Summary

Murine Prostata Micro-Dissektion und chirurgische Kastration

Published: May 11, 2016
doi:

Summary

Dieses Manuskript beschreibt die Protokolle für Prostata-Mikrodissektion und chirurgische Kastration im Labor Maus. Wir zeigen auch Vertreter von diesen Protokollen erzeugt Ergebnisse. Schließlich diskutieren wir die Vorteile und die Nutzung dieser Protokolle.

Abstract

Mouse models are used extensively to study prostate cancer and other diseases. The mouse is an excellent model with which to study the prostate and has been used as a surrogate for discoveries in human prostate development and disease. Prostate micro-dissection allows consistent study of lobe-specific prostate anatomy, histology, and cellular characteristics in the absence of contamination of other tissues. Testosterone affects prostate development and disease. Androgen deprivation therapy is a common treatment for prostate cancer patients, but many prostate tumors become castration-resistant. Surgical castration of mouse models allows for the study of castration resistance and other facets of hormonal biology on the prostate. This procedure can be coupled with testosterone reintroduction, or hormonal regeneration of the prostate, a powerful method to study stem cell lineages in the prostate. Together, prostate micro-dissection and surgical castration opens up a multitude of opportunities for robust and consistent research of prostate development and disease. This manuscript describes the protocols for prostate micro-dissection and surgical castration in the laboratory mouse.

Introduction

Die Prostata ist die häufigste Stelle von Krebs bei Männern in den USA. Fast 220.000 Menschen jedes Jahr wird mit Prostatakrebs diagnostiziert und etwa 27.000 Menschen werden auf ihre Krankheit 1 erliegen. Männer haben eine 1 in 7 Lebensdauer Risiko einer Prostatakrebsdiagnose in den USA 1. Benigner Prostatahyperplasie (BPH), eine altersbedingte noncancerous Vergrößerung der Prostata, ist ebenfalls ein weitverbreiteter Zustand, beeinflussen über 80% der Männer über 80 2. Als solche kann die Prostata ist im Mittelpunkt der Beträchtliche Forschung.

Mausmodelle wurden weitgehend zu studieren Erkrankungen der Prostata 3 verwendet. Insgesamt ist die Maus Prostata eine ausgezeichnete Vertreter der menschlichen gland 4, aber es gibt Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Maus und menschlichen Prostata Anatomie und Physiologie 5. Bei beiden Arten wird die Prostata an der Basis der Blase, umgibt die Harnröhre entfernt. Die menschliche Prostata ist eine einzige losein, aufgeteilt in vier Zonen: zentral, Übergang, periphere und vordere fibromuskuläre Stroma. Im Gegensatz dazu besteht die Maus Prostata von drei gekoppelten Lappen an verschiedenen Positionen um die Harnröhre: vordere, ventralen und dorsolateralen. Auf zellulärer Ebene ist der Hauptunterschied , dass die basalen Zelle luminalen Zellverhältnis in menschlichen etwa 1: 1, aber es beträgt 1: 4 in Mäusen 6. Die murine Stroma unterscheidet sich auch bei Mäusen auf den Menschen – Menschen weitergehende glatte Muskulatur haben, während die Muskelschicht viel dünner in murinen Prostata ist. Die richtige Identifizierung, Präparation und Handhabung der Maus Prostata sind unerlässlich, um Maus Prostata Forschung.

Hormonspiegel beeinflussen stark die Entwicklung und die Homöostase der Prostata in Menschen und Mäusen. Während Östrogen 7 eine Rolle bei Prostata – Entwicklung zu spielen scheint, ist das wichtigste Hormon , das in der Prostata Testosteron. Testosteron ist für Drüsenentwicklung eind Wartung. Im Anschluss an entweder physikalische oder chemische Kastration, etwa 90% der luminalen Zellen im adulten Prostata apoptose und die Drüse schrumpft. Wenn Testosteron an ein Individuum unter Kastrationsbedingungen wieder eingeführt wird, ist die Prostata kann sich der vollen Kapazität zu regenerieren. Testosteron scheint auch Prostatakrebs zu fahren, weshalb Androgenentzugtherapie eine häufig verwendete therapeutische Strategie ist. Allerdings werden viele Prostatakarzinome auf Androgen Deprivation resistent. Darüber hinaus Männer Androgenentzugtherapie für die Behandlung von Prostatakrebs unterziehen laufen Zyklen kastriert und regeneriert Bedingungen. Bei der Maus chirurgische Kastration, zusammen mit hormonellen Regeneration der Prostata durch Testosteron wieder einzuführen, ist ein wichtiges Werkzeug, mit dem Kastrationsbeständigkeit und die Wirkung von Testosteron-cycling auf die Prostata zu studieren.

In diesem Artikel werden wir die richtigen Techniken, mit denen zu diskutieren und demonstrieren zu LOCATe und Mikro sezieren eine Maus Prostata sowie chirurgisch kastriert eine Maus.

Protocol

Dieses Protokoll erfüllt und folgt den Richtlinien festgelegt von der Johns Hopkins University Institutional Animal Care und Use Committee. 1. Mikro-Dissektion einer Maus Prostata Euthanize die Maus durch Erstickung mit Kohlendioxid oder einem alternativen genehmigten Verfahren in Einklang mit den institutionellen Tierpflege und Richtlinien zur Verwendung. Pin der Maus in Rückenlage auf eine Dissektion Bord durch einen Stift, der durch jede der vier Pfoten setzen. Sprühen Sie de…

Representative Results

Alle sechs Prostatalappen wurden aus einer Maus über Prostata Mikrodissektion (Abbildung 1) entfernt wird . Der komplette Urogenitaltrakt (UGT) aus allen Prostatalappen besteht, die Harnblase, Samenbläschen und der Harnröhre (Abbildung 1a). Die Samenleiter wird an der Harnröhre, ist aber für Prostata – Mikrodissektion unnötig, und somit vor dem Entfernen des UGT gelöst werden kann durch die Harnröhre (1b-1c) zu schneiden. Der Uro…

Discussion

Prostate Mikrodissektion ermöglicht lappen spezifische Experimente und die Analyse der Maus Prostata (Abbildung 1). In gentechnisch veränderten Maus-Modellen, in einem Lappen kann Phänotypen gesehen, die nicht in anderen gesehen wird. Auch für die histologische Analyse, versichert dieses Protokoll, dass die maximale Menge an reinem Prostatagewebe kann, ohne andere Urogenitaltrakt Gewebe in dem Abschnitt geschnitten und gefärbt werden. Schließlich ist für Single-Cell-Experimente ermöglicht dieses…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Einige der Figuren in diesem Manuskript wurden großzügig durch das Labor von Bart O. Williams zur Verfügung gestellt. Die Autoren werden vom National Cancer Institute gewährt U54CA143803, CA163124, CA093900 UND CA143055 unterstützt.

Materials

Surgical tools Roboz Various
Formaldehyde Sigma F8775
OCT medium VWR 25608-930 Must be placed on dry ice to freeze, and stored at -80C
PBS Life Technologies 10010
Isoflurane Johns Hopkins Also available from vendors online
Cautery Pen Medline ESCT002
Silk suture AD Surgical M-S330R19
Surgical Wound Clips Roboz RS-9265

References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics. CA Cancer J Clin. 65 (1), 5-29 (2015).
  2. Roehrborn, C. G. Pathology of benign prostatic hyperplasia. Int J Impot Res. 20 (suppl 3), 11-18 (2008).
  3. Valkenburg, K. C., Williams, B. O. Mouse models of prostate cancer. Prostate Cancer. , 895238 (2011).
  4. Shappell, S. B., et al. Prostate pathology of genetically engineered mice: definitions and classification. The consensus report from the Bar Harbor meeting of the Mouse Models of Human Cancer Consortium Prostate Pathology Committee. Cancer Res. 64 (6), 2270-2305 (2004).
  5. Valkenburg, K. C., Pienta, K. J. Drug discovery in prostate cancer mouse models. Expert Opin Drug Discov. , 1-14 (2015).
  6. El-Alfy, M., Pelletier, G., Hermo, L. S., Labrie, F. Unique features of the basal cells of human prostate epithelium. Microsc Res Tech. 51 (5), 436-446 (2000).
  7. Prins, G. S., Huang, L., Birch, L., Pu, Y. The role of estrogens in normal and abnormal development of the prostate gland. Ann N Y Acad Sci. 1089, 1-13 (2006).
  8. Valkenburg, K. C., et al. Activation of Wnt/beta-catenin signaling in a subpopulation of murine prostate luminal epithelial cells induces high grade prostate intraepithelial neoplasia. Prostate. 74 (15), 1506-1520 (2014).
  9. Lukacs, R. U., Goldstein, A. S., Lawson, D. A., Cheng, D., Witte, O. N. Isolation, cultivation and characterization of adult murine prostate stem cells. Nat Protoc. 5 (4), 702-713 (2010).
  10. Michiel Sedelaar, J. P., Dalrymple, S. S., Isaacs, J. T. Of mice and men–warning: intact versus castrated adult male mice as xenograft hosts are equivalent to hypogonadal versus abiraterone treated aging human males, respectively. Prostate. 73 (12), 1316-1325 (2013).
  11. Wang, X., et al. A luminal epithelial stem cell that is a cell of origin for prostate cancer. Nature. 461 (7263), 495-500 (2009).
  12. Pascal, L. E., et al. 5alpha-Reductase inhibition coupled with short off cycles increases survival in the LNCaP xenograft prostate tumor model on intermittent androgen deprivation therapy. J Urol. 193 (4), 1388-1393 (2015).
  13. Shen, M. M., Abate-Shen, C. Molecular genetics of prostate cancer: new prospects for old challenges. Genes Dev. 24 (18), 1967-2000 (2010).

Play Video

Cite This Article
Valkenburg, K. C., Amend, S. R., Pienta, K. J. Murine Prostate Micro-dissection and Surgical Castration. J. Vis. Exp. (111), e53984, doi:10.3791/53984 (2016).

View Video