Summary

In Vitro Modellering van kanker zoals Neurale Invasion: De dorsale wortel ganglion Model

Published: April 12, 2016
doi:

Summary

This video article shows the use of the dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model in pancreatic ductal adenocarcinoma.

Abstract

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These neurotropic cancer cells have a unique ability to migrate unidirectionally along nerves towards the central nervous system (CNS). The dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model is a three dimensional (3D) in vitro model frequently used for studying the interaction between neural stroma and cancer cells. In this model, mouse or human cancer cell lines are grown in ECM adjacent to preparations of freshly dissociated cultured DRG. In this article, the DRG isolation protocol from mice, and implantation in petri dishes for co-culturing with pancreatic cancer cells are demonstrated. Five days after implantation, the cancer cells made contact with the DRG neurites. Later, these cells formed bridgeheads to facilitate more extensive polarized, neurotropic migration of cancer cells.

Introduction

Solide tumoren te verspreiden op drie manieren: direct invasie, lymfatische uitgespreid, en hematogenic verspreiden. Er is echter een vierde middel van verspreiding van kanker die vaak wordt genegeerd, verspreid langs zenuwen. Kankerachtige neurale invasie (CNI) is een bekende wijze van verspreiding van kanker, met name in kanker van het hoofd en nek, prostaat 1 2, 3 en pancreas. 4-8 CNI bij meer dan 80% van de personen met pancreas adenocarcinoom, leidend naar retroperitoneale tumor verspreiden via coeliakie ganglion zenuwen. Deze neurotrope kankercellen een unieke mogelijkheid om unidirectioneel migreren langs zenuwen naar het centrale zenuwstelsel (CNS). 9 Deze bevinding suggereert dat de perineurale micro kan worden benut door kankercellen, die factoren die kwaadaardige groei.

Een van de weinige in vitro modellen voor CNI onderzoek is de dorsale wortel ganglia (DRG) / kankercel model. deze model wordt vaak gebruikt voor het bestuderen van de interactie tussen neuronale paracriene stroma en kankercellen. 10-18 In dit model, muizen- of humane kankercellijnen worden gekweekt in de extracellulaire matrix (ECM) nabij bereidingen van vers gekweekte gedissocieerde DRG.

Deze video artikel toont de toepassing van de in vitro CNI in de pancreas ductaal adenocarcinoom.

Protocol

Vier tot zes weken oude vrouwelijke C57BL / CJ muizen (Harlan, Jeruzalem, Israël) werden gebruikt in het experiment volgens de Vereniging voor evaluatie en accreditatie van Laboratory Animal Care specificaties. Alle experimentele procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de Institutional Animal Care en gebruik Comite en het ministerie van Landbouw regelgeving. 1. Het oogsten van de Spinal Cord Euthanaseren de muis met behulp van een CO 2 kamer. Voorkomen cerv…

Representative Results

Met behulp van video-microscopie beeldvorming, kan de DRG te zien kiemen neurieten 5-7 dagen na de implantatie, terwijl de kankercellen weg te migreren van hun kolonies in de richting van de DRG. Door de 7e dag na de implantatie van de kankercellen in contact komen met de neurieten (figuur 2). Het doorgeven van de index migratie pancreaskanker cellen die in het protocol is 3-4 maal hoger dan d…

Discussion

Dit artikel geeft een in vitro model dat de kankercellen micromilieu in de neurale nis, DRG model recapituleert. De video toont alle stappen vanaf herkennen anatomische oriëntatiepunten zoals de DRG in de muis, de extractie en tenslotte de kweken in ECM. Co-kweken van DRG samen met kankercellen gepresenteerd. Er zijn geen andere modellen in vitro perineurale invasie onderzoek in de literatuur beschreven waardoor dit model essentieel voor het bestuderen van perineurale micro niche in vitro. </…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Edith Suss-Toby is thanked for her assistance in the time-lapse microscopy and image analysis. Nofar Rada is thanked for the artistic work.

Materials

Equipments:
Operating microscope Leica M205
Tiime Lapse System Zeiss
Forceps Sigma-Aldrich F4142 
Surgical blade Sigma-Aldrich Z309036
Scissors Sigma-Aldrich S3271
35mm petri dishes, glass bottom de groot 60-627860
Name Company  Catalog Number Comments
Materials:
70% ethanol sigma
Cold PBS Biological industries 02-023-1A
DMEM Biological industries 01-055-1A
FCS Rhenium 10108165
Penicillin and streptomycin Biological industries 01-031-1B
Sodium Pyruvate Biological industries 03-042-1B
L-Glutamine Biological industries 03-020-1B
Growth factor depleted matrigel Trevigen 3433-005-01

References

  1. Carter, R. L., Foster, C. S., Dinsdale, E. A., Pittam, M. R. Perineural spread by squamous carcinomas of the head and neck, a morphological study using antiaxonal and antimyelin monoclonal antibodies. J Clin Pathol. 36, 269-275 (1983).
  2. Beard, C. J., et al. Perineural invasion is associated with increased relapse after external beam radiotherapy for men with low-risk prostate cancer and may be a marker for occult, high-grade cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 58, 19-24 (2004).
  3. Maru, N., Ohori, M., Kattan, M. W., Scardino, P. T., Wheeler, T. M. Prognostic significance of the diameter of perineural invasion in radical prostatectomy specimens. Hum Pathol. 32, 828-833 (2001).
  4. Ceyhan, G. O., et al. Pancreatic neuropathy and neuropathic pain–a comprehensive pathomorphological study of 546 cases. Gastroenterology. 136, 177-186 (2009).
  5. Ceyhan, G. O., et al. The neurotrophic factor artemin promotes pancreatic cancer invasion. Ann Surg. 244, 274-281 (2006).
  6. Takahashi, T., et al. Perineural invasion by ductal adenocarcinoma of the pancreas. J Surg Oncol. 65, 164-170 (1997).
  7. Zhu, Z., et al. Nerve growth factor expression correlates with perineural invasion and pain in human pancreatic cancer. J Clin Oncol. 17, 2419-2428 (1999).
  8. Hirai, I., et al. Perineural invasion in pancreatic cancer. Pancreas. 24, 15-25 (2005).
  9. Mitchem, J. B., et al. Targeting tumor-infiltrating macrophages decreases tumor-initiating cells, relieves immunosuppression, and improves chemotherapeutic responses. Cancer Res. 73, 1128-1141 (2013).
  10. Kelly, K., et al. Attenuated multimutated herpes simplex virus-1 effectively treats prostate carcinomas with neural invasion while preserving nerve function. FASEB J. 22, 1839-1848 (2008).
  11. Dai, H., et al. Enhanced survival in perineural invasion of pancreatic cancer, an in vitro approach. Hum Pathol. 38, 299-307 (2007).
  12. Ayala, G. E., et al. Cancer-related axonogenesis and neurogenesis in prostate cancer. Clin Cancer Res. 14, 7593-7603 (2008).
  13. Ayala, G. E., et al. Stromal antiapoptotic paracrine loop in perineural invasion of prostatic carcinoma. Cancer Res. 66, 5159-5164 (2006).
  14. Ceyhan, G. O., et al. Neural invasion in pancreatic cancer, a mutual tropism between neurons and cancer cells. Biochem Biophys Res Commun. 374, 442-447 (2008).
  15. Bapat, A. A., Hostetter, G., Von Hoff, D. D., Han, H. Perineural invasion and associated pain in pancreatic cancer. Nat Rev Cancer. 11, 695-707 (2011).
  16. Ketterer, K., et al. Reverse transcription-PCR analysis of laser-captured cells points to potential paracrine and autocrine actions of neurotrophins in pancreatic cancer. Clin Cancer Res. 9, 5127-5136 (2003).
  17. Gil, Z., et al. Nerve-sparing therapy with oncolytic herpes virus for cancers with neural invasion. Clin Cancer Res. 13, 6479-6485 (2007).
  18. Gil, Z., et al. Paracrine regulation of pancreatic cancer cell invasion by peripheral nerves. J Natl Cancer Inst. 102, 107-118 (2010).
  19. Weizman, N., et al. Macrophages mediate gemcitabine resistance of pancreatic adenocarcinoma by upregulating cytidinedeaminase. Oncogene. 33, 3812-3819 (2014).
check_url/kr/52990?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Na’ara, S., Gil, Z., Amit, M. In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model. J. Vis. Exp. (110), e52990, doi:10.3791/52990 (2016).

View Video