Почечная капсула ксенотрансплантации и подкожной гранулы Имплантация по оценке простаты канцерогенеза и доброкачественной гиперплазии предстательной железы
Summary
Опишем производства сжатого гормонов гранул, а также подкожный хирургической имплантации мышам. Эта стратегия может быть объединен с ростом клеток и тканей ксенотрансплантатов под почечную капсулу бестимусных голых мышей для оценки гормонального канцерогенеза и регулирование роста доброкачественных простаты.
Abstract
Новые методы лечения в течение двух распространенных заболеваний простаты, рака предстательной железы (протяжении) и доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ), в решающей степени зависеть экспериментов, оценивающих свою гормональную регуляцию. Секс стероидные гормоны (в частности, андрогенов и эстрогенов) играют важную роль в PRCA и ДГПЖ, мы исследовать их соответствующие роли в стимулировании роста простаты и канцерогенез у мышей с экспериментов с использованием сжатых гормонов гранул. Гормональные и / или наркотиков гранулы легко производятся с пресс-гранулятор, и имплантируется в подкожную ткань мужского хозяина мыши. Мы также опишем протокол для оценки гормонального канцерогенеза путем объединения подкожной гормон гранул имплантации с ксенотрансплантации рекомбинантов простаты клеток под почечную капсулу с ослабленным иммунитетом мышей. Кроме того, подкожный гормон осадок имплантации, в сочетании с почечной капсулы ксенотрансплантации ДГПЖ ткани, является полезным для лучшего понимания гормональной регуляции доброкачественной Простаели рост, и для тестирования новых методов лечения, направленных половых стероидных гормонов пути.
Introduction
Рак предстательной железы (протяжении) и доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ) значительные тяготы здоровья. PRCA является вторым наиболее распространенным солидный рак органов у мужчин и одной из ведущих причин онкологических заболеваний смерть 1. ДГПЖ является также широко распространена среди пожилых мужчин, и, по оценкам, что клинические проявления ДГПЖ, снижение симптомы мочевых путей (СНМП), повлияет на 50-90% мужчин 2. В то время как андрогены и эстрогены, как известно, играть важную роль в PRCA и ДГПЖ, наше понимание гормональных механизмов, лежащих в основе канцерогенеза и рост остается неполным 3,4. Простые и генетически податливые животные модели лежат в основе исследований, которые будут решать эти приоритеты в исследовании простаты. В гормонов отзывчивых заболеваний, таких как PRCA и ДГПЖ, использование подкожной, медленных гормонов релиз гранул, в изоляции или в сочетании с почечной капсулы ксенотрансплантации (передача клеток, тканей или органов от одного вида в другой) в immunocompromised хозяин мыши, обеспечивает простой и воспроизводимый метод изучения гормональной регуляции роста и канцерогенеза.
Подкожный гормон осадок имплантация является простым и воспроизводимым методика исследования гормональной регуляции канцерогенеза и доброкачественной роста в простате 5. Подкожной имплантации взрослых самцов мышей с 25 мг тестостерона (Т) и 2,5 мг 17β-эстрадиола (Е 2), вызывает увеличение в сыворотке E 2 и постепенное снижение Т, воссоздавая динамический гормональный фон старения мужчин 5,6. Кроме того, эта модель повторяет многие из клинических признаков ДГПЖ-СНМП 5,7. Альтернативные способы введения гормона включают введение устный / через зонд или внутрибрюшинного введения, которые вызывают стресс для грызуна, менее последовательны в реализации такого же количества препарата в течение долгого времени, и являются более трудоемкими, чем одноразовый хирургической имплантации. Другие подкожные режимы для чOrmone и / или доставки лекарств включают Silastic капсулы 8. В то время как у нас есть опыт работы с использованием Silastic капсул, сжатые гранулы выступает за их простоту использования и воспроизводимости. Кроме того, релиз темпы сжатых гормонов гранул лучше имитировать динамические половых стероидных гормонов соотношения, наблюдаемые в стареющих мужчин 5,7.
С развитием генной ослабленным иммунитетом мышей, многочисленные естественных условиях модельных систем в которых применяются методы ксенотрансплантации были разработаны для изучения широкого спектра нормальных и пораженных тканей. Есть несколько основных категорий ксенотрансплантации. Тканевые ксенотрансплантатов состоять из небольшой кусочек неповрежденной ткани, который может быть нормальным структура, злокачественная опухоль, или доброкачественной роста. Szot соавт. (2007) недавно подсветкой почечной капсулы ксенотрансплантации панкреатических островков 9. Aamdal соавт. (1985) описал капсулу почки ксенотрансплантации из 27 клеток рака человеком линий в имmunocompromised мышь проходит 10. Трансплантатов также может состоять из одной иммортализированной клеточной линии (раковой или не онкогенных), или может состоять из иммортализированной клеточной линии, в сочетании с клетками, выделенными из мезенхимы (клетка рекомбинантного трансплантата).
Мы выступаем ксенотрансплантации клеточных рекомбинантами исследовать соответствующие роли стромы и эпителия в развитии PRCA и ДГПЖ. Кунья и др.. (1980) был первым, кто сообщил, что, когда взрослых мышей эпителий мочевого пузыря сочетается с эмбрионального урогенитального синуса мезенхимы (UGM) и ксенотрансплантированной под капсулу почки самцов мышей хозяев, ткань развивается в структуры, напоминающие ацинусы простаты 11. Норман и др.. (1986) показали, что взрослые мыши предстательной железы эпителия протоков и UGM, в сочетании в тканевых рекомбинантами, пройти протоков роста и морфогенеза ветвления 12. Хейворд и др.. (1988) показали, что человеческий эпителий простаты реагирует на индуктивные плода мesenchyme аналогично 13. Гормональный модель канцерогенеза в простате, путем объединения увековечены предстательной железы человека линии эпителиальных клеток ДГПЖ-1 с UGM, было впервые сообщено Ван и др.. 14 (2001) и широко используется в нашей лаборатории 15. Эта модель хорошо подходит для понимания прогрессирования PRCA потому доброкачественной эпителий переходит в метастатической болезни, моделирования передовые PRCA у человека 5. Поскольку конкретные компоненты могут быть генетически манипулировать, клетка рекомбинантного прививка особенно полезна в качестве подхода для оценки стромальных-эпителиальных взаимодействий.
Другие сайты, подходящие для ксенотрансплантации являются внутрикожные, подкожные и Ортотопическая места 16. В зависимости от ткани и болезни процессе интерес, они могут быть подходящими альтернативные подходы. Для изучения простаты гормонального канцерогенеза и доброкачественной регуляции роста, мы выбираем почечной капсулысайт для ксенотрансплантации из-за его высоких трансплантата принять ставку, обильные кровоснабжение, и способность имплантировать большее количество ксенотрансплантаты в один ограниченном месте 16. Кроме того, гормональный манипуляция хост мыши, что приводит к атрофии предстательной железы ограничивает использование простаты ортотопической трансплантации 16.
Этот протокол описывает методы сжатого гормон / наркотиков производства пеллет и хирургической имплантации, а также почечной капсулы ксенотрансплантации из человеческих клеток простаты и тканевых трансплантатов. Вместе эти методы обеспечивают более чувствительного анализа, чтобы определить, является ли генетически модифицированные мыши более чувствительны к PRCA и / или ДГПЖ, чем инициирования контрольных штаммов. Ксенотрансплантации является мощным средством в естественных условиях оценке потенциала экспериментальных клеток для разработки гистологические и молекулярные особенности злокачественных опухолей, а также анализа на новых стратегий лечения для широкого спектра доброкачественных и злокачественных заболеваний.
Protocol
Representative Results
Discussion
Эта статья и протокол изложил здесь описать производство сжатого гормона и / или гранул наркотиков и хирургическую процедуру для подкожного гранул имплантации мышей. В зависимости от вопроса исследования должны быть рассмотрены, эта методика может быть выполнена отдельно, или в сочет…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить всех членов лаборатории Ricke прошлом и настоящем. Мы благодарим Calvin Паттен-младший, DVM и Брижит Raabe, DVM, за полезные замечания относительно протокола. Мы хотели бы выразить признательность за NIDDK, NCI, и NIEHS за их финансовую поддержку для этих исследований: R01DK093690, R01CA123199, RC2ESO18764. TMN является стажером в программы обучения ученый-медик из Университета Рочестера финансируется NIH T32 GM07356; NIH под Рут Л. Kirschstein Национальной Исследовательской службы Award F30DK093173 также поддерживает этот проект. CDV поддерживается T32CA157322 и ABT поддерживается T32ES007015 в Университете Висконсин-Мэдисон. Содержание является исключительной прерогативой авторов и не обязательно отражают официальную точку зрения Национального Института общей медицинских наук или 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
- . . 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).
