En ortotopiske Mouse Model of Spontan Breast Cancer Metastase
Summary
En ortotopisk brystkreft primær tumor modell og kirurgisk fjerning av primærtumoren for å forlenge liv mus for å generere spontan metastase, er beskrevet. Den tumorvekst og progresjon overvåkes og kvantifiseres ved luciferase fluorescens-avbildning.
Abstract
Metastase er den primære årsaken til dødelighet av brystkreftpasienter. Mekanismen bak kreftcelle metastaser, herunder brystkreft metastaser, er i stor grad ukjent og er et fokus på kreftforskning. Det er etablert Various brystkreft spontane metastaser musemodeller. Her rapporterer vi en forenklet prosedyre for å etablere orthotopic transplantert brystkreft primærtumor og resulterende spontanmetastaser som etterligner menneskelig brystkreft metastasering. Kombinert med bioluminescence levende svulst bilder gir tumorvekst og progresjon kinetikk som skal overvåkes og kvantifisert denne musemodell. I denne modellen ble en lav dose (1 x 10 4 celler) av 4T1-Luc brystkreft celler injisert inn i BALB / c-musebrystfettpute ved hjelp av en tuberkulinsprøyte. Mus ble injisert med luciferin og avbildes ved forskjellige tidspunkter ved hjelp av et selvlysende bildedannende system. Når de primære tumorene vokste til størrelsesbegrensningen som i IACUC-godkjent protokoll (ca.oximately 30 dager), ble musene bedøvet under konstant strøm av 2% isofluran og oksygen. Tumorområdet ble sterilisert med 70% etanol. Musen hud rundt tumoren ble skåret ut for å eksponere tumoren som ble fjernet med et par av steril saks. Fjerning av primærtumor forlenger overlevelsen av 4T-1 tumor-bærende mus i en måned. Musene ble deretter gjentatte ganger avbildes for metastatisk tumor spredning til fjerntliggende organer. Terapeutiske midler kan bli administrert for å undertrykke metastase ved dette punktet. Denne modellen er enkel og likevel følsom i kvantifisere brystkreftcellevekst i det primære område og progresjon kinetikken til fjerntliggende organer, og således er en utmerket modell for å studere brystkreft vekst og progresjon, og for testing av anti-metastase terapeutiske og immunterapeutiske midler in vivo .
Introduction
Ifølge American Cancer Society, er brystkreft den hyppigst diagnostisert form for kreft hos kvinner i USA. Tidlig oppdagelse i kombinasjon med nyutviklede målrettet terapi har redusert dødelighet av brystkreft i løpet av de siste to tiårene. Imidlertid er brystkreft fortsatt den nest største årsaken til kreft dødsfall hos kvinner i USA en. Flertallet av dødsfall av brystkreftpasienter er på grunn av tumorcellemetastase. Dessverre er de fleste brystkreft invasiv og ofte metastasizes til lymfeknute og senere til fjerne organer, inkludert bein, lunger, lever og hjerne. 1,2 Det er i dag ingen effektiv behandling for metastatisk brystkreft. Derfor er utvikling av kjemoterapeutiske og immunterapeutiske midler for å undertrykke metastatisk brystkreft er av stor betydning.
Various brystkreft spontane metastaser musemodeller har been utviklet for å studere de molekylære mekanismer som ligger under brysttumorcelleutvikling og metastasering og til å bli brukt som modeller for utvikling av terapeutiske midler. 1,3-5 Men de fleste av disse musemodeller er genetiske tumormodeller som, mens utmerkede modeller for mekanistisk studier, er ikke egnet for testing terapeutiske midler fordi metastase tar måneder å utvikle seg i disse genetiske modellene, og dermed krever kost langsiktig forvaltning av kreftlegemidler. 6,7 Monitoring tumorprogresjon i levende mus er også teknisk utfordrende. I motsetning til dette, har et transplantert brystkreft metastase modell fordelene ved kortvarig tumorprogresjon og enkel sporing av tumorprogresjon hos levende mus. Den 4T1 ortotopisk brystkreft spontan metastase musemodell er en slik transplanterte tumormodell. 8. I denne modellen blir brysttumorceller transplantert inn i melkefettpute for å opprette primærtumorknuter. Den primære tumorkan deretter fjernes kirurgisk som i humane brystcancerpasienter. 4T1 kreftceller er svært plagsomme. 8,9, 3,10 Nesten alle tumorbærende mus utvikler metastaser i 30 dager etter tumor transplantasjon inn i melkefettpute. Men 4T1 svulster vokser aggressivt i primær områder og kreft størrelsene ofte overskride grensene som er tillatt i de fleste dyre protokoller. På dette stadiet, metastasene er ofte mikrometastaser. Derfor er det viktig å fjerne primærsvulster for å gi metastase fremgang for testing av terapeutiske midler. Her rapporterer vi etablering av en enkel og likevel følsom fremgangsmåte for primærtumor transplantasjon, kirurgisk fjerning av primærtumor og bioluminescens bildebasert kvantifisering av 4T1 tumorvekst og progresjon in vivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mange typer av transgene musemodeller for brystkreft metastasering er blitt utviklet. 1. Disse transgene mus har høy forekomst svulst fra 60 til 100%. Imidlertid metastase hyppigheten av disse transgene mus som er mye lavere enn den tumortilfeller (14 – 100%). Tumorceller metastaserer til LN og lungene i de fleste av disse transgene musemodeller av brystkreft metastasering. Den metastase ventetid varierer fra modell til modell og varierer fra 2 til 8 måneder. 6,11-16 Disse transgene musemodeller …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supported by grants from the National Institute of Health grants CA133085, CA182518 and CA185909 (to KL) and VA Merit Review Award BX001962 (to KL).
Materials
| Ami-X Imaging System | Spectral Instruments Imaging Inc. Tucson, AZ | ||
| IsoTec SurgiVet | Anesthesia Service & Equipment , Inc., Atlanta, GA | ||
| AutoClip Physicians Kit | Becton Dickinson Primary Care Diagnostics. Sparks, MD | 427638 | |
| 9 MM AutoClip Applier | Becton Dickinson Primary Care Diagnostics. Sparks, MD | 427630 | |
| 9 MM AutoClip Remover | Becton Dickinson Primary Care Diagnostics. Sparks, MD | 427637 | |
| 9 MM AutoClip Wound Clip | Becton Dickinson Primary Care Diagnostics. Sparks, MD | 427631 | |
| Sharp-Pointed Dissecting Scissors | Fisher | 8940 | |
| Dissecting Fine-Pointed Forceps | Fisher | 8875 | |
| 1/2 CC 27G1/2 tuberculin syringe | Becton Dickinson and Co. NJ | 305620 | |
| RPMI 1640 medium | Mediatech Inc | 10-040-CV | |
| PBS | Mediatech Inc | 21-040-CV | |
| 70% Ethanol | Ultrapure-usa.com | ||
| Trypsin-EDTA | Mediatech Inc | 25-040-CI |
References
- Fantozzi, A., Christofori, G. Mouse models of breast cancer metastasis. Breast Cancer Res. 8, 212 (2006).
- Weigelt, B., Peterse, J. L., van ‘t Veer, L. J. Breast cancer metastasis: markers and models. Nat Rev Cancer. 5, 591-602 (2005).
- Kocaturk, B., Versteeg, H. H. Orthotopic injection of breast cancer cells into the mammary fat pad of mice to study tumor growth. J Vis Exp. , (2015).
- Stewart, T. J., Abrams, S. I. How tumours escape mass destruction. Oncogene. 27, 5894-5903 (2008).
- Lopez, J. I., et al. CD44 attenuates metastatic invasion during breast cancer progression. Cancer Res. 65, 6755-6763 (2005).
- Khanna, C., Hunter, K. Modeling metastasis in vivo. Carcinogenesis. 26, 513-523 (2005).
- Cuevas, B. D., Winter-Vann, A. M., Johnson, N. L., Johnson, G. L. MEKK1 controls matrix degradation and tumor cell dissemination during metastasis of polyoma middle-T driven mammary cancer. Oncogene. 25, 4998-5010 (2006).
- Danna, E. A., et al. Surgical removal of primary tumor reverses tumor-induced immunosuppression despite the presence of metastatic disease. Cancer Res. 64, 2205-2211 (2004).
- Tao, K., Fang, M., Alroy, J., Sahagian, G. G. Imagable 4T1 model for the study of late stage breast cancer. BMC Cancer. 8, 228 (2008).
- Hu, X., et al. Deregulation of apoptotic factors Bcl-xL and Bax confers apoptotic resistance to myeloid-derived suppressor cells and contributes to their persistence in cancer. J Biol Chem. 288, 19103-19115 (2013).
- Kwan, H., et al. Transgenes expressing the Wnt-1 and int-2 proto-oncogenes cooperate during mammary carcinogenesis in doubly transgenic mice. Mol Cell Biol. 12, 147-154 (1992).
- Guy, C. T., Cardiff, R. D., Muller, W. J. Induction of mammary tumors by expression of polyomavirus middle T oncogene: a transgenic mouse model for metastatic disease. Mol Cell Biol. 12, 954-961 (1992).
- Almholt, K., et al. Reduced metastasis of transgenic mammary cancer in urokinase-deficient mice. Int J Cancer. 113, 525-532 (2005).
- Gallego, M. I., Bierie, B., Hennighausen, L. Targeted expression of HGF/SF in mouse mammary epithelium leads to metastatic adenosquamous carcinomas through the activation of multiple signal transduction pathways. Oncogene. 22, 8498-8508 (2003).
- Lin, S. C., et al. Somatic mutation of p53 leads to estrogen receptor alpha-positive and -negative mouse mammary tumors with high frequency of metastasis. Cancer Res. 64, 3525-3532 (2004).
- Ridgeway, A. G., McMenamin, J., Leder, P. P53 levels determine outcome during beta-catenin tumor initiation and metastasis in the mammary gland and male germ cells. Oncogene. 25, 3518-3527 (2006).
- Zimmerman, M., Hu, X., Liu, K. Experimental metastasis and CTL adoptive transfer immunotherapy mouse model. J Vis Exp. , (2010).
