Intra-iliaca iniezione per un efficiente e selettivo Modellazione di microscopico metastasi ossee
Summary
This manuscript provides the detailed procedure of intra-iliac artery (IIA) injection, a technique to deliver cancer cells specifically to hind limb tissues including bones to establish experimental bone metastases. Although initially established with breast tumor models, this protocol can be easily extended to other cancer types.
Abstract
Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely used intra-cardiac and intra-tibial injections, IIA injection brings several advantages. First, it can deliver a large quantity of cancer cells specifically to hind limb bones, thereby providing spatiotemporally synchronized early-stage colonization events and allowing robust quantification and swift detection of disseminated tumor cells. Second, it injects cancer cells into the circulation without damaging the local tissues, thereby avoiding inflammatory and wound-healing processes that confound the bone colonization process. Third, IIA injection causes very little metastatic growth in non-bone organs, thereby preventing animals from succumbing to other vital metastases, and allowing continuous monitoring of indolent bone lesions. These advantages are especially useful for the inspection of progression from single cancer cells to multi-cell micrometastases, which has largely been elusive in the past. When combined with cutting-edge approaches of biological imaging and bone histology, IIA injection can be applied to various research purposes related to bone metastases.
Introduction
Le metastasi rappresentano oltre il 90% dei decessi causati da tumori solidi. Bone è l'organo più comuni colpite da metastasi di vari tipi di cancro, in particolare della mammella e della prostata. Al momento della diagnosi in clinica, metastasi ossee di solito sono già entrati fase avanzata sia con osteolitiche o osteoblastiche alterazioni nel tessuto osseo, spesso accompagnati da sintomi neurologici.
Studi precedenti prevalentemente concentrati sulle evidenti metastasi osteolitiche 1-3, ma attualmente abbiamo limitato la comprensione di micrometastasi nel ossa prima dell'inizio del processo osteolitica. Questo è almeno in parte a causa della mancanza di appropriati modelli sperimentali e approcci. Modelli murini geneticamente modificati di cancro al seno spesso metastatizzano ai polmoni, ma molto meno efficiente alle ossa 4. Allo stesso modo, i tumori ortotopicamente trapiantati raramente sviluppano metastasi ossee spontanee, con un po '4T1 carcinom mammaria osso-tropicaleun sub-cloni e MSP overexpressed PyMT modello di topo transgenico come eccezioni 5-7. Intra-tibiale di perforazione in grado di fornire le cellule tumorali fino all'osso 8-10, ma incorre anche danni e infiammazioni ai tessuti locali. Attualmente iniezione intra-cardiaca di linee di cellule di cancro al seno è stato l'approccio importante per indagare la colonizzazione ossea 11-13. Tuttavia, dopo che le cellule tumorali sono introdotti nel ventricolo sinistro solo una parte limitata giungere infine a ossa e midollo osseo, rendendo difficile tenere traccia metastasi microscopiche in modo quantificabile.
In questo studio, si stabilisce una tecnica, vale a dire l'arteria intra-iliaca (IIA) di iniezione 14, per fornire selettivamente le cellule tumorali nei tessuti degli arti posteriori, arricchendo in tal modo le cellule tumorali nel midollo e nel midollo osseo senza causare danni ai tessuti locali. A causa della specificità dell'osso, questo approccio consente anche abbastanza tempo per le cellule tumorali indolenti a colonizzare eventualmente prima della unimals soccombono ai tumori primari o metastasi in altri organi vitali. In combinazione con una varietà di altre tecniche, come l'imaging bioluminescenza, immunofluorescenza e Istomorfometria ossa, iniezione IIA è potenzialmente utile per una vasta gamma di scopi di ricerca relativi alla metastasi ossee, soprattutto per tenere traccia la progressione da cellule tumorali singole a più celle micrometastasi. In particolare, abbiamo dimostrato che l'iniezione IIA ci permette di visualizzare le interazioni tra cellule tumorali e vari tipi di cellule che circonda nel microambiente osseo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Anche se solo l'arteria iliaca è il bersaglio di iniezione per le cellule tumorali, si consiglia la separazione sia della vena iliaca e l'arteria dai tessuti circostanti, e di sollevare loro insieme come un fascio. Questo perché la vena e arteria ampiamente contatto tra loro, e la parete del vaso venoso è sottile ed è facile da rompere. Pertanto, per una iniezione di successo, fa risparmiare tempo e fatica a reggere le due navi insieme, anche se le cellule tumorali vengono iniettate solo per l'arteria. U…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Research in Zhang lab was supported by X. H.-F. Z.’s NCI CA151293, CA183878, Breast Cancer Research Foundation, U.S. Department of Defense DAMD W81XWH-13-1-0195, a Pilot Award of CA149196-04, McNair Medical Institute and by H.W.’s U.S. Department of Defense DAMD W81XWH-13-1-0296.
Materials
| Materials | |||
| DMEM | HyClone | SH30022.01 | |
| FBS | Gibco | 16000 | |
| Pen/Strep Amphatericin B | Lonza Biowhittaker | 17-745E | |
| PBS | Lonza Biowhittaker | 17-516F | |
| Trypsin/EDTA solution | HyClone | SH30042.01 | |
| 45uM cell strainer | VWR International Laboratory | 195-2545 | |
| MediGel CPF with carprofen | Controlled item from veterinary care in BCM | For pain management | |
| Buprenorphine | Controlled item from veterinary care in BCM | For pain management | |
| Estradiol pellet | Innovative Research of America | SE-121 | |
| Ketamine and xylazine | Controlled item from veterinary care in BCM | ||
| Vet ointment | Controlled item from veterinary care in BCM | Avoid eye dryness | |
| Shaver | Oster | 78005-050 | For furred mice |
| Isopropyl ethanol | ACROS | 67-63-0 | |
| Betadine surgical scrub | Controlled item from veterinary care in BCM | ||
| #10 scalpel blades | Ted Pella, Inc | 549-3CS-10 | Multiple |
| No. 3 handle | Ted Pella, Inc | 541-31 | Need to be autoclaved |
| Sterile surgical drape | Sai Infusion Technology | PSS-SD1 | |
| Straight forceps | Roboz Surgical Instrument | RS-5132 | Need to be autoclaved |
| Straight fine forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | Need to be autoclaved |
| Edged fine forceps | Fine Science Tools | 11253-25 | Need to be autoclaved |
| 4-0 Vicryl silk suture | Johnson & Johnson Health Care | J214H | |
| 31G insuline syringes | BD | 328418 | Multiple |
| Q-tips cotton swabs (Sterile) | VWR International Laboratory | 89031-272 | |
| Skin glue | Henry Schein Animal Health | 31477 | For surgery site skin closure |
| Ear Tag Applicator | Fine Science Tools | 24220-00 | |
| Ear tags | Fine Science Tools | 24220-50 | |
| D-luciferin | Gold Biotechnology | LUCK | Avoid light and put on ice |
| 28G insulin syringes | BD | 329410 | For intra-orbital injection |
| Paraformadehyde | Alfa Aesar | 30525-89-4 | For tissue fixation |
| EDTA | OmniPur | 4050 | For bone tissue decalficication |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Dissection microscope | Leica | Leica S6E stereo | |
| IVIS Lumina II imaging system | Advanced Molecular Vision | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Antibodies | |||
| Anti-GFP antibodies (JL-8) | Clontech | 632381 | |
| Anti-ALP antibodies | Abcam | ab108337 | |
| Anti-Osterix antibodies | Abcam | ab22552 |
References
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