Orthotopic 폐 암 세포 Engraftment의 효율성 증가 사전 조건 Bleomycin와 쥐의 기도
Summary
상해 항공을 미리 조절 하 여 murine 폐에 폐 암 세포의 orthotopic engraftment를 크게 향상 하는 방법을 설명 합니다. 이 방법은 또한 폐 microenvironment, 전이성 보급, 폐 암 공동 morbidities stromal 상호 작용 연구에 적용 될 수 있습니다 그리고 파생 xenografts 환자를 보다 효율적으로 생성 하.
Abstract
폐 암은 생물학적으로 이기종은 치명적인 치료 내 화 질병입니다. 이해 하 고 효과적으로 치료 흉부 악성의 전체 임상 스펙트럼, 다양 한 인간의 폐 암 하위 유형 및 단계 정리 수 추가적인 동물 모델 필요 합니다. 이식 또는 종이 식 모델 다재 다능 하 고 tumorigenic 용량에 vivo에서, murine 또는 인간 기원의 악성 세포를 사용 하 여의 정량화를 활성화. 그러나, 폐 암 세포 engraftment의 앞에서 설명한 방법 orthotopic 이식 세포는 폐로의 비 효율으로 인해 마우스의 측면 등 생리 적 비 사이트에서 수행 되었습니다. 이 연구에서 우리가 미리 섬유 증 유도 에이전트 bleomycin와 쥐의 기도 조절 하 여 orthotopic 폐 암 세포 engraftment를 강화 하는 방법을 설명 합니다. 개념 증명 실험으로 우리 쥐의 다양 한 긴장으로 마우스 또는 인간의 소스에서 얻은 폐 선 암 하위의 종양 세포를 engraft에이 접근을 적용. 우리는 0-17에서 종양 세포의 engraftment 증가 종양 세포 주입 전에 bleomycin과 항공 부상 입증 71-100% %. 상당히,이 방법은 폐 종양 발생과 이후의 파생물을 다른 모델 및 마우스 긴장을 사용 하 여 향상. 또한, engrafted 폐 암 세포 관련 먼 장기로는 폐에서 보급. 따라서, 설정 하 고 셀 또는 biospecimen의 양의 제한 폐암의 새로운 orthotopic 모델을 유지 하 고 양적 폐 암 세포 생리학 관련 설정에서의 tumorigenic 용량을 평가 하기 위해 사용할 수 있는 프로토콜 제공 .
Introduction
폐암은 주요 원인의 암 관련 사망 세계1. 폐암 환자 결국 굴복 하는 전이에서 먼 장기에, 특히 중앙 신경 조직, 간, 부 신 분 비, 및 뼈2,,34. 흉부 악성 작은 세포 폐 암 (SCLC) 또는 비 작은 세포 폐 암 (NSCLC)5전통적으로 분류 되어 있다. NSCLC 이며 가장 자주 암 진단 폐 선 암 (LUAD)와 폐 편평 상피 세포 암 (LUSC)6을 포함 하 여 다른 조직학 하위로 세분화 될 수 있습니다. 절제 인간의 기본 폐 암의 게놈 분석 주어진된 histotype 내 종양 또한 다양 한 분자 섭, 더 그들의 분기 임상 진행에 기여 하 고 환자의 예 후를 혼동을 표현할 수 있는 공개 했다. 폐 암의 놀라운이 합리적인 디자인, 전 임상 테스트 및 효과적인 치료 전략의 구현에 중요 한 도전을 나타냅니다. 따라서, 다양 한 세포 기원, 분자 하위,이 질병의 단계를 공부 하 고 온순한 실험 폐 암 모델의 레 퍼 토리를 확장 하는 필요가 있다.
동물 모델을 사용 하 여 다양 한 접근 폐 암에서 공부 vivo에서, 각각의 생물 학적 질문에 따라 그들의 자신의 장단점을 고용 했습니다. 유전자 조작된 마우스 모델 (GEMMs) 주어진된 조상 세포 유형, 종양 immunocompetent 호스트7그 진행 결과에 특정 유전 변경 대상 수 있습니다. 매우 강력 하 고 임상 관련, 대기 시간, 변화, 및 폐 종양 사망률 GEMMs와 관련 된 특정 양적 측정 및 먼 장기8에 늦게 단계 전이의 탐지 금지 될 수 있습니다. 상호 보완적인 접근 이식 모델, 폐 암 세포, 마우스 종양에서 직접 하거나 문화, 설립된 셀 라인으로 먼저 파생 된 syngeneic 호스트에 다시 도입 이다 그것에 의하여의 사용 이다. 비슷하게, 폐 암 xenografts 인간 세포 선 또는 환자 파생된 종양 샘플에서 설정 됩니다. 인간 세포 선 xenografts 또는 환자 파생된 xenografts (PDXs)는 일반적으로 immunocompromised 쥐에서 하 고 따라서 완전 한 면역 감시9배제. 이 결점에도 불구 하 고 그들은 인간 biospecimens 연구 기본적인 vivo에서 속성과 GEMM 종양 보다 더 복잡 한 게놈 착오에 대 한 인코딩 인간 암 세포의 양의 제한 전파 하는 수단을 제공 합니다.
이식 및 xenografts 하나의 유용한 속성은 전통적인 제한 셀 희석 분석 실험, 종양 세포 (TICs)을 시작 하는 악성 세포 인구10의 주파수 척도를 고용 의무가 다는 것. 이 실험에서 셀의 정의 수는 동물의 측면으로 피하 주입 하 고 TICs의 주파수를 종양 걸릴 속도에 따라 예상할 수 있는. 그러나 피하 종양은 더 hypoxic11 수 있으며 폐 종양 microenvironment의 주요 생리 적인 제약을 모델링 하지 않을 수 있습니다. 쥐의 폐에 상피 줄기 또는 조상 세포의 Intratracheal 배달 폐 중생과 기도 줄기 세포 생물학12공부 하는 방법입니다. 그러나,이 기술은에서 engraftment 속도 폐 손상, 바이러스 감염13,14등의 생리 적 형태를 먼저 받게 됩니다 않는 한 상대적으로 낮은 수 있습니다. 자극적인 stromal 세포에서 지원 및 폐 지하실 막의 장애 원심 항공15벽 감 관련 줄기 세포로 이식된 세포의 보존을 높일 수 있습니다. 에이전트를 유도 하는 섬유 증 폐 engraftment 유도 만능 세포16 및17중간 엽 줄기 세포 강화에 사전 조건 또한 수 있습니다. 비슷한 형태의 기도 부상 engraftment 속도 영향을 미칠 수 있습니다, 여부를 종양 시작 용량 및 폐 암 세포의 파생물은 아직 체계적으로 평가 한다.
이 연구에서 우리는 사전 조건 부상으로 쥐의 폐에 의해 orthotopic 폐 암 세포 engraftment의 효율성을 증가 하는 방법을 설명 합니다. LUAD는 수시로 빈약한 예 지19와 상관 관계가 거리 기질18 개발이 암의 중요 한 하위 집합으로 원심 항공에서 발생 한다. Bleomycin polyketide-자연 nonribosomal 하이브리드 펩 티 드은 쥐20에 폐 섬유 증을 유도 하기 위해 광범위 하 게 이용 되어. Bleomycin의 기도 점 먼저 상피 마찰을 포에 염증 세포, 대 식 세포, 호 중구, monocytes21등의 채용을 승진 시킨다. 이것은 원심 항공, 지하실 멤브레인 개편22,23 , 세포 외 기질 (ECM) 증 착24에 개장 하는 조직에 의해 선행 된다. 대부분 연구25에서 30 일 후 해결 하는 섬유 증과 단일 bleomycin 주입의 효과 일시적 이며, 이식 및이 종이 식 모델을 사용 하 여, 사전 조건 bleomycin와 쥐의 기도 폐에서 LUAD 셀의 포획 률 증가 크게 수 테스트.
Protocol
Representative Results
Discussion
눈에 띄는 임상 유사물 폐암 및 폐36의 다른 만성 질환 사이 문서화 되었습니다. 특히, 환자 특 발성 폐 섬유 증 (IPF) 개발 폐암에 대 한 증가 취향이 있고이 협회는 독립적인 역사37,38흡연의. IPF 폐 건축과 ECM39의 증 착을 통해 장애인된 호흡 기능의 진보적인 파괴에 의해 특징입니다. 또한, 외과 절제술 다음 초기 단계 N…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 국립 암 연구소 (R01CA166376 및 D.X. 구 엔에 R01CA191489)와 국방부 (W81XWH-16-1-0227 D.X. 구 엔 하)에서 교부 금에 의해 투자 되었다.
Materials
| Bleomycin | Sigma | B5507-15UN | CAUTION Health hazard GHS08 |
| Exel Catheter 24G | Fisher | 1484121 | Remove needle. For intratracheal injection |
| Ketamine (Ketaset inl 100 mg/mL C3N 10 mL) | Butler Schein | 56344 | To anesthetize mice |
| Xylazine | Butler Schein | 33198 | To anesthetize mice |
| Ketoprofen, 5,000 mg | Cayman Chemical | 10006661 | Analgesic |
| Puralube Veterinary Ophthalmic Ointment | BUTLER ANIMAL HEALTH COMPANY LLC | 8897 | To prevent eye dryness while under anesthesia |
| D-Luciferin powder | Perkin Elmer Health Sciences Inc | 122799 | For luminescent imaging. Reconstitute powder with PBS for a working concentration of 15mg/mL. Protect from Light |
| Rodent Intubation stand | Braintree Scientific | RIS-100 | Recommended stand for intratracheal injection |
| MI-150 ILLUMINATOR 150W MI-150 | DOLAN-JENNER INDUSTRIES | MI-150 / EEG2823M | To illuminate and visualize trachea |
| Graefe Forceps, 2.75 (7 cm) long serrat | Roboz | RS-5111 | For intratracheal injection |
| Syringe Luer-Lok Sterile 5ml | BD / Fisher | 309646 | |
| Satiny Smooth by Conair Dual Foil Wet/Dry Rechargeable Shaver | Conair | – | To shave mice |
| Bonn Scissors, 3.5" straight 15 mm sharp/sharp sure cut blades | Roboz | RS-5840SC | |
| 15 mL conical tube | BD / Fisher | 352097 | |
| 1.5 mL centrifuge tubes | USA SCIENTIFIC INC | 1615-5500 | |
| Vial Scintillation 7 mL Borosilicate Glass GPI | Fisher | 701350 | |
| Filter pipette tips (200 μL) | USA SCIENTIFIC INC | 1120-8710 | |
| Phosphate Buffered Saline | Life Technologies | 14190-144 | |
| 0.25% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 25200-056 | |
| DMEM high glucose | Life Technologies | 11965-092 | |
| RPMI Medium 1640 | Life Technologies | 11875-093 | |
| Fetal bovine serum USDA | Life Technologies | 10437-028 | |
| Penicillin-Streptomycin | Life Technologies | 15140-122 | |
| Amphotericin B | Sigma | A2942-20ML | |
| Trypan Blue Stain 0.4% | Life Technologies | 15250-061 | |
| Countess Automated Cell Counter | Life Technologies | AMQAX1000 | |
| Flask T/C 75cm sq canted neck, blue cap | Fisher / Corning | 353135 | |
| IVIS Spectrum Xenogen Bioluminiscence | Perkin Elmer Health Sciences Inc | 124262 | For in vivo bioluminescence imaging |
| Living image software | Perkin Elmer Health Sciences Inc | 128113 | For in vivo bioluminescence analysis |
| XGI-8 Gas Anesthesia System | Perkin Elmer Health Sciences Inc | 118918 | For Isoflurane anesthesia |
| BD Ultra-Fine II Short Needle Insulin Syringe 1 cc. 31 G x 8 mm (5/16 in) | BD / Fisher | BD328418 | For retro-orbital luciferin injection |
| Syringe 1ml | BD / Fisher | 14-823-434 | For intraperitoneal injections |
| 26 G x 1/2 in. needle | BD / Fisher | 305111 | For intraperitoneal injections |
| 4% Paraformaldehyde | VWR | 43368-9M | CAUTION Health hazard GHS07, GHS08. For fixing tissue |
| Pipet-Lite Pipette, Unv. SL-200XLS+ | METTLER-TOLEDO INTERNATIONAL | 17014411 | |
| Mayer's Hematoxylin | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 517-28-2 | |
| Eosin Y stain 0.25% (w/v) in 57% | Fisher | 67-63-0 | |
| Masson Trichrome Stain Kit | IMEB Inc | K7228 | For masson trichrome stain to visualize collagen |
| Superfrost plus glass slides | Fisher | 1255015 | |
| 6 well plate | Corning | C3516 | |
| Universal Mycoplasma Detection Kit | ATCC | 30-1012K | |
| OCT Embedding compound | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 62550-12 | For embedding tissue for frozen sections |
| Leica CM3050 S Research Cryostat | Leica | CM3050 S | To section tissue for staining analysis |
| Keyence All-in One Fluorescence Microscope | Keyence | BZ-X700 | |
| ImageJ | US National Institutes of Health | IJ1.46 | http://rsbweb.nih.gov/ij/ download.html |
| Prism 7.0 for Mac OS X | GraphPad Software, Inc. | – | |
| Athymic (Crl:NU(NCr)-Foxn1nu) mice | Charles River | NIH-553 | |
| NSG (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ) mice | Jackson Laboratories | 5557 | |
| B6129SF1/J mice | Jackson Laboratories | 101043 | |
| NIH-H2030 cells | ATCC | CRL-5914 | |
| 368T1 | generously provided by Monte Winslow (Standford University) | – | |
| PC9 cells | Nguyen DX et al. Cell. 2009;138:51–62 | – | |
| H2030 BrM3 cells | Nguyen DX et al. Cell. 2009;138:51–62 | – |
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