En Orthotopic musmodell av spontan bröstcancer metastasering
Summary
En orthotopic bröstcancer primär tumörmodell och kirurgiskt avlägsnande av primärtumören att förlänga mus liv för att generera spontan metastas beskrivs. Den tumörtillväxt och progression övervakas och kvantifieras av luciferas fluorescens avbildning.
Abstract
Metastas är den primära orsaken till dödligheten hos bröstcancerpatienter. Mekanismen bakom cancerceller metastaser, inklusive bröstcancer metastaser, är till stor del okända och är fokus inom cancerforskningen. Olika bröstcancer spontana modeller metastaser mus har fastställts. Här rapporterar vi ett förenklat förfarande för att fastställa orthotopic transplanterade bröstcancer primärtumör och resulterande spontan metastas som efterliknar human bröstcancer metastaser. Kombinerat med mareld levande tumöravbildning, tillåter denna musmodell tumörtillväxt och progressions kinetik som skall övervakas och kvantifieras. I denna modell var en låg dos (1 x 10 4 celler) av 4T1-Luc bröstcancerceller injicerades i BALB / c-mus bröstfettdynan med hjälp av en tuberkulinspruta. Möss injicerades med luciferin och avbildas vid olika tidpunkter med hjälp av en självlysande bildsystem. När de primära tumörerna växte till storleksgränsen som i IACUC-godkända protokoll (ca.oximately 30 dagar) sövdes mössen under konstant flöde av 2% isofluran och syre. Tumörområdet steriliserades med 70% etanol. Mushuden kring tumören skars ut för att exponera tumören som avlägsnades med ett par steril sax. Avlägsnande av den primära tumören förlänger överlevnaden av 4T-1 tumörbärande möss för en månad. Mössen sedan upprepade gånger avbildas för metastatisk tumör sprider sig till avlägsna organ. Terapeutiska medel kan administreras för att undertrycka tumörmetastas vid denna punkt. Denna modell är enkel och ändå känslig kvantifiera bröstcancercelltillväxt i den primära platsen och progression kinetik till avlägsna organ, och därmed är en utmärkt modell för att studera bröstcancer tillväxt och progression, och för att testa anti-metastas terapeutiska och immun medel in vivo .
Introduction
Enligt American Cancer Society, är bröstcancer den vanligaste diagnosen form av cancer hos kvinnor i USA. Tidig upptäckt i kombination med nyligen utvecklade riktade terapier har avsevärt minskat dödligheten i bröstcancer under de senaste två decennierna. Dock är bröstcancer fortfarande den näst vanligaste orsaken till cancerrelaterad död hos kvinnor i USA en. Majoriteten av dödsfallen av bröstcancerpatienter beror på tumörcellmetastaser. Tyvärr är de flesta bröstcancer invasiva och ofta sprider sig till lymfkörtlar och därefter avlägsna organ, inklusive ben, lunga, lever och hjärna. 1,2 Det finns för närvarande ingen effektiv behandling för metastaserande bröstcancer. Därför utveckling av kemoterapeutiska och immunoterapeutiska medel undertrycka metastaserad bröstcancer är av stor betydelse.
Olika bröstcancer modeller spontan metastas mus har been utvecklats för att studera de molekylära mekanismer som ligger bakom brösttumörcellprogression och metastas och användas som modeller för utveckling av terapeutiska medel. 1,3-5 emellertid de flesta av dessa musmodeller finns genetiska tumörmodeller att medan utmärkta modeller för mekanistisk studier, är inte lämpliga för att testa terapeutiska medel eftersom metastaser tar månader att utvecklas i dessa genetiska modeller, vilket kräver kostsamma långtidsbehandling av anti-cancermedel. 6,7 Övervakning tumörprogression hos levande möss är också tekniskt utmanande. I motsats härtill har en transplanterad bröstcancermetastaser modell fördelarna med korttidstumörprogression och enkel spårning av tumörprogression hos levande möss. Den 4T1 orthotopic bröstcancer spontan metastas musmodell är en sådan transplanterade tumörmodell. 8 I denna modell är brösttumörceller transplanteras in i bröstfettkudden att etablera primära tumör knölar. Den primära tumörenkan sedan avlägsnas kirurgiskt som i bröstcancerpatienter mänskliga. 4T1 tumörceller är mycket invasiva. 8,9, 3,10 Nästan all tumörbärande möss utvecklar metastaser i 30 dagar efter tumörtransplantation i bröstfettkudden. Men 4T1 tumörer växer aggressivt i de primära platserna och tumörstorlekarna ofta överskrider de gränser som är tillåtna i de flesta djurprotokoll. I detta skede av metastaser är ofta mikrometastaser. Därför är det viktigt att avlägsna primära tumörer att tillåta metastas framsteg för att testa terapeutiska medel. Här rapporterar vi att upprätta en enkel och ändå känslig förfarande av primärtumör transplantation, kirurgiskt avlägsnande av primärtumören och mareld imaging-baserad kvantifiering av 4T1 tumörtillväxt och progression in vivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Många typer av transgena musmodeller av bröstcancer metastaser har utvecklats. 1 Dessa transgena möss har höga förekomsten tumör sträcker sig från 60 till 100%. Emellertid är metastas incidensen av dessa transgena möss är mycket lägre än den tumörincidensen (14-100%). Tumörceller metastasera till LN och lungor i de flesta av dessa transgena musmodeller av bröstcancer metastaser. Metastasen latens varierar från modell till modell och varierar från två till åtta månader. 6,11-16 …
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).
