מטופל-נגזר אורתוטופית מודלים של תאים האדם Urothelial קרצינומה של סרטן המעי הגס ואת הגידול גרורות ספונטנית
Summary
פרוטוקול זה מתאר את הדור של החולה הנגזר הנושא מודלים מבע על ידי פנים-ומבחינה משפטית הקניית תאים קרצינומה של תא ברמה גבוהה urothelial או פנים-rectally הזרקת תאים סרטניים המעי הגס לתוך סוכרת שמנים/חמור משולב כשל חיסוני (הנהון/SCID) עכברים לגידול הגידול הראשוני גרורות מתחת להשפעה של תאים סטרומה בצומת הלימפה, אשר מחקה את ההתקדמות של מחלות גרורתית האדם.
Abstract
חולי סרטן יש התחזיות העניים כאשר הלימפה (LN) מעורבות נוכחת בשני בדרגה גבוהה קרצינומה של תאים (HG-UCC) של שלפוחית השתן ואת סרטן המעי הגס (CRC). יותר מ 50% של חולים עם שרירים פולשנית UCC, למרות טיפול מרפא עבור מחלות קליניות מקומי, יפתחו גרורות ולמות בתוך 5 שנים, ו-CRC גרורתי הוא הגורם המוביל של מקרי מוות הקשורים לסרטן בארה ב. Xenograft מודלים בעקביות לחקות UCC ו-CRC גרורות לראות בחולים נחוצים. מחקר זה נועד לייצר המטופל נגזר הנושא מבע (pdox) מודלים של ucc ו CRC עבור גידול הגידול הראשוני גרורות ספונטנית תחת השפעת תאים סטרומה בתוך מחקה את ההתקדמות של האדם מחלות גרורתית להקרנה התרופה. טרי UCC ו-CRC גידולים שהתקבלו מחולים שעברו כריתה עבור HG-UCC ו אדנוקרצינומה המעי הגס, בהתאמה. שיתוף מחוסן עם התא סטרומה ב-LN (LNSC) תאי HK, לוציפראז-מתויג בתאי UCC היו פנים-ומבחינה משפטית (ליברות) שהוחדרו לתוך החולה החיסוני הנשי/חמור משולב בשילוב הכשל (הנהון/SCID), ותאי CRC היו פנים-rectally IR) הזריקו זכר הנוד/עכבר SCID. צמיחת הגידול גרורות היו במעקב שבועי באמצעות הדמיה biלומינסנציה (בלי). עם ההקרבה, גידולים ראשוניים ואיברי העכבר נקצרו, שקלו, ו formalin-קבוע עבור המטאוקסילין ו אאוזין ו אימונוהיסטוכימיה כתמים. במודלים הייחודיים שלנו pdox, גידולים מבע דומה גידולים טרום השרשה החולה. בנוכחות של תאים HK, שני הדגמים יש גבוהה השתלת שיעורי הגידול נמדד על ידי משקולות הגידול, 83.3% עבור UCC ו 96.9% עבור CRC, ו גבוהה גרורות איברים רחוקים (33.3% הכבד או גרורות בריאות עבור UCC ו 53.1% עבור CRC). בנוסף, לשני הדגמים יש אפס תמותה מההליך. הקמנו מודלים ייחודיים, מיומנסנים עבור כספית אנוש ו CRC, אשר מאפשרים היווצרות הגידול, צמיחה, גרורות לימודים. עם דגמים אלה, בדיקות של תרופות טיפוליות ניתן לבצע ביעילות ובאופן קליני-מבחינה קלינית.
Introduction
הוכח כי הלימפה (בתוך) גרורות הוא אינדיקטור התחזיות הגרוע בהרבה ממאירות איברים מוצק, כולל קרצינומה של תאים ברמה גבוהה urothelial (ucc) של שלפוחית השתן סרטן המעי הגס (CRC)1,2. מעל למחצית החולים עם שרירים פולשנית UCC (MIUCC), למרות טיפול מרפא למחלות קליניות מקומי, יפתחו גרורות ולמות בתוך 5 שנים. CRC גרורתי הוא הגורם המוביל למוות הקשור לסרטן בארה ב.
מוערך 81,190 חולים חדשים 17,240 סרטן מקרי מוות ספציפיים צפויים להתרחש 2018 בארצות הברית בשל ucc של שלפוחית השתן3,4. בעוד המטופלים יהיה בעיקר (70%) נוכח מחלה פולשנית שאינה שריר, 30% יהיה MIUCC5. למרות הטיפול המרפא (כריתת cystectomy קיצונית [RC] עם או בלי כימותרפיה מערכתית) עבור מחלה מקומית קלינית, חצי מהחולים עם MIUCC של שלפוחית השתן עדיין לפתח גרורות ולמות בתוך 5 שנים3. צומת לימפה מעורבות נמצא כ 20% על 25% של המטופלים עברו RC6,7,8. שיעור ההישרדות של חמש שנים ב-LN חולים חיוביים הוא פחות מ 35% אפילו לאחר RC, מציע במעורבות כנבא שלילי מכריע על הפרוגנוזה בחולים UCC.
סרטן המעי הגס הוא הסרטן השלישי השכיח ביותר שאובחנו בגברים ונשים הן בארצות הברית. התוצאות המטופל תלוי במידה רבה על מאפייני הגידול ומיקרוסביבה הגידול, כגון עומק של פלישה, במעורבות, וגרורות איברים מרוחקים. למרות שיעור התמותה ב CRC ירד בעשור האחרון עקב ההקרנה ניתוחים יעילים, מעריכים כי כמעט 50% של חולי CRC יפתחו גרורות או מחלה חוזרת9.
מודלים של חיות קטנות לספק מהיר, הניתנות לכימות, ולאפשר פלטפורמת ללמוד התקדמות הגידול דפוסי גרורתי שונים. יש כרגע לא תיאר מבע מודלים בעקביות לחקות CRC ו ucc גרורות לראות בחולים. הנתיב העיקרי של גרורות סרטן רחוקה היא באמצעות התפשטות הלימפה. מחקר חדש עולה כי LNs לספק גידולים עם מיקרוסביבה ייחודית, והם לא רק רק מטרות נייח שבו תאים סרטניים לעבור בעקשנות, אבל גם לשחק תפקיד אינטגרלי על ידי אינטראקציה עם תאים סרטניים בתהליך גרורתי. אכן, המחקרים שלנו גילו כי, בנוסף לחינוך וקידום התקדמות הגידול גרורות, מיקרוהסביבה בסטרומה גם אחראי על עמידות לסמים ב CRC10,11. המעבדה שלנו אישרה לאחרונה את ההשפעות הטומגניים של בתאי סטרומה (LNSCs) ב CRC ו uccs באמצעות מטופל הנגזר המטופל הנושא מבע (pdox) עכבר מודלים12,13.
פיתוח מודלים של חמצון מספק פלטפורמה חשובה לחקר הסרטן הטרנסלבותית14,15. על ידי שמירה על היסטולוגית העיקריים ואת המאפיינים הגנטיים של גידול התורם שלהם, מודלים pdox להישאר יציבים על פני מעברים ולעשות פלטפורמות טובות לחקר הסרטן translational12,15. מודלים PDOX נמצאים בשימוש עבור הערכת תרופות טרום קלינית, זיהוי בסמנים, והערכה טרום קלינית של אסטרטגיות רפואה אישית המאפשר חיזוי של תוצאות קליניות. כיום, אין מתוארים מודלים מבע כי לשקול את החשיבות של מעורבות LN ומסוגלים בעקביות לשחזר את הגידול העיקרי גרורות איברים רחוקים ב CRC ו ucc. במחקר זה, אנו מתארים את ההתפתחות של מודלים PDOX ב בהנהון/SCID עכברים עם שעתוק של מחלות CRC גרורתית ו UCC עם מעורבות LNSC.
Protocol
Representative Results
Discussion
מחלה גרורתית אחראי על רוב החולים מורטליקצבאות החולה. בבדיקות טיפוליות טרום קלינית, זה חיוני כדי ליצור מודלים העכבר הקרוב ביותר לחקות את צמיחת הגידול האנושי עם גרורות איברים מרוחקים ספונטנית. באמצעות מודלים murine עם סרטן החולה מושתל הגידול תאים סרטניים (xenografts) מאפשר הבנה טובה יותר של ביולוג?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים לבריאן רוטר, דניאל ברטוני, פיטר מילר, ושאנון מקצ שסייעו ליזום מחקרים אלה על התמיכה הטכנית המצוינת שלהם. המחברים גם להודות הת גרין מטרנה, מרגרט Variano, סוניל Talwar, ו מריה Latsis לסיוע בהסכמה בחולים ומספקת דגימות הגידול.
Materials
| Avidin-biotin-peroxidase | Vector Labs Inc | PK-6100 | |
| Biotinylated secondary antibody | Vector Labs Inc | BA-1000 | |
| Collagenase IV (1.5 mg/mL) | Worthington Biochemical Corporation | LS004189 | |
| Deoxyribonuclease I (0.1 mg/mL) | Sigma | D4263 | |
| D-Luciferin (150 mg/kg) | Perkin Elmer | 122796 | |
| Formalin (10% neutral buffered) | Leica | 46129 | |
| glutamine (2 nM) | Fisher Scientific | 35050061 | |
| Hair Removal Cream | Church & Dwight Co., Inc | 1 (800) 248-8820 | |
| Hanks Balanced Salt Solution (HBSS) | Fisher Scientific | SH30016.02 | |
| Hyaluronidase (20 mg/mL) | Sigma | H3884 | |
| Isoflurane | Henry Schein Animal Health | 108333 | |
| Luc/RFP-lentivirus | From our collaborators. See reference 13: Gills, J. et al. A patient-derived orthotopic xenograft model enabling human high-grade urothelial cell carcinoma of the bladder tumor implantation, growth, angiogenesis, and metastasis. Oncotarget. 9, 32718-32729, doi:10.18632/oncotarget.26024 (2018). | ||
| McCoy’s medium | Life Technologies | 110862 | |
| penicillin/streptomycin 100 mL (100 U/mL) | Fisher Scientific | 15140-122 | |
| RPMI-1640 Medium | American Type Culture Collection | 110636 | |
| Trypan Blue | Sigma | T6146 | |
| Trypsin/EDTA | Life Technologies | 15400-054 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Gas | |||
| 100% Oxygen | Airgas Inc | OX USP200 | |
| 100% CO2 | Airgas Inc | CD USPE | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Mice | |||
| 6-8 week old NOD/SCID Mice (male) | Jackson Lab | 001303 | |
| 6-8 week old NOD/SCID Mice (female) | Jackson Lab | 001303 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Immunohistochemistry | |||
| Hematoxylin | Sigma | GHS232 | |
| Ki-67 Rabbit Monoclonal Antibody | Thermo Scientific | RM-9106-S | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Tools | |||
| 40 µm cell strainer | Fisher Scientific | 08-771-1 | |
| 100 µm cell strainer | Fisher Scientific | 08-771-19 | |
| 15 mL Conical Tube | Sarstedt | 11799 | |
| 50 mL Conical tube | Sarstedt | 15762 | |
| 150 mm Tissue Culture Dish | USA Scientific Inc | CC7682-3614 | |
| 96 Well plate | USA Scientific Inc | CC7682-7596 | |
| Forceps | Symmetry Surgical Inc | 06-0011 | |
| Surgical scissors | Symmetry Surgical Inc | 02-2011 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| 5% CO2 humidified incubator | Thermo Scientific | 3110 | |
| Bioluminescent (BLI) Imaging Machine | Perkin Elmer | CLS136334 | |
| BLI Imaging Machine Software | Perkin Elmer | CLS136334 | |
| Centrifuge | Beckman | 366830 | |
| Deconvoluting Microscope | Intelligent Imaging Innovations | Marianas | |
| Deconvoluting Microscope Imaging Software | Intelligent Imaging Innovations | +1 (303) 607-9429 x1 | |
| Digital caliper | Fowler Tools and Instruments | 54-115-330 | |
| Dissecting microscope | Precision Instruments LLC | (504) 228-0076 | |
| Electrosurgical generator | ValleyLab | FORCE1C20 | |
| Isoflurane Induction Chamber | Perkin Elmer | 119038 | |
| Microtome | American Optical Corporation | 829 | |
| Pipet Aid | Fisher Healthcare | 13-681-15E | |
| Serological pipet (10 mL) | Sarstedt | 86.1254.001 |
Riferimenti
- Sundlisaeter, E., et al. Lymphangiogenesis in colorectal cancer–prognostic and therapeutic aspects. International Journal of Cancer. Journal international du cancer. 121, 1401-1409 (2007).
- Gout, S., Huot, J. Role of cancer microenvironment in metastasis: focus on colon cancer. Cancer Microenvironment. 1, 69-83 (2008).
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2018. CA: a Cancer Journal for Clinicians. 68, 7-30 (2018).
- Hautmann, R. E., de Petriconi, R. C., Pfeiffer, C., Volkmer, B. G. Radical cystectomy for urothelial carcinoma of the bladder without neoadjuvant or adjuvant therapy: long-term results in 1100 patients. European Urology. 61, 1039-1047 (2012).
- Stein, J. P., et al. Radical cystectomy in the treatment of invasive bladder cancer: long-term results in 1,054 patients. Journal of Clinical Oncology. 19, 666-675 (2001).
- Lerner, S. P., et al. The rationale for en bloc pelvic lymph node dissection for bladder cancer patients with nodal metastases: long-term results. The Journal of Urology. 149, 758-764 (1993).
- Poulsen, A. L., Horn, T., Steven, K. Radical cystectomy: extending the limits of pelvic lymph node dissection improves survival for patients with bladder cancer confined to the bladder wall. The Journal of Urology. 160, 2015-2019 (2020).
- Margolin, D. A., et al. Lymph node stromal cells enhance drug-resistant colon cancer cell tumor formation through SDF-1alpha/CXCR4 paracrine signaling. Neoplasia. 13, 874-886 (2011).
- Vermeulen, L., et al. Wnt activity defines colon cancer stem cells and is regulated by the microenvironment. Nature Cell Biology. 12, 468-476 (2010).
- Margolin, D. A., et al. The critical roles of tumor-initiating cells and the lymph node stromal microenvironment in human colorectal cancer extranodal metastasis using a unique humanized orthotopic mouse model. FASEB Journal. 29, 3571-3581 (2015).
- Gills, J., et al. A patient-derived orthotopic xenograft model enabling human high-grade urothelial cell carcinoma of the bladder tumor implantation, growth, angiogenesis, and metastasis. Oncotarget. 9, 32718-32729 (2018).
- Hidalgo, M., et al. Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer Discovery. 4, 998-1013 (2014).
- Hiroshima, Y., et al. Patient-derived mouse models of cancer need to be orthotopic in order to evaluate targeted anti-metastatic therapy. Oncotarget. 7, 71696-71702 (2016).
- Kim, H. S., Zhang, X., Klyushnenkova, E., Choi, Y. S. Stimulation of germinal center B lymphocyte proliferation by an FDC-like cell line, HK. The Journal of Immunology. 155, 1101-1109 (1995).
- Hite, N., et al. An Optimal Orthotopic Mouse Model for Human Colorectal Cancer Primary Tumor Growth and Spontaneous Metastasis. Diseases of the Colon and Rectum. 61, 698-705 (2018).
- Jager, W., et al. Ultrasound-guided intramural inoculation of orthotopic bladder cancer xenografts: a novel high-precision approach. PloS One. 8, e59536 (2013).
- Schirner, M., et al. Integrin alpha5beta1: a potent inhibitor of experimental lung metastasis. Clinical & Experimental Metastasis. 16, 427-435 (1998).
- Ricci-Vitiani, L., et al. Identification and expansion of human colon-cancer-initiating cells. Nature. 445, 111-115 (2007).
- Todaro, M., et al. Colon cancer stem cells dictate tumor growth and resist cell death by production of interleukin-4. Cell Stem Cell. 1, 389-402 (2007).
- Lee, J. S., et al. Tumor establishment features of orthotopic murine bladder cancer models. Korean Journal of Urology. 53, 396-400 (2012).
- Hadaschik, B. A., et al. A validated mouse model for orthotopic bladder cancer using transurethral tumour inoculation and bioluminescence imaging. BJU International. 100, 1377-1384 (2007).
- Silinsky, J., et al. CD 133+ and CXCR4+ colon cancer cells as a marker for lymph node metastasis. The Journal of Surgical Research. 185, 113-118 (2013).
