Inrättande av patienter med Ventrikelhärledd xenograft-modell och primära cellinjer
Summary
Det aktuella protokollet beskriver metoder för att etablera patient-härledda xenograft (PDX) modeller och primär cancer cellinjer från kirurgiska magcancer prover. Metoderna ger ett användbart verktyg för läkemedelsutveckling och forskning om cancerbiologi.
Abstract
Användningen av prekliniska modeller för att främja vår förståelse av tumörbiologi och undersöka effekten av terapeutiska medel är nyckeln till cancerforskning. Även om det finns många etablerade ventrikelcancer cellinjer och många konventionella transgena musmodeller för preklinisk forskning, nackdelarna med dessa in vitro-och in vivo modeller begränsa sina ansökningar. Eftersom egenskaperna hos dessa modeller har förändrats i kulturen, de inte längre modell tumör heterogenitet, och deras svar har inte kunnat förutsäga svar på människor. Sålunda utvecklas alternativa modeller som bättre representerar tumörheterogenitet. Patient-härledda xenograft (PDX) modeller bevara histologiskt utseende av cancerceller, behålla intratumorala heterogenitet, och bättre återspegla de relevanta mänskliga komponenterna i tumören mikromiljö. Emellertid, det tar vanligtvis 4-8 månader att utveckla en PDX-modell, som är längre än den förväntade överlevnaden för många mag-patienter. Av denna anledning, inrättande primär cancer cellinjer kan vara en effektiv kompletterande metod för läkemedelssvar studier. Det aktuella protokollet beskriver metoder för att etablera PDX-modeller och primär cancer cellinjer från kirurgiska ventrikelcancerprover. Dessa metoder ger ett användbart verktyg för läkemedelsutveckling och forskning om cancerbiologi.
Introduction
Ventrikelcancer är den femte vanligaste cancer världen och den tredje ledande orsaken till cancer död. I 2018, över 1 000 000 nya fall av ventrikelcancer diagnostiserades globalt, och uppskattningsvis 783 000 människor dödades av denna sjukdom1. Incidensen och dödligheten i magsäckscancer är fortfarande mycket hög i nordöstra asiatiska länder2,3. Trots betydande framsteg inom området cancer Therapeutics är prognosen för patienter med framskriden ventrikelcancer fortfarande dålig, med en femårig överlevnadsgrad på cirka 25%4,5,6, 7,. Därför finns det ett brådskande behov av att utveckla nya terapeutiska strategier för magsäckscancer
Behandling av ventrikelcancer är utmanande på grund av dess höga heterogenitet8,9. Således, frågan om hur man ska hantera utmaningarna med tumör heterogenitet att inse precisionsmedicin är centralt för cancerforskning. In vitro-och in vivo-modeller spelar avgörande roller för att belysa de heterogena mekanismerna och biologi av magsäckscancer. Men även om det finns många magcancer cellinjer och många konventionella transgena musmodeller för preklinisk forskning, nackdelarna med dessa modeller begränsa sina ansökningar10. Eftersom egenskaperna hos dessa modeller har förändrats i kulturen, de inte längre modell tumör heterogenitet, och deras svar har inte kunnat förutsäga svar på människor11. Dessa frågor begränsar allvarligt möjligheten att identifiera undergrupper av cancerpatienter som kommer att reagera på riktade läkemedel. Den kortsiktiga kulturen i primära tumörer ger ett relativt snabbt och personligt sätt att undersöka cancer farmakologiska egenskaper, vilket sannolikt kommer att vara kännetecknande för personlig cancerbehandling.
Patientbaserade xenograft (pdxs) föredras som en alternativ preklinisk modell för läkemedelsresponsprofilering12. Dessutom PDX modeller erbjuder ett kraftfullt verktyg för att studera initiering och progression av cancer13,14. PDX modeller bevara histologiskt utseende av cancerceller, behålla intratumorala heterogenitet, och bättre återspegla de relevanta mänskliga komponenterna i tumören mikromiljö15,16. Begränsningen av de allmänt använda PDX-modellerna är dock den låga framgångs graden för att etablera och seriellt sprida humana solida tumörer. I denna studie beskrivs anständigt framgångsrika metoder för upprättande av PDX-modeller och primära cellinjer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ventrikelcancer är en aggressiv sjukdom med begränsade terapeutiska alternativ; Således har modeller av ventrikelcancer blivit en kritisk resurs för att möjliggöra funktionella forskningsstudier med direkt översättning till kliniken4,8,17. Här har vi beskrivit metoderna och protokollet för att etablera magcancer PDX-modeller och primära cellinjer. Viktigare, både morfologiska och biologiska egenskaper ventrikelcancer…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av National Natural Science Foundation i Kina (81572392); Kinas nationella centrala forsknings-och utvecklingsprogram (2016YFC1201704); Spets-topp vetenskaplig och teknisk nyskapande ungdom talangerna av Guangdong speciell stöd program (2016TQ03R614).
Vi tackar särskilt Guangzhou Sagene Biotech co., Ltd för stöd i utarbetandet av siffrorna.
Materials
| 40 μm Cell Strainer | Biologix, Shandong, China | 15-1040 | |
| Biological Microscope | OLYMPUS, Tokyo, Japan | OLYMPUS CKX41 | |
| Centrifuge | Eppendorf, Mittelsachsen, Germany. | 5427R | |
| CO2 Incubator | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | HERACELL 150i | |
| DPBS | Basalmedia Technology, Shanghai, China | L40601 | |
| Electro-Thermostatic Water Cabinet | Yiheng, Shanghai, China | DK-8AXX | |
| Fetal bovine serum | Wisent Biotechnology, Vancouver, Canada | 86150040 | |
| Isoflurane | Baxter, China | CN2L9100 | |
| Live Tissue Kit Cryo Kit | Celliver Biotechnology, Shanghai, China | LT2601 | |
| Live Tissue Thaw Kit | Celliver Biotechnology, Shanghai, China | LT2602 | |
| NSG | Biocytogen, Beijing, China | B-CM-002-4-5W | |
| Penicilin&streptomycin | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 15140122 | |
| Red blood cell lysis buffer | Solarbio, Beijing, China | R1010 | |
| RPMI-1640 medium | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 8118367 | |
| Surgical Suture Needles with Thread | LingQiao, Ningbo, China | 3/8 arc 4×10 | |
| Tissue-processed molds and auxiliary blades | Celliver Biotechnology, Shanghai, China | LT2603 | |
| Trypsin-EDTA | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 2003779 | |
| Type 1 collagenase | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 17100017 |
Riferimenti
- Bray, F., et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. Ca-a Cancer Journal for Clinicians. 68 (6), 394-424 (2018).
- Sugano, K. Screening of gastric cancer in Asia. Best Practive & Research in Clinical Gastroenterology. 29 (6), 895-905 (2015).
- Nikfarjam, Z., et al. Demographic survey of four thousand patients with 10 common cancers in North Eastern Iran over the past three decades. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 15 (23), 10193-10198 (2014).
- Coccolini, F., et al. Advanced gastric cancer: What we know and what we still have to learn. World Journal of Gastroenterology. 22 (3), 1139-1159 (2016).
- Goetze, O. T., et al. Multimodal treatment in locally advanced gastric cancer. Updates in Surgery. 70 (2), 173-179 (2018).
- Graziosi, L., Marino, E., Donini, A. Multimodal Treatment of Locally Advanced Gastric Cancer: Will the West Meet the East?. Annals of Surgical Oncology. 26 (3), 918 (2019).
- Choi, Y. Y., Noh, S. H., Cheong, J. H. Evolution of Gastric Cancer Treatment: From the Golden Age of Surgery to an Era of Precision Medicine. Yonsei Medical Journal. 56 (5), 1177-1185 (2015).
- Zhang, W. TCGA divides gastric cancer into four molecular subtypes: implications for individualized therapeutics. Chinese Journal of Cancer Research. 33 (10), 469-470 (2014).
- Tirino, G., et al. What’s New in Gastric Cancer: The Therapeutic Implications of Molecular Classifications and Future Perspectives. International Journal of Molecular Sciences. 19 (9), (2018).
- Roschke, A. V., et al. Karyotypic complexity of the NCI-60 drug-screening panel. Ricerca sul cancro. 63 (24), 8634-8647 (2003).
- Wilding, J. L., Bodmer, W. F. Cancer cell lines for drug discovery and development. Ricerca sul cancro. 74 (9), 2377-2384 (2014).
- Siolas, D., Hannon, G. J. Patient-derived tumor xenografts: transforming clinical samples into mouse models. Ricerca sul cancro. 73 (17), 5315-5319 (2013).
- Xu, C., et al. Patient-derived xenograft mouse models: A high fidelity tool for individualized medicine. Oncology Letters. 17 (1), 3-10 (2019).
- Lai, Y., et al. Current status and perspectives of patient-derived xenograft models in cancer research. Journal OF Hematology & Oncology. 10 (1), 106 (2017).
- Kawaguchi, T., et al. Current Update of Patient-Derived Xenograft Model for Translational Breast Cancer Research. Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia. 22 (2), 131-139 (2017).
- Cassidy, J. W., Caldas, C., Bruna, A. Maintaining Tumor Heterogeneity in Patient-Derived Tumor Xenografts. Ricerca sul cancro. 75 (15), 2963-2968 (2015).
- Liu, X., Meltzer, S. J. Gastric Cancer in the Era of Precision Medicine. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 3 (3), 348-358 (2017).
- Shultz, L. D., et al. . Human cancer growth and therapy in immunodeficient mouse models. (7), 694-708 (2014).
- McDermott, S. P., et al. Comparison of human cord blood engraftment between immunocompromised mouse strains. Blood. 116 (2), 193-200 (2010).
- Ito, M., et al. NOD/SCID/gamma (c) (null) mouse: an excellent recipient mouse model for engraftment of human cells. Blood. 100 (9), 3175-3182 (2002).
- Wege, A. K., et al. Co-transplantation of human hematopoietic stem cells and human breast cancer cells in NSG mice: a novel approach to generate tumor cell specific human antibodies. MAbs. 6 (4), 968-977 (2014).
