Summary

颈动脉肿瘤细胞注射,产生脑转移瘤小鼠模型

Published: February 08, 2017
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Summary

脑转移已成为迫切满足医疗需要,因为其发病率有增加,而治疗方法仍然治标不治本。 经由颈动脉动脉注射癌细胞创建脑转移的实验动物模型有利于新型干预方案的疾病生物学和评价的机理研究。

Abstract

转移,扩散和恶性细胞的生长在一个患者体内的辅助站点,占癌症相关死亡率的> 90%。近日,在新的治疗跨出去已大幅延长生存期,改善生活质量为众多癌症患者。可悲的是,脑转移复发的发病率正在快速上升,目前所有的疗法只是治标不治本。因此,迫切需要良好的实验动物模型,以促进在深入疾病生物学的研究和评估新的治疗方案临床前评估。然而, 经由癌细胞尾静脉注射的体内转移测定法的标准主要是产生肺转移灶;动物脑转移任何有意义的产物,通常前屈从于肺部肿瘤负荷。肿瘤细胞心内注射产生转移灶多器官部位包括大脑;然而,variabi这种模式产生的肿瘤生长lity较大,抑制其效用评价治疗效果。为了产生脑转移瘤的研究可靠和一致的动物模型,在这里我们描述了通过肿瘤细胞的颈动脉注射产生的家鼠( 小家鼠 )实验性脑转移的过程。这种方法允许一个产生大量具有相似的生长和死亡特性脑转移瘤轴承小鼠,从而方便研究工作,以学习基本的生物学机制,并评估新的治疗药物。

Introduction

癌症中枢神经系统(CNS)的转移是一种破坏性的疾病,并且可涉及任何脑实质或(“脑转移”指的是既在本文中)的软脑膜。它是主要的颅内恶性肿瘤,由> 10数量上超过初级胶质瘤:1 1,2。肺癌,乳腺癌和黑色素瘤是产生脑转移3,4的高发生率前三位主要肿瘤疾病。近年来,以新颖的癌症疗法跨出去已大幅延长生存期,改善生活质量为众多癌症患者。然而,在复发,脑转移瘤的发病率迅速上升。例如,所述抗HER2抗体曲妥单抗(赫赛汀)展示了在患者的HER2 +乳腺癌显著临床疗效;但令人不安的趋势已经出现在这些患者中:最多那些颅外全身性疾病最初从赫赛汀治疗获益以后开发的脑转移5,6,7的1/3。不幸的是,患者的脑转移是难治几乎所有目前的治疗,通常遇到的生活质量的创伤恶化,以及他们的一年存活率诊断后仅为〜20%8。对于脑转移瘤目前的疗法(包括类固醇,颅放疗,手术切除的患者选择)仅仅是治标不治本,不能治愈9。因此,脑转移正在成为这个时代新的癌症治疗方法的下一个宏伟的挑战。为了解决患者每天面对的诊所未得到满足的挑战,我们迫切需要更好地了解脑转移的基本机制,并利用这些知识来开发新疗法。

<p类=“jove_content”>脑转移性癌细胞的成功定居需要一系列的由多个生物球员,如血脑屏障(BBB)的旁通错综复杂的相互作用介导的功能的性能,并从大脑的固有逃脱免疫防御机制10,其中没有在离体 或体外系统概括。因此,适当的和忠实的体内模型对于脑转移瘤的研究是至关重要的。 在体内转移法传统的尾静脉注射引入癌细胞,导致大部分细胞变成肺提出的。脑转移灶在这些模型中很少产生前的11肺部引起的肿瘤负荷的动物死亡。癌细胞的直接脑内注射产生一致的肿瘤生长在CNS和广泛应用于初级胶质瘤的研究。然而,SUCH注入损害血脑屏障并引起外伤性损伤在注射部位,关注的两个主点作为这种模式的生理相关性。另一种常用癌细胞引进路线,心内注射,易于管理,并确实会产生实验性转移到中枢神经系统。然而,并行转移到除中枢神经系统其它器官部位总是产生,并可能导致动物的死亡11;因此,高度该模型的变异性使得它不适合的生物学机制或用动物的数量有限的治疗剂的定量评估。

这里,我们描述的程序通过注射癌细胞进入颈总动脉,以产生实验脑转移。我们已经用这种方法来单个基因的贡献解剖脑转移的转移级联,并评估治疗干预的有效性第12条 ,13。这种方法的主要优点是高度重现性和低度变性的;的主要缺点是执行显微所需的复杂性和灵巧。

Protocol

伦理学声明:所有的动物研究由得克萨斯大学MD安德森癌症中心的大学机构动物护理和使用委员会(IACUC)的批准。 1.准备注射癌细胞注射前种子癌细胞一天或两天。使用补充有10%FBS,除非特殊介质在文献表明对于特定的细胞系的DMEM / F12培养基。 外科手术当天,收获细胞,当他们到达70 – 通过用无血清培养基一旦第一洗涤80%汇合胰蛋白酶(0.25%)1前 – 2分钟,在37℃。添加…

Representative Results

有在该注射液的质量进行评估的两点。第一次机会是通过注射期间改变血管的颜色操作者的观察。来自贫穷注射泄漏解剖显微镜下很容易观察到。鼠标主体的稳定和安全的放置( 图1A)和在支撑棉球其颈动脉( 图1B)是用于顺利成功注射到颈动脉的关键因素。第二点来评价喷射质量是手术后的非侵入性成像。为了这个目的,癌细胞通常标记有荧光…

Discussion

颈动脉注射癌细胞成功的最重要的步骤是:1)小鼠中为外科手术制备的深度麻醉; 2)对棉载体的顶部的颈动脉的稳定放置; 3)成功后注入颈总动脉结扎紧。

中〜30分钟,深麻醉通常是在解剖显微镜下手术稳定性能必要的。我们用鼠标麻醉商用现成使用氯胺酮/甲苯噻嗪鸡尾酒。在生理盐水中在调整用于麻醉的体积提供了更大的灵活性2:以避免潜在的过量,氯胺酮/赛拉嗪鸡尾?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors have no acknowledgements.

Materials

Ketamine hydrochloride/xylazine hydrochloride solution Sigma-Aldrich K113
Routine Stereomicroscope Leica M50 Leica M50 The microscope is modular and highly configurable to fit particular space requirements.
Surgical disposable scapel Integra Miltex 4-410 to make skin incisions
Tissue Forceps – 1×2 Teeth Fine Science Tools 11021-12 to bluntly dissect mucles
Dumont #5 – Mirror Finish Forceps Fine Science Tools 11252-23 to separate and prepare the carotid artery for injection
Spring Scissors Fine Science Tools 15025-10 to cut sutures
EZ Clip Kit Stoelting 59020 for wound cloure
BD Insulin Syringe Becton Dickinson 328438 for cell injection
IVIS Spectrum In Vivo Imaging System PerkinElmer 124262

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Citazione di questo articolo
Zhang, C., Lowery, F. J., Yu, D. Intracarotid Cancer Cell Injection to Produce Mouse Models of Brain Metastasis. J. Vis. Exp. (120), e55085, doi:10.3791/55085 (2017).

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