Nierenkapsel Xenografting und subkutane Implantation Pellet für die Beurteilung von Prostata-Karzinogenese und benigne Prostatahyperplasie
Summary
Wir beschreiben die Herstellung von Druckhormonpellets sowie subkutane chirurgischen Implantation in Mäuse. Diese Strategie kann mit dem Wachstum von Zellen und Geweben Xenotransplantate unter die Nierenkapsel von Nacktmäusen ohne Thymus hormonelle Regulation der Karzinogenese und der gutartigen Prostatawachstum zu beurteilen kombiniert werden.
Abstract
Neue Therapien für zwei gemeinsame Prostataerkrankungen, Prostata-Krebs (PRCA) und gutartige Prostata-Hyperplasie (BPH), hängen entscheidend von der Bewertung ihrer Experimente hormonellen Regulation. Sex Steroidhormone (vor allem Androgene und Östrogene) sind wichtig, PRCA und BPH, wir sondieren ihre jeweilige Rolle bei der Induktion Wachstum der Prostata und Krebsentstehung bei Mäusen mit Experimenten mit Druckhormon Pellets. Hormon-und / oder Drogen-Pellets sind leicht mit einer Pelletpresse hergestellt und operativ in das subkutane Gewebe der männlichen Maus Wirt implantiert. Wir beschreiben auch ein Protokoll für die Bewertung der hormonellen Karzinogenese durch Kombinieren subkutane Implantation Hormon Pellet mit xenografting Prostatazell Rekombinanten unter die Nierenkapsel von immungeschwächten Mäusen. Darüber hinaus subkutane Implantation Hormon Pellet, in Kombination mit Nierenkapsel xenografting der BPH Gewebe, ist nützlich, um die hormonelle Regulation der gutartigen prost besser zu verstehenaß Wachstum und neue Therapien, die auf Sexualsteroidhormon Wege zu testen.
Introduction
Prostatakrebs (PRCA) und gutartige Prostata-Hyperplasie (BPH) sind erhebliche gesundheitliche Belastungen. PRCA ist die zweithäufigste Organkrebserkrankung bei Männern und eine der häufigsten Ursachen bei Krebserkrankungen ein. BPH ist auch sehr weit verbreitet unter älteren Männern, und es wird geschätzt, dass die klinische Manifestation der BPH, Symptome der unteren Harnwege (LUTS), wird von 50 bis 90% der Männer, 2 beeinflussen. Während Androgene und Östrogene bekannt, in PRCA BPH und wichtig zu sein, unser Verständnis der hormonellen Mechanismen, die Krebsentstehung und das Wachstum zugrunde liegen, ist noch unvollständig 3,4. Einfach und genetisch manipulierbaren Tiermodellen untermauern die Studien, die diese Prioritäten in Prostata-Forschung adressieren. In hormonabhängigen Krankheiten wie PRCA und BPH, die Verwendung von subkutanen, langsame Freisetzung Hormon Pellets, isoliert oder in Kombination mit Nierenkapsel xenografting (die Übertragung von Zellen, Geweben oder Organen von einer Spezies in eine andere) in die immunocompromised Mäusewirt, ein einfaches und reproduzierbares Verfahren zur Untersuchung der hormonellen Regulation des Wachstums und der Krebsentstehung.
Die subkutane Implantation Hormon Pellet ist eine einfache und reproduzierbare Technik zur hormonellen Regulation der Krebsentstehung und gutartige Wachstum in der Prostata 5 zu studieren. Subkutane Implantation von erwachsenen männlichen Mäusen, die mit 25 mg Testosteron (T) und 2,5 mg 17β-Estradiol (E 2), bewirkt eine Erhöhung der Serum-E 2 und allmählichen Abnahme der T, wieder die dynamische hormonelle Milieu der alternden Männern 5,6. Zudem rekapituliert dieses Modell viele der klinischen Merkmale der BPH-LUTS 5,7. Alternative Methoden der Hormongabe orale / Magensonde Verwaltung oder intraperitoneale Injektion, die Leiden verursachen, um den Nager sind weniger konsequent bei der Bereitstellung der gleichen Menge der Droge im Laufe der Zeit, und sind arbeitsintensiver als eine einmalige chirurgische Implantation. Andere Modi für subkutane hormone und / oder Medikamentenabgabe sind Silastic Kapseln 8. Zwar haben wir auch Erfahrung mit der Nutzung der Silastic Kapseln, werden komprimiert Pellets für ihre Benutzerfreundlichkeit und Reproduzierbarkeit begünstigt. Außerdem Freisetzungsraten von Druckhormon Pellets besser imitieren die bei alternden Männern 5,7 beobachtet dynamische Sexualsteroidhormonverhältnisse.
Seit der Entwicklung von genetisch immungeschwächten Mäusen wurden zahlreiche in-vivo-Modellsysteme, die xenografting Techniken für die Untersuchung einer Vielzahl von normalen und erkrankten Geweben entwickelt worden. Es gibt einige grundlegende Kategorien von xenografting. Gewebe Xenotransplantate bestehen aus einem kleinen Stück von intaktem Gewebe, das eine normale Struktur, bösartiger Tumor, oder gutartige Wachstum sein kann. Szot et al. (2007) haben vor kurzem beleuchtet Nierenkapsel xenografting der Langerhans-Inseln 9. Aamdal et al. (1985) beschrieben Nierenkapsel xenografting von 27 menschlichen Tumorzelllinien in immunocompromised Maus beherbergt 10. Grafts kann auch aus einem einzigen immortalisierten Zelllinie (Krebs oder nicht-tumor) bestehen, oder aus einer immortalisierten Zelllinie kombiniert mit Zellen aus Mesenchym (Zelltransplantat rekombinanten) isoliert bestehen.
Wir bevorzugen xenografting von Zell Rekombinanten, die jeweiligen Rollen von Stroma und Epithel in der Entwicklung von PRCA und BPH zu sondieren. Cunha et al. (1980) war der erste, zu berichten, dass bei erwachsenen Mäuse-Blase Epithel mit embryonalen Urogenitalsinus Mesenchym (UGM) und xenografted unter die Nierenkapsel des männlichen Mäusen Gastgeber kombiniert, entwickelt das Gewebe in die Strukturen ähnlich Prostata acini 11. Norman et al. (1986) zeigten, dass erwachsenen Maus Prostata-duktalen Epithel und UGM, wenn im Gewebe Rekombinanten kombiniert, unterziehen duktalen Wachstum und Verzweigung Morphogenese 12. Hayward et al. (1988) zeigte, dass die menschliche Prostata-Epithel reagiert auf fetale m induktivesenchyme in ähnlicher Weise 13. Ein hormonelles Modell der Karzinogenese in der Prostata, indem die immortalisierte humane epitheliale Prostatazelllinie BPH-1 mit AWS, wurde zuerst von 14 (2001), Wang et al. Berichtet und wurde ausführlich in unserem Labor 15 verwendet. Dieses Modell ist für das Verständnis PRCA Progression gut geeignet, da die gutartigen Prostata-Epithel verwandelt, um Metastasen, erweiterte Modellierung PRCA bei Menschen 5. Da die spezifischen Komponenten können genetisch manipuliert werden, ist die Zelltransplantation rekombinanten besonders nützlich als ein Ansatz zur Stroma-Epithel-Wechselwirkungen zu beurteilen.
Andere Websites sind für xenografting intradermale, subkutane und orthotopen 16 Standorten. Je nach Gewebe und Krankheitsverlauf von Interesse sind, können diese geeignete alternative Ansätze. Für die Studie von Prostata-Krebsentstehung und gutartige hormonelle Wachstumsregulation, wählen wir die NierenkapselStandort für xenografting aufgrund seiner höheren Graft nehmen Rate, reichlich Blutversorgung und die Fähigkeit, eine größere Anzahl von Fremdtransplantaten in einem geschlossenen Ort 16 implantieren. Außerdem hormonelle Manipulation der Wirtsmaus, die in Prostataatrophie Ergebnisse beschränkt die Verwendung von Prostata-orthotope Transplantation 16.
Dieses Protokoll beschreibt Techniken der Druck Hormon / Arzneimittelpelletherstellung und chirurgische Implantation sowie Nierenkapsel xenografting der menschlichen Prostata Zell-und Gewebetransplantaten. Zusammen bilden diese Techniken bieten eine empfindliche Assays zu bestimmen, ob eine gentechnisch veränderte Maus ist anfälliger für PRCA und / oder BPH Initiierung als Kontrollstämme. Xenografting ist eine leistungsfähige Technik für die in vivo-Bewertung des Potentials der experimentellen Zellen histologischen und molekularen Eigenschaften von malignen Erkrankungen zu entwickeln, sowie ein Assay für neue Behandlungsstrategien für eine Vielzahl von gutartigen und bösartigen Erkrankungen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieses Papier und die hierin beschriebenen Protokoll beschreiben die Herstellung von Druckhormon und / oder Drogen-Pellets und das chirurgische Verfahren für die subkutane Implantation von Pellets Mäusen. Je nach Fragestellung angegangen werden, kann diese Technik einzeln oder in Kombination mit Nierenkapsel xenografting der Prostatazelle rekombinante Transplantate oder Prostatagewebe Heterotransplantate, die Techniken weit in Prostata-Forschung verwendet werden, sind von 17 bis 19 durchgeführt werden. Zus…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren bedanken sich alle Mitglieder der Ricke Labor, Vergangenheit und Gegenwart zu danken. Wir danken Calvin Patten, Jr., DVM und Brigitte Raabe, DVM, für hilfreiche Anmerkungen zum Protokoll. Wir möchten das NIDDK, NCI und NIEHS für ihre finanzielle Unterstützung für diese Studien bestätigen: R01DK093690, R01CA123199, RC2ESO18764. TMN ist Auszubildender in der Medical Scientist Training Program an der University of Rochester durch NIH T32 GM07356 finanziert, die NIH unter Ruth L. Kirschstein National Research Service Award F30DK093173 unterstützt auch dieses Projekt. CDV wird durch T32CA157322 und ABT unterstützt durch T32ES007015 an der Universität von Wisconsin-Madison unterstützt. Der Inhalt ist ausschließlich der Verantwortung der Autoren und nicht notwendigerweise die offizielle Meinung des National Institute of General Medical Sciences oder NIH.
Materials
| EQUIPMENT & MATERIALS | |||
| Pellet press | PARR Industries | 2815 | 3mm Punch & Die set |
| Analytical Balance | Ohaus | 1918302 | Voyager or other |
| Bunsen burner | Fisher Scientific | 03-962Q | |
| Dissecting microscope | Leica | L2 | |
| Deltaphase Pad Kit (reheatable wax) | Braintree Scientific | 39DP | Alternative to an electric heating pad |
| Hot Bead sterilizer | F.S.T. | 18000-45 | |
| Isoflurane Vaporizer | Supera Anesthesia Innov | VAP3000 | |
| Induction Chamber | Supera Anesthesia Innov | RES644 | |
| F/AIR Canister | Supera Anesthesia Innov | 80120 | |
| 4 port Manifold | Supera Anesthesia Innov | RES536 | |
| Rebreathing Circuits | Supera Anesthesia Innov | CIR529 | |
| Inlet/Outlet Fittings | Supera Anesthesia Innov | VAP203/4 | |
| Pressure Reg/Gauge | Supera Anesthesia Innov | OXY508 | |
| Oxygen Flowmeter | Supera Anesthesia Innov | OXY660 | |
| 21mm Clear Tubing | Supera Anesthesia Innov | 301-150 | |
| Small Mice Nose Cone | Supera Anesthesia Innov | ACC526 | |
| Sterile surgical gown | Midwest Vet Supply | 350.79866.2 | |
| Surgical mask | Midwest Vet Supply | 350.50111.2 | 2-ply w/ earloops |
| Sterile gauze | Midwest Vet Supply | 001.14100.2 | 2 x 2 inches |
| Sterile Gloves | Kimberly Clark | 55092 | |
| Bouffant | Midwest Vet Supply | 001.27100.2 | |
| Cotton Tip Applicator | Midwest Vet Supply | 001.06220.2 | |
| Surgical Scrub Wash | Midwest Vet Supply | 733.80010.3 | |
| Sterile Fields (Fenestrated) | General Econopak, Inc | 88VCSTF | |
| REAGENTS | |||
| Cholesterol | Sigma-Aldrich | C-3292 | |
| Testosterone Proprionate | Sigma-Aldrich | T-1875 | |
| 17β-estradiol | Sigma-Aldrich | E-2758 | |
| Isoflurane | Midwest Vet Supply | 193.33161.3 | |
| Carprofen | Midwest Vet Supply | 193.70200.3 | Injectable (Rimadyl) |
| Betadine | Webster Veterinary | 07-836-3379 | |
| Sterile saline | Midwest Vet Supply | 193.74504.3 | NaCl 0.9%, Injectable |
| SURGICAL INSTRUMENTS | |||
| Straight Sharp/Blunt Scissors | Fine Scientific Tools (F.S.T.) | 14054-13 | |
| Graefe forceps (Serrated, Toothed, Curved) | F.S.T. | 11055-10 | |
| Fine Iris scissors | F.S.T. | 14090-09 | |
| Graefe Scalpel | F.S.T. | 10071-12 | |
| Dumont #5 forceps | F.S.T. | 11251-20 | |
| Glass Pasteur pipets | Fisher Scientific | S67050 | 5″ length |
| Graefe forceps (Serrated, Curved) | F.S.T. | 11052-10 | |
| Graefe forceps (Serrated, Straight) | F.S.T. | 11050-10 | |
| Vicryl Suture | Midwest Vet Supply | 295-92100.2 | 4-0, FS-2, Absorbable |
| Needle Holder w/ scissor action | F.S.T. | 12002012 | |
| Wound Clips | Braintree Scientific | ACS CS | May use 7mm or 9mm clips |
| Reflex Wound Clipper | F.S.T. | 12031-09 | Correspond w/ wound clip size |
| Would Clip Remover | F.S.T. | 12033-00 | Universal |
| Sterilization Container | F.S.T. | 20810-01 | Any autoclavable container will do |
| Syringe w/ needle | BD | 148292C | 1cc, 25Gx1 |
| Ear Tag Applicator | National Band & Tag Co. | 1005s1 | Alternative to ear notching |
| Small Animal Ear Tags | National Band & Tag Co. | 1005-1 |
References
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