脱细胞和细胞肺模型研究肿瘤转移
Summary
在这里, 我们提出了一个前体肺癌模型的协议, 模仿肿瘤进展的步骤, 并有助于隔离原发性肿瘤, 循环肿瘤细胞和转移性病变。
Abstract
在肿瘤进展的不同点, 很难分离出肿瘤细胞。我们建立了一种前体肺模型, 它可以显示肿瘤细胞与自然基质的相互作用和养分的持续流动, 以及显示肿瘤细胞与正常细胞成分和自然基质相互作用的模型。脱细胞的体外肺模型是通过隔离大鼠心肺阻滞和去除所有细胞使用去细胞过程创建的。右主支气管被栓住, 肿瘤细胞由注射器放置在气管内。细胞移动并填充左肺。然后将肺放置在一个生物反应器中, 在一个封闭的电路中, 肺动脉接收到连续的介质流动。左肺生长的肿瘤是原发性肿瘤。在循环介质中分离的肿瘤细胞为循环肿瘤细胞, 右肺肿瘤细胞为转移性病变。细胞前体肺模型是通过跳过去细胞过程而产生的。每个模型都可以用来回答不同的研究问题。
Introduction
癌症转移是大多数癌症相关死亡的罪魁祸首, 是抗击癌症的终极挑战。这个方法的总目标是设计一个四维 (4 d) 细胞培养的协议, 它有一个流动的维度, 除了三维 (3 维) 细胞的生长。它代表转移过程的三个不同的阶段 [即原发性肿瘤、循环肿瘤细胞 (CTCs) 和转移性病变]。
在过去的三年里, 世界各地的科学家们获得了空前丰富的信息, 以了解不同癌症转移进展的机制, 从而改善了治愈或无进展生存的前景。一些癌症的临床管理, 如乳腺癌, 显著改善1;然而, 一些癌症, 如肺癌, 仍然有一个可怜的生存2。在体外和体内的动物模型有助于产生新的洞察力的机制, 这一疾病的发展。在过去的几年中, 细胞线源性移植 (CDX) 和患者源性移植 (PDX) 更有兴趣, 因为他们保留了许多相关的特点, 主要人类肿瘤3, 如生长动力学, 组织学特征, 行为特点, 以及对治疗的反应。然而, 每个模型都有它的局限性, 以了解反恐委员会的形成和转移到一个遥远的器官4,5,6的机制。
近年来, 我们利用器官再造和灌注细胞培养的概念, 研制出一种4维的体外肺癌模型。它模仿人类肺癌的生长, 形成 perfusable 肿瘤结节, 随着时间的推移生长与类似的人类癌症分泌蛋白生产7。它代表基因表达签名, 预测癌症患者的生存不佳, 也显示了肿瘤回归治疗的治疗反应8,9。进一步修改肺模型, 使其形成转移性病变。CTCs 从原发肿瘤和 intravasate 发育成血管和 extravasate 到对侧肺, 形成转移性病变10。基因表达研究表明, 原发肿瘤、CTCs、转移性病变的表达谱明显, 以及表型10所需基因子集的上调。这种转移过程发生的原因是存在的生物条件, 在癌症患者。这个模型的优点是存在的自然基质和结构, 和营养物质的灌注导致肿瘤结节的形成。此外, 它还提供了一个机会, 以研究不同成分的肿瘤微环境或药物的影响, 随着时间的推移肿瘤进展。该模型可用于在实验室中培养出一系列肿瘤细胞 (肺癌、乳腺癌、肉瘤等)。
Protocol
Representative Results
Discussion
前体4维肺为研究肿瘤的生长和转移提供了一个实验室设置的机会。本机肺基质是一个复杂的系统, 为正常组织提供支持, 维持细胞间的相互作用, 细胞基质相互作用, 细胞分化和组织组织。它提供了一个机会添加任何肿瘤微环境成分, 以研究其对肿瘤生长的影响和与其他细胞的相互作用。
肺的收获是前体4维肺模型的关键步骤。在胸腔开口后, 肝素注射液的延迟可能…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
从第二 Kirklin 研究奖学金, 美国胸外科协会, 格雷厄姆研究基金会, 休斯顿卫理公会专科医师组补助金, 迈克尔 m. 和乔安研究奖获得赠款支持。我们感谢安 Saikin 为手稿的语言编辑。
Materials
| Sprague Dowley rat | Harlan | 206M | Male |
| Chlorhexidine swab | Prevantics, NY, USA | NDC 10819-1080-1 | |
| Heparin | Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA | NDC 25021-400-10 | |
| 18-gauge needle | McMaster Carr, USA | 75165A249 | |
| 2-0 silk tie | Ethicon, San Angelo, TX, USA | A305H | |
| Masterflex L/S pump | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07554-80 | |
| Masterflex L/S pump head | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-05 | |
| Masterflex L/S pump cartridge | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-70 | |
| Tygon Tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 14171211 | |
| MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-16 | |
| Female luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-34 | 75165A249 |
| Male luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45513-04 | |
| black nylon ring | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-45509-04 | |
| Intravenous set | CareFusion | 41134E | |
| Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | Fisher Scientific | CAS151-21-3 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100-1L | |
| Antibiotics | Gibco | 15240-062 | |
| Silicone oxygenator | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | ABW00011 | Saint-GoBain- |
| Wire mesh | 1164610105 | Lowes | New York Wire |
| Female luer Lug Style TEE | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-56 | |
| Male luer integral lock ring to 200series Barb | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45518-08 | |
| Female luer thread style coupler | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-22 | |
| Clave connector | ICU Medical | 11956 | |
| Hi-Flo ™4-way Stopcock w/swivel male luer lock | smith Medical | MX9341L | |
| MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-13 | for cannula |
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