كبسولة الكلوي Xenografting وتحت الجلد بيليه الزرع لتقييم البروستات التسرطن وتضخم البروستاتا الحميد
Summary
وصفنا تصنيع الكريات هرمون مضغوط، فضلا عن زرع جراحية تحت الجلد في الفئران. هذه الاستراتيجية يمكن دمجها مع نمو الخلية والأنسجة xenografts تحت كبسولة الكلى من الفئران عارية athymic لتقييم التسرطن الهرمونية وتنظيم نمو البروستاتا الحميد.
Abstract
علاجات جديدة لاثنين من الأمراض الشائعة في البروستاتا، وسرطان البروستاتا (PRCA) وتضخم البروستاتا الحميد (BPH)، وتعتمد بشكل كبير على التجارب تقييم تنظيمها الهرمونية. الهرمونات الجنسية الستيرويد (وخاصة الاندروجين والاستروجين) مهمة في PRCA وBPH، ونحن سبر دور كل منهما في إحداث نمو البروستاتا والتسرطن في الفئران مع التجارب باستخدام الكريات هرمون مضغوط. يتم تصنيع الهرمون و / أو المخدرات الكريات بسهولة مع الصحافة بيليه، وجراحيا زرعها في الأنسجة تحت الجلد للمضيف الماوس الذكور. نحن أيضا وصف بروتوكول لتقييم التسرطن الهرمونية تحت الجلد عن طريق الجمع بين هرمون زرع بيليه مع xenografting من recombinants خلية البروستاتا تحت كبسولة الكلى من الفئران المناعة. علاوة على ذلك، هرمون تحت الجلد بيليه الزرع، بالاشتراك مع الكلوي xenografting كبسولة من الأنسجة BPH، من المفيد أن نفهم على نحو أفضل من التنظيم الهرموني بروست حميدةأكلت النمو، واختبار علاجات جديدة تستهدف الجنس هرمون الستيرويد مسارات.
Introduction
سرطان البروستاتا (PRCA) وتضخم البروستاتا الحميد (BPH) هي أعباء صحية كبيرة. PRCA هو الثاني الأكثر انتشارا سرطان الجهاز الصلبة في الرجال والسبب الرئيسي للسرطان وفاة 1 ذات الصلة. BPH هو أيضا واسع الانتشار بين كبار السن من الرجال، وتشير التقديرات إلى أن مظاهر سريرية من BPH، وانخفاض أعراض المسالك البولية (طرفيات)، وسوف تؤثر على 50-90٪ من الرجال 2. بينما يعرف الاندروجين والاستروجين إلى أن تكون مهمة في PRCA وBPH، فهمنا لآليات التسرطن الهرمونية التي تكمن وراء والنمو لا تزال غير مكتملة 3،4. نماذج حيوانية بسيطة ولين العريكة وراثيا تدعم الدراسات التي من شأنها معالجة هذه الأولويات في مجال البحوث البروستاتا. في استجابة هرمون الأمراض مثل PRCA وBPH، واستخدام تحت الجلد، وبطء الكريات هرمون الإفراج عنهم، في عزلة أو بالاشتراك مع كبسولة الكلوي xenografting (نقل الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء من نوع واحد إلى آخر) في immunocompالمضيف الماوس romised، يوفر طريقة بسيطة وقابلة للتكرار لدراسة التنظيم الهرموني للنمو والتسرطن.
تحت الجلد هرمون بيليه الزرع هو تقنية بسيطة وقابلة للتكرار لدراسة التنظيم الهرموني التسرطن والنمو حميدة في البروستات 5. زرع تحت الجلد من الفئران الذكور البالغين مع 25 ملغ هرمون تستوستيرون (T) و 2.5 ملغ 17β استراديول (E 2)، يسبب زيادة في المصل ض 2 والانخفاض التدريجي في خميس، وإعادة البيئة الهرمونية الحيوية من كبار السن من الرجال 5،6. بالإضافة إلى ذلك، هذا النموذج يلخص العديد من المظاهر السريرية لBPH-طرفيات 5،7. طرق بديلة لإدارة هرمون تشمل تناوله عن طريق الفم / التغذية الأنبوبية أو الحقن داخل الصفاق، والذي يسبب الضيق إلى القوارض، هي أقل اتساقا في تقديم نفس الكمية من المخدرات على مر الزمن، وأكثر من مرة واحدة الزرع الجراحية التي تتطلب عمالة مكثفة. وسائط أخرى تحت الجلد لحormone و / أو تسليم المخدرات تشمل كبسولات Silastic 8. في حين لدينا أيضا تجربة مع استخدام كبسولات Silastic، ويفضل الكريات مضغوط لسهولة استخدامها والتكاثر. وعلاوة على ذلك، فإن معدلات الافراج عن الكريات هرمون مضغوط أفضل تحاكي الجنس ديناميكية نسب هرمون الستيرويد لوحظ في كبار السن من الرجال 5،7.
منذ تطوير الفئران المناعة وراثيا، وقد تم تطوير العديد من أنظمة الجسم الحي في نموذج دمج تقنيات xenografting لدراسة مجموعة واسعة من الأنسجة الطبيعية والمريضة. هناك عدة فئات أساسية من xenografting. تتكون xenografts أنسجة قطعة صغيرة من الأنسجة سليمة، والتي يمكن أن تكون بنية عادية، ورم خبيث، أو النمو حميدة. Szot وآخرون (2007) لقد أضاءت مؤخرا الكلوي xenografting كبسولة من الجزر البنكرياسية 9. وصف Aamdal وآخرون (1985) الكلوي xenografting كبسولة من 27 خطوط الخلايا السرطانية البشرية في ايمالماوس munocompromised يستضيف 10. ويمكن أيضا أن تتكون من ترقيع خط خلية واحدة مخلد (سرطانية أو غير مكون للأورام)، أو يمكن أن تتكون من خط خلية خلد جنبا إلى جنب مع الخلايا المعزولة من اللحمة المتوسطة (خلية الكسب غير المشروع المؤتلف).
نؤيد xenografting من recombinants خلية لبحث دور كل من سدى وظهارة في تطوير PRCA وBPH. كان كونها وآخرون (1980) أول من أشار إلى أنه عندما يتم الجمع بين الكبار الفئران الجنينية مع ظهارة المثانة البولية التناسلية اللحمة المتوسطة الجيوب الأنفية (مادا) وxenografted تحت كبسولة الكلى الجنود الفئران الذكور، والأنسجة تطور الى هياكل تشبه البروستاتا عنيبات 11. أظهر نورمان وآخرون (1986) أن الفأر الكبار البروستاتا ظهارة الأقنية ومادا، عند دمجها في recombinants الأنسجة، والخضوع لنمو الأقنية المتفرعة والتشكل 12. أظهرت هايوارد وآخرون (1988) أن ظهارة البروستاتا الإنسان يستجيب لحثي متر الجنينesenchyme بطريقة مماثلة 13. نموذج الهرمونية التسرطن في البروستاتا، من خلال الجمع بين خلد البروستاتا البشرية خط الخلايا الظهارية، أفيد BPH-1 مع مادا أول مرة من قبل وانغ وآخرون 14 (2001)، واستخدمت على نطاق واسع في مختبرنا 15. هذا النموذج هو مناسبة تماما لفهم تطور PRCA لأن ظهارة البروستاتا الحميد يتحول إلى المرض المنتشر، والنمذجة المتقدمة PRCA في البشر 5. لأن مكونات محددة يمكن التلاعب بها وراثيا، خلية تطعيم المؤتلف مفيد بشكل خاص كنهج لتقييم التفاعلات اللحمية الظهارية.
مواقع أخرى مناسبة لxenografting هي داخل الجلد، تحت الجلد ومواقع مثلي 16. اعتمادا على عملية نسيج والمرض من الاهتمام، قد تكون هذه النهج البديلة مناسبة. لدراسة التسرطن الهرمونية البروستاتا وتنظيم النمو حميدة، نختار الكبسولة الكلويموقع لxenografting بسبب الكسب غير المشروع أعلى معدل لها، وإمدادات وفيرة من الدم، والقدرة على زرع عدد أكبر من xenografts في موقع واحد يقتصر 16 اتخاذها. وعلاوة على ذلك، والتلاعب الهرمونية من الفأرة المضيف الذي يؤدي إلى ضمور البروستاتا يحد من استخدام البروستاتا تطعيم مثلي 16.
يحدد هذا البروتوكول تقنيات ضغط هرمون / المخدرات بيليه تصنيع وزرع جراحية، وكذلك الكلوي xenografting كبسولة من الخلايا في البروستاتا البشرية والأنسجة الطعوم. معا، توفر هذه التقنيات مقايسة حساسة لتحديد ما إذا كان الماوس المعدلة وراثيا هي أكثر عرضة للPRCA و / أو الشروع BPH من سلالات السيطرة. Xenografting هي تقنية قوية لفي الجسم الحي تقييم إمكانات الخلايا التجريبية لتطوير نسيجية والميزات الجزيئية الخباثة، فضلا عن فحص لاستراتيجيات العلاج الرواية لطائفة واسعة من الأمراض الحميدة والخبيثة.
Protocol
Representative Results
Discussion
هذه الورقة والبروتوكول المبينة في هذه الوثيقة تصف تصنيع هرمون مضغوط و / أو الكريات المخدرات، وإجراء العمليات الجراحية لزرع تحت الجلد بيليه من الفئران. اعتمادا على سؤال البحث إلى معالجة، هذه التقنية يمكن القيام بها منفردة، أو مجتمعة مع الكلوي xenografting كبسولة من الخلاي?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن أشكر جميع أعضاء المختبر ريك، في الماضي والحاضر. نشكر كالفين باتن، الابن، DVM وبريجيت رابي، DVM، للحصول على تعليقات مفيدة بشأن البروتوكول. نود أن نعترف NIDDK، NCI، ومعهد علوم الصحة البيئية للحصول على الدعم المالي لهذه الدراسات: R01DK093690، R01CA123199، RC2ESO18764. TMN هو متدرب في برنامج التدريب الطبي العلماء في جامعة روتشستر بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة T32 GM07356، والمعاهد الوطنية للصحة تحت L. روث كيرشتاين الخدمة الوطنية بحوث جائزة F30DK093173 كما يدعم هذا المشروع. معتمد من قبل CDV T32CA157322 وABT معتمد من قبل T32ES007015 في جامعة ويسكونسن ماديسون. المحتوى هو فقط من مسؤولية الكتاب ولا تمثل بالضرورة وجهة النظر الرسمية للمعهد الوطني للعلوم الطبية العامة أو المعاهد الوطنية للصحة.
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
- . . Cancer Facts Figures. 4, (2010).
- McVary, K. T. BPH: epidemiology and comorbidities. Am. J. Manag. Care. 12, S122-S128 (2006).
- Nicholson, T. M., Ricke, W. A. Androgens and estrogens in benign prostatic hyperplasia: past, present and future. Differentiation. 82, 184-199 (2011).
- Ricke, W. A., Wang, Y., Cunha, G. R. Steroid hormones and carcinogenesis of the prostate: the role of estrogens. Differentiation. 75, 871-882 (2007).
- Ricke, W. A., et al. Steroid hormones stimulate human prostate cancer progression and metastasis. Int. J. Cancer. 118, 2123-2131 (2006).
- Belanger, A., et al. Changes in serum concentrations of conjugated and unconjugated steroids in 40- to 80-year-old men. J. Clin. Endocrinol. 79, 1086-1090 (1994).
- Nicholson, T. M., et al. Testosterone and 17beta-estradiol induce glandular prostatic growth, bladder outlet obstruction, and voiding dysfunction in male mice. Endocrinology. 153, 5556-5565 (2012).
- Ström, J. O., Theodorsson, A., Ingberg, E., Isaksson, I. M., Theodorsson, E. Ovariectomy and 17β-estradiol Replacement in Rats and Mice: A Visual Demonstration. J. Vis. Exp. (64), e4013 (2012).
- Szot, G. L., Koudria, P., Bluestone, J. A. Transplantation of Pancreatic Islets Into the Kidney Capsule of Diabetic Mice. J. Vis. Exp. (9), e404 (2007).
- Aamdal, S., Fodstad, O., Nesland, J. M., Pihl, A. Characteristics of human tumour xenografts transplanted under the renal capsule of immunocompetent mice. Brit. J. Cancer. 51, 347-356 (1985).
- Cunha, G. R., Lung, B., Reese, B. Glandular epithelial induction by embryonic mesenchyme in adult bladder epithelium of BALB/c mice. Investigative urology. 17, 302-304 (1980).
- Norman, J. T., Cunha, G. R., Sugimura, Y. The induction of new ductal growth in adult prostatic epithelium in response to an embryonic prostatic inductor. The Prostate. 8, 209-220 (1986).
- Hayward, S. W., et al. Interactions between adult human prostatic epithelium and rat urogenital sinus mesenchyme in a tissue recombination model. Differentiation. 63, 131-140 (1998).
- Wang, Y., et al. A human prostatic epithelial model of hormonal carcinogenesis. Cancer Res. 61, 6064-6072 (2001).
- Ricke, E. A., et al. Androgen hormone action in prostatic carcinogenesis: stromal androgen receptors mediate prostate cancer progression, malignant transformation and metastasis. Carcinogenesis. 33, 1391-1398 (2012).
- Wang, Y., et al. Development and characterization of efficient xenograft models for benign and malignant human prostate tissue. The Prostate. 64, 149-159 (2005).
- Goto, K., et al. Proximal prostatic stem cells are programmed to regenerate a proximal-distal ductal axis. Stem Cells. 24, 1859-1868 (2006).
- Xin, L., Ide, H., Kim, Y., Dubey, P., Witte, O. N. In vivo regeneration of murine prostate from dissociated cell populations of postnatal epithelia and urogenital sinus mesenchyme. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 11896-11903 (2003).
- Priolo, C., et al. Establishment and genomic characterization of mouse xenografts of human primary prostate tumors. Am. J. Pathol. 176, 1901-1913 (2010).
- Pritchett-Corning, K. R., Mulder, G. B., Luo, Y., White, W. J. Principles of Rodent Surgery for the New Surgeon. J. Vis. Exp. (47), e2586 (2011).
