhibits growth and lymph node metastases of prostate cancer in an orthotopic nude mouse model. Cancer Res. 68 (9), 3323-3333 (2008).
- Zhang, J., et al. AFAP-110 is overexpressed in prostate cancer and contributes to tumorigenic growth by regulating focal contacts. J Clin Invest. 117 (10), 2962-2973 (2007).
- Park, S. I., Kim, S. J., McCauley, L. K., Gallick, G. E. Pre-clinical mouse models of human prostate cancer and their utility in drug discovery. Curr Protoc Pharmacol. Chapter 14, Unit 14.15 (2010).
- Johnson, L. C., et al. Longitudinal live animal micro-CT allows for quantitative analysis of tumor-induced bone destruction. Bone. 48 (1), 141-151 (2011).
- Steinbauer, M., et al. GFP-transfected tumor cells are useful in examining early metastasis in vivo, but immune reaction precludes long-term tumor development studies in immunocompetent mice. Clin Exp Metastasis. 20 (2), 135-141 (2003).
- Yang, M., et al. A fluorescent orthotopic bone metastasis model of human prostate cancer. Cancer Res. 59 (4), 781-786 (1999).
- Stephenson, R. A., et al. Metastatic model for human prostate cancer using orthotopic implantation in nude mice. J Natl Cancer Inst. 84 (12), 951-957 (1992).
- Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Invest New Drugs. 17 (4), 343-359 (1999).
- Wang, X., An, Z., Geller, J., Hoffman, R. M. High-malignancy orthotopic nude mouse model of human prostate cancer LNCaP. Prostate. 39 (3), 182-186 (1999).
- An, Z., Wang, X., Geller, J., Moossa, A. R., Hoffman, R. M. Surgical orthotopic implantation allows high lung and lymph node metastatic expression of human prostate carcinoma cell line PC-3 in nude mice. Prostate. 34 (3), 169-174 (1998).
- Kim, S. J., et al. Reduced c-Met expression by an adenovirus expressing a c-Met ribozyme inhibits tumorigenic growth and lymph node metastases of PC3-LN4 prostate tumor cells in an orthotopic nude mouse model. Clin Cancer Res. 9 (14), 5161-5170 (2003).
