ヒト前立腺癌の前臨床同所性マウスモデル
Summary
Prostate cancer is the second most common cause of cancer-related deaths in the United States. An orthotopic cancer model provides a useful approach to understand the biology of prostate cancer and to evaluate the efficacy of therapeutic regimens. This protocol describes detailed steps necessary to establish an orthotopic prostate cancer mouse model.
Abstract
To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information about this disease. The human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model provides a useful alternative approach for understanding the specific interactions between genetically and molecularly altered tumor cells, their organ microenvironment, and for evaluation of efficacy of therapeutic regimens. This is a well characterized model designed to study the molecular events of primary tumor development and it recapitulates the early events in the metastatic cascade prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. Thus it allows elucidation of molecular mechanisms underlying the initial phase of metastatic disease. In addition, this model can annotate drug targets of clinical relevance and is a valuable tool to study prostate cancer progression. In this manuscript we describe a detailed procedure to establish a human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model.
Introduction
前立腺癌は次の肺と気管支（28％）1の癌に、米国では男性のがん死亡（9％）の第二の最も一般的な原因です。最近のデータによれば、220、800、新たに診断された前立腺癌症例27、540 deaths 2015年1で発生すると推定されている。高度な転移性疾患のことがあるが、早期前立腺癌の5年相対生存率は> 99％ですわずか28％1。高度な転移性疾患の治療のための主要な課題は、特に前立腺癌のための頻繁な部位である骨に、他の臓器に転移するために、この疾患の傾向の根底にある分子機構の理解の欠如です。したがって、高度な転移性疾患の2,3への進行に対する効果的な治療法を開発するために、これらの前立腺腫瘍の分子メイクを研究する明確な必要性があります。
前立腺腫瘍は、HIGを示します進行に明確に定義された経路のない時間生物学的異質。転移は、多くの場合、腫瘍侵襲性4の無事前の指示で発生します。この臨床的不均一性は、前立腺癌の分子多様性に起因します。これらの致死的な腫瘍の分子構成を理解することは、この疾患のためのより良い診断および治療戦略を設計するためのキーです。したがって、前立腺癌の研究は、現在、理解および転移を予防に焦点を当てています。
前臨床in vivoでのマウスモデルは、高度な転移性疾患に前立腺癌の進行の分子機構を理解するためのさまざまなオプションを提供しています。さらに、これらのモデルは、この疾患に対する新たな治療戦略の前臨床評価のために重要です。最も一般的に使用される動物モデルは、トランスジェニックマウスモデル、尾静脈注射、心臓内移植およびヒト同所性マウスモデルを含みます。トランスジェニックの研究では、時間consumiありますNGとヒトのそれとマウスにおける前立腺癌発生の相関が変動11を示しています。自発的転移のマウスモデルにおいて、細胞は、循環中に直接注入されると、それらは迅速なターンアラウンド時間を有するが、それらは原発腫瘍または転移カスケード5の初期段階を研究するために使用することができません。同所異種移植モデルは、骨転移病変、前立腺癌の転移の一般的なサイトの開発の制限があります。それにもかかわらず、人間の同所前立腺癌異種移植マウスモデルは、十分に特徴付けられており、広く原発腫瘍の発達、腫瘍や臓器微小環境、治療的介入の6のための転移性疾患および実験薬物の使用の初期段階の間のクロストークの分子事象を研究するために使用され、7,8-11。
Protocol
Representative Results
Discussion
この原稿は、人間の同所前立腺癌異種移植マウスモデルを確立するための詳細な手順を説明します。このモデルは、免疫不全マウスの背部前立腺ローブにヒト前立腺癌細胞株PC3Mリュック-C6の直接注入によって設立されました。腫瘍は、実験の過程で発達させました。腫瘍増殖は、実験中に非侵襲的生物発光イメージングシステムによって毎週モニターしました。
異種移?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Dr. Roger Erickson for his support and assistance with the preparation of the manuscript. This work was supported by the National Cancer Institute at the National Institutes of Health through grant numbers RO1CA160079, RO1CA138642, UO1CA184966 and VA funded program project number 1P1 BX001604.
Materials
| PC3 prostate cancer cell line | ATCC | CRL-1435 | |
| Minimum Essential Medium (MEM) | GIBCO,Life Technology | 11095-080 | |
| PBS | GIBCO,Life Technology | 10010-023 | |
| FBS | GIBCO,Life Technology | 10437-028 | |
| Zeocin | Invitrogen,Life Technology | R250-01 | |
| Trypsin | GIBCO,Life Technology | 25300-54 | |
| IVIS | Xenogen-Caliper | ||
| Insulin Syringes (300ul, 28.5g) | Becton Dickinson | 309300 | |
| Mice | Charles River Laboratories, Inc | ||
| Alcohol Swabs | MEDEquip Depot | 326895 BD | |
| PVP Iodine Prep Pad | MEDEquip Depot | C12400PDI | |
| Surgical CatGut Chromic Suture | Demetech | CC224017F0P | |
| Matrigel | Corning | 354248 |
References
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2015. CA Cancer J Clin. 65 (1), 5-29 (2015).
- Andrieu, C., et al. Heat shock protein 27 confers resistance to androgen ablation and chemotherapy in prostate cancer cells through eIF4E. Oncogene. 29 (13), 1883-1896 (2010).
- Fusi, A., et al. Treatment options in hormone-refractory metastatic prostate carcinoma. Tumori. 90 (6), 535-546 (2004).
- Hughes, C., Murphy, A., Martin, C., Sheils, O., O’Leary, J. Molecular pathology of prostate cancer. J Clin Pathol. 58 (7), 673-684 (2005).
- Pavese, J., Ogden, I. M., Bergan, R. C. An orthotopic murine model of human prostate cancer metastasis. J Vis Exp. (79), e50873 (2013).
- Pettaway, C. A., et al. Selection of highly metastatic variants of different human prostatic carcinomas using orthotopic implantation in nude mice. Clin Cancer Res. 2 (9), 1627-1636 (1996).
- Rembrink, K., Romijn, J. C., van der Kwast, T. H., Rubben, H., Schroder, F. H. Orthotopic implantation of human prostate cancer cell lines: a clinically relevant animal model for metastatic prostate cancer. Prostate. 31 (3), 168-174 (1997).
- Kim, S. J., et al. Blockade of epidermal growth factor receptor signaling in tumor cells and tumor-associated endothelial cells for therapy of androgen-independent human prostate cancer growing in the bone of nude mice. Clin Cancer Res. 9 (3), 1200-1210 (2003).
- Kim, S. J., et al. Targeting platelet-derived growth factor receptor on endothelial cells of multidrug-resistant prostate cancer. J Natl Cancer Inst. 98 (11), 783-793 (2006).
- Park, S. I., et al. Targeting SRC family kinases inhibits growth and lymph node metastases of prostate cancer in an orthotopic nude mouse model. Cancer Res. 68 (9), 3323-3333 (2008).
- Zhang, J., et al. AFAP-110 is overexpressed in prostate cancer and contributes to tumorigenic growth by regulating focal contacts. J Clin Invest. 117 (10), 2962-2973 (2007).
- Park, S. I., Kim, S. J., McCauley, L. K., Gallick, G. E. Pre-clinical mouse models of human prostate cancer and their utility in drug discovery. Curr Protoc Pharmacol. Chapter 14, Unit 14.15 (2010).
- Johnson, L. C., et al. Longitudinal live animal micro-CT allows for quantitative analysis of tumor-induced bone destruction. Bone. 48 (1), 141-151 (2011).
- Steinbauer, M., et al. GFP-transfected tumor cells are useful in examining early metastasis in vivo, but immune reaction precludes long-term tumor development studies in immunocompetent mice. Clin Exp Metastasis. 20 (2), 135-141 (2003).
- Yang, M., et al. A fluorescent orthotopic bone metastasis model of human prostate cancer. Cancer Res. 59 (4), 781-786 (1999).
- Stephenson, R. A., et al. Metastatic model for human prostate cancer using orthotopic implantation in nude mice. J Natl Cancer Inst. 84 (12), 951-957 (1992).
- Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Invest New Drugs. 17 (4), 343-359 (1999).
- Wang, X., An, Z., Geller, J., Hoffman, R. M. High-malignancy orthotopic nude mouse model of human prostate cancer LNCaP. Prostate. 39 (3), 182-186 (1999).
- An, Z., Wang, X., Geller, J., Moossa, A. R., Hoffman, R. M. Surgical orthotopic implantation allows high lung and lymph node metastatic expression of human prostate carcinoma cell line PC-3 in nude mice. Prostate. 34 (3), 169-174 (1998).
- Kim, S. J., et al. Reduced c-Met expression by an adenovirus expressing a c-Met ribozyme inhibits tumorigenic growth and lymph node metastases of PC3-LN4 prostate tumor cells in an orthotopic nude mouse model. Clin Cancer Res. 9 (14), 5161-5170 (2003).
