Поколение печени ортотопические человека увеянные меланомы Ксенотрансплантат Платформы в иммунодефицитных мышей
Summary
Ортотопические метастатическая метастатическая метастатическая меланома печени человека были созданы с использованием хирургических методов ортотопической имплантации с помощью зубчатых опухолевых кусков и методов инъекций иглы с культивируемыми линиями клеток меланомы увеальной меланомы человека.
Abstract
В последние десятилетия, подкожно имплантированных пациента полученных ксенотрансплантатопухоли опухолей или культивируемых человеческих клеточных линий были все чаще признается в качестве более репрезентативной модели для изучения рака человека в иммунодефицитных мышей, чем традиционные установленные человеческие клетки линии в пробирке. Недавно, ортотопически имплантированных пациента полученных опухоли ксенотрансплантата (PDX) модели у мышей были разработаны, чтобы лучше реплицировать особенности опухолей пациента. Печень ортопедической ксенотранспланта мыши модель, как ожидается, будет полезной платформой исследований рака, обеспечивая понимание биологии опухоли и медикаментозной терапии. Тем не менее, имплантация ортотопической опухоли печени, как правило, сложна. Здесь мы описываем наши протоколы для ортотопической имплантации пациентов полученных опухолей увеальной меланомы печени. Мы культивировали метастатические метастатические линии клеток меланомы печени человека в иммунодефицитных мышей. Протоколы могут привести к последовательно высоким техническим успехам с использованием либо хирургической техники имплантации ортотопической с кусками опухоли увеальной меланомы, полученной пациентом, либо методом инъекций иглы с культивируемой линией клеток человека. Мы также описываем протоколы для КТ сканирования для обнаружения внутренних опухолей печени и для методов повторной имплантации с использованием криоконсервированных опухолей для достижения повторного трансплантации. Вместе эти протоколы обеспечивают лучшую платформу для печени ортотопические опухолевые мыши модели печени метастатической увеальной меланомы в трансляционных исследований.
Introduction
Увеальная меланома является наиболее распространенной внутриглазной злокачественной опухолью среди взрослых в западном мире. В течение последних 50 лет заболеваемость увеальной меланомой (5,1 случая на миллион) оставалась стабильной в Соединенных Штатах1,2. Увеальная меланома возникает из меланоцитов в радужной оболочке, цилиарном теле или сосудистом, и это чрезвычайно смертельное заболевание, когда развивается метастаз. Смертность пациентов с метастазами в увеальной меланомы составила 80% в 1 год и 92% в течение 2 лет после первоначальной диагностики метастаз. Время между диагностикой метастазах и смертью, как правило, короткое, менее 6 месяцев, без учета терапии3,4. Рак распространяется через кровь и имеет тенденцию к преимущественно метастазировать в печень (89-93%)4,5. Эффективная модель мыши срочно необходима для дальнейшего исследования печени метастатической увеальной меланомы. Для трансляционных исследований существует явный спрос на создание локализованной метастатической модели метастатических меланомы увеальной меланомы.
Пациент полученных опухоли ксенотрансплантат (PDX) мыши модели, как ожидается, обеспечить индивидуальные стратегии медицины. Эти модели могут быть прогностическими клинических исходов, быть полезными для доклинической оценки препарата, и быть использованы для биологических исследований опухолей6. Представитель МОДЕЛИ PDX являются эктопически опухолевых ксенотрансплантата мышей, которые имеют опухоль в подкожных участках. Большинство исследователей могут сделать операцию для подкожной имплантации без специальной практики7,8. Они также могут контролировать подкожные опухоли легко. Хотя подкожные модели PDX стали популярными на этапе исследования, они имеют некоторые препятствия в переходе к практическому использованию. Подкожная имплантация заставляет пациента полученных опухолей привить в другой микросреде от происхождения опухоли, так что это приводит к поглощению неудачи и медленного роста опухоли 9,10,11, 12,13,14. Ортотопические прививок могут быть более идеальным и рациональным подходом для модели PDX, потому что он использует тот же орган, что и оригинальная опухоль15,16.
Недавно мы разработали протоколы для хирургической ортотопической имплантации методы пациента полученных печени метастатической увеальной меланомы опухолей и методы инъекций иглы с культивируемой человеческой печени метастатической увеальной меланомы клеточной линии в NOD. CG-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) мыши17,18. Протоколы приводят к стабильно высоким техническим показателям успеха. Мы также разработали методы КТ-сканирования, которые полезны для обнаружения внутренних опухолей печени, и мы разработали повторную имплантацию криоконсервированных опухолей на платформе PDX. Мы обнаружили, что модели опухоли опухоли увеальной меланомы поддерживают характеристики первоначальной опухоли печени пациента, включая их гистопатологические и молекулярные особенности. Вместе эти методы обеспечивают лучшую платформу для моделей опухолей опухоли печени ортотопические для увеальной меланомы в трансляционных исследованиях.
Protocol
Representative Results
Discussion
Современные ортотопические модели ксенотрансплантата трудоемкие, трудоемкие и дорогостоящие в создании. Ортотопические опухоли ксенотрансплантат мыши модели для рака печени были созданы более двух десятилетий назад19,20,21. Тем не мен?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарны М. Охаре, К. Сайто и М. Тераи за обзор рукописи. Авторы признают критический отзыв для редакционной и английской помощи этой рукописи д-р Р. Сато в Фокс Чейз онкологический центр. Работа, описанная в настоящем номере, была поддержана Исследовательским фондом Бонни Кролл, Исследовательским фондом Марка Вайнцирля, Исследовательским фондом меланомы глаз при Университете Томаса Джефферсона, Общественным фондом Осаки и Грантовым номером JP 18K15596 в городе Осака Университет. Исследования в лаборатории доктора А. Аплина были поддержаны грантом NIH R01 GM067893. Этот проект был также профинансирован Дина Преобразующей науки премии, Томас Джефферсон университета Программная инициатива премии.
Materials
| Materials, tissues and animals | |||
| Buprenorphine | |||
| CO2 tank | |||
| Cryomedium | |||
| Exitron nano 12000 (Alkaline earth metal-based nanoparticle contrast agent) | Miltenyl Biotec | 130-095-700 | |
| HBSS 1X, with calcium & magnesium | Corning | 21-020-CM | |
| Human liver metastatic uveal melanoma cell line | |||
| Human uveal melanoma tissue in the liver | All tissue handling should be done in a Biosafety Level 2 hood. Be careful when working with human tissue; always use gloves and avoid direct skin contact. Assume patients may have been infected with HIV or other highly transmissible organisms. Do not process samples known to carry infections. | ||
| Iodine | |||
| Isoflurane | Purdue Products | 67618-150-17 | |
| Isopropanol | Fisher scientific | A416-1 | Avoid direct contact to skin and eye and inhalation of anesthetic agent. |
| Liquid nitrogen | |||
| Matrigel HC | BD | 354248 | |
| NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) mice | Jackson Lab | 5557 | 4 to 8 weeks old |
| PBS 1X, without calcium and magnesium | Corning | 21-031-CM | |
| RPMI 1640 | Corning | 10-013-CV | |
| Sterile alcohol prep pad (70% isopropyl alcohol) | Nice-Pak products | B603 | |
| 4% paraformaldehyde phosphate buffer solution | Wako | 163-20145 | |
| 70% Ethyl alcohol solution | Fisher Scientific | 04-355-122 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipments | |||
| Absorbable hemostat | Johnson and Johnson | 63713-0019-61 | |
| Autoclave | |||
| Body weight measure | |||
| Cautery | Bovie Medical | MC-23009 | |
| Cell counter | |||
| Centrifuzer | |||
| Cotton swab | |||
| Cryo freezing container | NALGENE | 5100-0001 | |
| Cryotube | SARSTEDT | 72.379 | |
| Curved scissors | World Precision Instruments | 503247 | |
| Curved ultrafine forceps | World Precision Instruments | 501302 | |
| Fabric sheet | |||
| Freezer | |||
| F/AIR Filter Canister | Harvard Apparatus | 600979 | |
| Heating pad | |||
| Isoflurane vaporizer | Artisan Scientific | 66317-1 | |
| Liquid nitrogen | |||
| Liquid nitrogen jar | Thermo Fisher Scientific | 2123 | |
| Micro-CT scan | Siemens | ||
| Needle holder | World Precision Instruments | 501246 | |
| Petri dishes | Fisher Scientific | FB0875713 | |
| Pipette | |||
| Spray bottle | |||
| Sterile hood | Biosafety level 2 cabinet | ||
| Sterile No.11 scalpel | AD Surgical | A300-11-0 | |
| Straight forceps | World Precision Instruments | 14226 | |
| Surgical drape | |||
| Tail vein restrainer | Braintree Scientific | TV-150-STD | |
| Water bath | |||
| 1 ml TB syringe with 27-gauge needle | BD | 309623 | |
| 1.7 ml tube | Bioexpress | C-3260-1 | |
| 5-0 PDO Suture | AD Surgical | S-D518R13 | |
| 15 mL conical tubes | AZER SCIENTIFIC | ES-9152N | |
| 27-gauge needle | BD | 780301 | |
| 27-gauge needle | Hamilton | 7803-01 | |
| 50 mL conical tubes | AZER SCIENTIFIC | ES-9502N | |
| 50 µl micro syringe | BD | 80630 | |
| 50 µl micro syringe | Hamilton | 7655-01 | |
| 100 mL container | Fisher Scientific | 12594997 | |
| 200μl tip |
Riferimenti
- Aronow, M. E., Topham, A. K., Singh, A. D. Uveal Melanoma: 5-Year Update on Incidence, Treatment, and Survival (SEER 1973-2013). Ocular Oncology and Pathology. 4 (3), 145-151 (2018).
- Krantz, B. A., Dave, N., Komatsubara, K. M., Marr, B. P., Carvajal, R. D. Uveal melanoma: epidemiology, etiology, and treatment of primary disease. Clinical Ophthalmology. 11, 279-289 (2017).
- Gragoudas, E. S., et al. Survival of patients with metastases from uveal melanoma. Ophthalmology. 98 (3), 383-389 (1991).
- Diener-West, M., et al. Development of metastatic disease after enrollment in the COMS trials for treatment of choroidal melanoma: Collaborative Ocular Melanoma Study Group Report No. 26. Archives of Ophthalmology. 123 (12), 1639-1643 (2005).
- Collaborative Ocular Melanoma Study Group. Assessment of metastatic disease status at death in 435 patients with large choroidal melanoma in the Collaborative Ocular Melanoma Study (COMS): COMS report no. 15. Archives of Ophthalmology. 119 (5), 670-676 (2001).
- Hidalgo, M., et al. Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer Discovery. 4 (9), 998-1013 (2014).
- Kim, M. P., et al. Generation of orthotopic and heterotopic human pancreatic cancer xenografts in immunodeficient mice. Nature Protocols. 4 (11), 1670-1680 (2009).
- Némati, F., et al. Establishment and characterization of a panel of human uveal melanoma xenografts derived from primary and/or metastatic tumors. Clinical Cancer Research. 16 (8), 2352-2362 (2010).
- Wilmanns, C., et al. Modulation of Doxorubicin sensitivity and level of p-glycoprotein expression in human colon-carcinoma cells by ectopic and orthotopic environments in nude-mice. International Journal of Oncology. 3 (3), 413-422 (1993).
- Kang, Y., et al. Proliferation of human lung cancer in an orthotopic transplantation mouse model. Experimental and Therapeutic. 1 (3), 471-475 (2010).
- Fichtner, I., et al. Establishment of patient-derived non-small cell lung cancer xenografts as models for the identification of predictive biomarkers. Clinical Cancer Research. 14 (20), 6456-6468 (2008).
- Marangoni, E., et al. A new model of patient tumor-derived breast cancer xenografts for preclinical assays. Clinical Cancer Research. 13 (13), 3989-3998 (2007).
- Bergamaschi, A., et al. Molecular profiling and characterization of luminal-like and basal-like in vivo breast cancer xenograft models. Molecular Oncology. 3 (5-6), 469-482 (2009).
- Ho, K. S., Poon, P. C., Owen, S. C., Shoichet, M. S. Blood vessel hyperpermeability and pathophysiology in human tumour xenograft models of breast cancer: a comparison of ectopic and orthotopic tumours. BMC Cancer. 12, 579 (2012).
- Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nature Reviews Cancer. 15 (8), 451-452 (2015).
- Rubio-Viqueira, B., Hidalgo, M. Direct in vivo xenograft tumor model for predicting chemotherapeutic drug response in cancer patients. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 85 (2), 217-221 (2009).
- Ozaki, S., et al. Establishment and Characterization of Orthotopic Mouse Models for Human Uveal MelanomaHepatic Colonization. American Journal of Pathology. 186 (1), 43-56 (2016).
- Kageyama, K., et al. Establishment of an orthotopic patient-derived xenograft mouse model using uveal melanomahepatic metastasis. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 145 (2017).
- Fu, X. Y., Besterman, J. M., Monosov, A., Hoffman, R. M. Models of human metastatic colon cancer in nude mice orthotopically constructed by using histologically intact patient specimens. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88 (20), 9345-9349 (1991).
- Rashidi, B., et al. An orthotopic mouse model of remetastasis of human colon cancer liver metastasis. Clinical Cancer Research. 6 (6), 2556-2561 (2000).
- Fan, Z. C., et al. Real-time monitoring of rare circulating hepatocellular carcinoma cells in an orthotopic model by in vivo flow cytometry assesses resection on metastasis. Ricerca sul cancro. 72 (10), 2683-2691 (2012).
- Jacob, D., Davis, J., Fang, B. Xenograftictumor modelsinmiceforcancer research, atechnical review. Gene Therapy and Molecular Biology. 8, 213-219 (2004).
- Ahmed, S. U., et al. Generation of subcutaneous and intrahepatic human hepatocellular carcinoma xenografts in immunodeficient mice. Journal of Visualized Experiments. 25 (79), e50544 (2013).
- Kim, M., et al. Generation of humanized liver mouse model by transplant of patient-derived fresh human hepatocytes. Transplantation Proceedings. 46 (4), 1186-1190 (2014).
- Lavender, K. J., Messer, R. J., Race, B., Hasenkrug, K. J. Production of bone marrow, liver, thymus (BLT) humanized mice on the C57BL/6 Rag2(-/-)γc(-/-)CD47(-/-) background. Journal of Immunological Methods. 407, 127-134 (2014).
- Boll, H., et al. Micro-CT based experimental liver imaging using a nanoparticulate contrast agent: a longitudinal study in mice. PLoS One. 6 (9), e25692 (2011).
- Zhao, X., et al. Global gene expression profiling confirms the molecular fidelity of primary tumor-based orthotopic xenograft mouse models of medulloblastoma. Neuro-Oncology. 14 (5), 574-583 (2012).
- Rubio-Viqueira, B., et al. An in vivo platform for translational drug development in pancreatic cancer.Clinical. Ricerca sul cancro. 12 (15), 4652-4661 (2006).
- Siolas, D., Hannon, G. J. Patient-derived tumor xenografts: transforming clinical samples into mouse models. Ricerca sul cancro. 73 (17), 5315-5319 (2013).
- Alkema, N. G., et al. Biobanking of patient and patient-derived xenograft ovarian tumour tissue: efficient preservation with low and high fetal calf serum based methods. Scientific Reports. 6 (5), 14495 (2015).
