Создание модели рака молочной метастатической мышиных ортотопическая и выполняя мышиных радикальная мастэктомия
Summary
Мы представляем мышиных ортотопическая груди Рак и радикальной мастэктомии модели с технологией биолюминесценции для количественного определения опухолевых бремя для имитации прогрессии рака молочной железы человека.
Abstract
In vivo мыши модели для оценки прогрессии рака молочной железы имеют важное значение для исследований рака, включая доклинические наркотиков события. Однако большинство практических и технических деталей обычно опущены в опубликованной рукописи, которые, таким образом, делает его сложно воспроизвести модели, особенно когда речь идет о хирургических методов. Биолюминесценции технология позволяет для оценки небольших количеств раковых клеток, даже тогда, когда опухоль не ощутима. Используя выражения Люцифераза раковые клетки, мы устанавливаем техника прививка ортотопическая рака груди с высоким tumorigenesis ставкой. Метастазы в легких оценивается, используя технику ex vivo . Мы, затем создать модель мастэктомии с низкой местных рецидивов показатель для оценки бремени метастатические опухоли. Здесь мы, подробно описать, хирургические методы имплантации ортотопическая и мастэктомии рака молочной железы с высоким tumorigenesis скоростью и низкой местных рецидивов цены, соответственно, для повышения эффективности модели рака молочной железы.
Introduction
Животные модели играют ключевую роль в исследовании рака. Когда гипотеза это доказано в лабораторных условиях, он должны быть протестированы в естественных условиях оценить его клиническое значение. Прогрессии рака и метастазы часто лучше захвачен животных моделей по сравнению с моделями в пробирке, и важно, чтобы проверить новый препарат в животной модели как доклинические исследования наркотиков развития1,2. Однако технические детали экспериментов на животных, часто не хорошо описана в опубликованных статьях, что делает его сложно воспроизвести модель успешно. Действительно авторы, которые создали эти ортотопическая прививки и мастэктомии модели прошли через длинные и строгий процессов методом проб и ошибок. Показатель успеха tumorigenesis после прививки клеток рака является одним из ключевых факторов для определения успеха и эффективности животного исследование3. Линии клетки и количество клеток для прививок, прививка сайта и штамм мышей находятся все важные факторы. Хорошо известно, что существуют огромные различия в результатах экспериментов на животных из-за индивидуальных различий, по сравнению с методами в пробирке. Таким образом получить стабильные результаты, чтобы улучшить эффективность экспериментов на животных и избегать вводящих в заблуждение результатов важно использовать устоявшиеся модели со стандартным методом.
Этот документ содержит4 устоявшихся методов для создания модели мыши ортотопическая и мастэктомии рака молочной железы. Целями этих методов являются 1) имитировать прогрессии рака молочной железы человека и курсов лечения и 2) для проведения в экспериментах in vivo с большей эффективностью и более высокие показатели успеха, по сравнению с мастэктомии методы или другие прививки рака молочной железы. В ортотопическая раковых клеток прививка чтобы имитировать прогрессии рака молочной железы человека, мы выбираем #2 молочной железы жировой ткани как прививка сайт, который расположен в грудь. В большинстве исследований, клеток рака молочной железы привиты подкожно5. Этот метод не требует хирургического вмешательства, и, таким образом, он является простым и понятным. Однако подкожной микроокружения довольно сильно отличается от микроокружения молочной железы, что приводит к прогрессии рака различных и даже молекулярных профили6,7. Некоторые исследования используют #4 молочной железы, который расположен в живот, как прививка сайта6. Однако поскольку #4 молочных желез расположены в животе, чаще метастатические шаблон является перитонеальный рак7, которое происходит с менее чем 10% рака молочной метастатической8. Генерируемые технику, представленные здесь, в #2 молочной железы, рак молочной железы метастазы в легких, который является одним из наиболее распространенных рака молочной железы метастатические узлы9.
С этой техникой целью является также достичь более высокую ставку tumorigenesis с изменчивостью размера минимальной опухоли, по сравнению с другими методами прививки рака молочной железы. Для этого, раковые клетки, приостановлено в желатиновую белка смесь являются прививку под прямое видение через разрез средний передней грудной стенки. Этот метод производит высокий tumorigenesis курс с меньше изменчивости в опухоли размером и формой, по сравнению с подкожной или нехирургических инъекции, как сообщалось ранее3,7.
Мы также представляем методом радикальной мастэктомии мыши, в котором опухоли груди ортотопическая резецируется с окружающих тканей и подмышечные лимфатические узлы. В клинических условиях, стандарт медицинской помощи для больных раком молочной железы без отдаленных метастазов болезни является мастэктомии10,11. Перед мастэктомии подмышечных лимфатических узлов метастазы обследована изображений и дозорный биопсии лимфатических узлов. Если нет никаких доказательств подмышечных лимфатических узлов метастазы, пациент затем рассматривается с полной или частичной мастэктомии, в котором пропущен резекции подмышечных лимфатических узлов. Всего мастэктомии является техника иссечения рака молочной железы с ткани всей груди целиком, тогда как частичной мастэктомии иссечения рака молочной железы с запасом окружающих тканей нормальной груди только, таким образом сохранение оставшихся нормальных грудной ткани в пациента. Однако пациенты сохранить оставшиеся ткани нормальной груди после частичной мастэктомии требуют послеоперационной лучевой терапии, чтобы избежать рецидивов10. Пациенты, которые подмышечных лимфатических узлов метастазы проведения радикальной мастэктомии, который удаляет рака молочной железы с всеми нормальной груди ткани и подмышечных лимфатических узлов и вторгся в тканях en блока10,11. В модель мыши наблюдения для подмышечных лимфатических узлов метастазы и/или послеоперационного излучения не является разумной или осуществимо. Таким образом мы используем метод радикальной мастэктомии избежание местные или подмышечных лимфатических узлов метастазы.
Прививка клетки рака через Вену хвост является наиболее распространенных легких метастазов мыши модель12, так называемой «экспериментальный метастазов». Эта модель легко генерировать и не требует хирургического вмешательства; Однако она не имитировать прогрессии рака молочной железы человека, который может привести к поведению различных метастатической болезни. Чтобы имитировать курс лечения рака молочной железы человека, где метастазы часто возникает после мастэктомии, первичная опухоль удаляется после прививки клеток рака ортотопическая. Этот метод производит меньше рецидивов по сравнению с резекции опухоли простой, как ранее сообщалось13и полезно для Роман терапии, доклинические исследования и для метастатической груди Рак исследований. Методы, описанные здесь, применимы для большинства рака молочной железы ортотопическая модель экспериментов. Однако важно учитывать, что желатиновой белка смесь может повлиять на микроокружения и хирургия может повлиять на стресс/иммунный ответ14. Таким образом исследователи, изучая микроокружения и/или стресс/иммунный ответ должны быть осведомлены о возможности смешанных факторов.
Protocol
Representative Results
Discussion
За последнее десятилетие мы создаем несколько моделей мышиных рака, включая груди Рак модели3,7,13,16,,2021. Ранее мы показали, что груди рак клеток ортотопическая прививки в ткани мол?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана NIH Грант Грант R01CA160688 и Сьюзен G. Komen фундамент следователь инициировал исследования (IIR12222224) для мышей к.т. биолюминесценции изображения были приобретены общий ресурс трансляционная Imaging общий ресурс в Розуэлле Park Всеобъемлющем онкологический центр, который был поддержан рака центр поддержки Грант (P30CA01656) и разделяет инструментария Грант (S10OD016450).
Materials
| Micro Dissection Scissors | Roboz | RS-5983 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Adson Forceps | Roboz | RS-5233 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Needle Holder | Roboz | RS-7830 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Mayo | Roboz | RS-6873 | For ex vivo |
| 5-0 silk sutures | Look | 774B | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Dry sterilant (Germinator 500) | Braintree Scientific | GER 5287-120V | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Clipper | Wahl | 9908-717 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Matrigel | Corning | 354234 | For cancer cell inoculation |
| D-Luciferin, potassium salt | GOLD-Bio | LUCK-1K | For bioluminescence quantification |
| Roswell Park Memorial Insitute 1640 | Gibco | 11875093 | For cell culture |
| Fetal Bovine Serub | Gibco | 10437028 | For cell culture |
| Trypsin-EDTA (0.25%) | Gibco | 25200056 | For cell culture |
Riferimenti
- Rashid, O. M., Takabe, K. Animal models for exploring the pharmacokinetics of breast cancer therapies. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 11 (2), 221-230 (2015).
- Schuh, J. C. Trials, tribulations, and trends in tumor modeling in mice. Toxicologic Pathology. 32, 53-66 (2004).
- Katsuta, E., et al. Modified breast cancer model for preclinical immunotherapy studies. Journal of Surgical Research. 204 (2), 467-474 (2016).
- Sidell, D. R., et al. Composite mandibulectomy: a novel animal model. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 146 (6), 932-937 (2012).
- Ewens, A., Mihich, E., Ehrke, M. J. Distant metastasis from subcutaneously grown E0771 medullary breast adenocarcinoma. Anticancer Research. 25, 3905-3915 (2005).
- Kocaturk, B., Versteeg, H. H. Orthotopic injection of breast cancer cells into the mammary fat pad of mice to study tumor growth. Journal of Visualized Experiments. (96), e51967 (2015).
- Rashid, O. M., et al. An improved syngeneic orthotopic murine model of human breast cancer progression. Breast Cancer Research and Treatment. 147 (3), 501-512 (2014).
- Bertozzi, S., et al. Prevalence, risk factors, and prognosis of peritoneal metastasis from breast cancer. SpringerPlus. 4, 688 (2015).
- Kennecke, H., et al. Metastatic behavior of breast cancer subtypes. Journal of Clinical Oncology. 28 (20), 3271-3277 (2010).
- Valero, M. G., Golshan, M. Management of the Axilla in Early Breast Cancer. Cancer Treatment and Research. 173, 39-52 (2018).
- . Breast Cancer, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology Available from: https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/breast.pdf (2018)
- Versteeg, H. H., et al. Inhibition of tissue factor signaling suppresses tumor growth. Blood. 111 (1), 190-199 (2008).
- Katsuta, E., Rashid, O. M., Takabe, K. Murine breast cancer mastectomy model that predicts patient outcomes for drug development. Journal of Surgical Research. 219, 310-318 (2017).
- Veenhof, A. A., et al. Surgical stress response and postoperative immune function after laparoscopy or open surgery with fast track or standard perioperative care: a randomized trial. Annals of Surgery. 255 (2), 216-221 (2012).
- Wei, S., Siegal, G. P. Surviving at a distant site: The organotropism of metastatic breast cancer. Seminars in Diagnostic Pathology. 35 (2), 108-111 (2018).
- Nagahashi, M., et al. Sphingosine-1-phosphate produced by sphingosine kinase 1 promotes breast cancer progression by stimulating angiogenesis and lymphangiogenesis. Ricerca sul cancro. 72 (3), 726-735 (2012).
- Jones, C., Lancaster, R. Evolution of Operative Technique for Mastectomy. Surgical Clinics of North America. 98 (4), 835-844 (2018).
- Rashid, O. M., Maurente, D., Takabe, K. A Systematic Approach to Preclinical Trials in Metastatic Breast Cancer. Chemotherapy (Los Angeles). 5 (3), (2016).
- Ramaswamy, S., Ross, K. N., Lander, E. S., Golub, T. R. A molecular signature of metastasis in primary solid tumors. Nature Genetics. 33 (1), 49-54 (2003).
- Aoki, H., et al. Murine model of long-term obstructive jaundice. Journal of Surgical Research. 206 (1), 118-125 (2016).
- Terracina, K. P., et al. Development of a metastatic murine colon cancer model. Journal of Surgical Research. 199 (1), 106-114 (2015).
- Rashid, O. M., et al. Is tail vein injection a relevant breast cancer lung metastasis model?. Journal of Thoracic Disease. 5 (4), 385-392 (2013).
- Rashid, O. M., et al. Resection of the primary tumor improves survival in metastatic breast cancer by reducing overall tumor burden. Surgery. 153 (6), 771-778 (2013).
- Troy, T., Jekic-McMullen, D., Sambucetti, L., Rice, B. Quantitative comparison of the sensitivity of detection of fluorescent and bioluminescent reporters in animal models. Molecular Imaging. 3 (1), 9-23 (2004).
- Adams, S. T., Miller, S. C. Beyond D-luciferin: expanding the scope of bioluminescence imaging in vivo. Current Opinion in Chemical Biology. 21, 112-120 (2014).
- Close, D. M., Xu, T., Sayler, G. S., Ripp, S. In vivo bioluminescent imaging (BLI): noninvasive visualization and interrogation of biological processes in living animals. Sensors (Basel). 11 (1), 180-206 (2011).
- Chen, H., Thorne, S. H. Practical Methods for Molecular In Vivo Optical Imaging. Current Protocols in Cytometry. 59 (1224), (2012).
- Wurdinger, T., et al. A secreted luciferase for ex vivo monitoring of in vivo processes. Nature Methods. 5 (2), 171-173 (2008).
- Aoki, H., et al. Host sphingosine kinase 1 worsens pancreatic cancer peritoneal carcinomatosis. Journal of Surgical Research. 205 (2), 510-517 (2016).
