Floresans moleküler tomografi Glioblastoma Xenografts in Vivo içinde görüntüleme için
Summary
Orthotopic kafa içi enjeksiyon tümör hücrelerinin Beyin tümör biyolojisi, ilerleme, evrim ve terapötik yanıt çalışmaya kanser araştırmalarında kullanılmıştır. Burada gerçek zamanlı intravital görüntüleme ve miktar tümör preklinik glioblastoma modellerinde kitle sağlayan Floresans moleküler tomografi, tümör xenografts, mevcut.
Abstract
Tumorigenicity olan bir tümör oluşturmak için yetenek kanser hücrelerinin kitle. İmmünyetmezligi fareler, subkutan kanseri hücreleri enjekte ve görünür ve elle tutulur olduktan sonra tümör kitle ölçüm hücreleri tumorigenic olup olmadığını belirlemek için yaygın olarak kullanılan bir yaklaşım olacaktır. Orthotopic enjeksiyonu kanser hücrelerinin en çok benzeyen menşe okudu tümör doku microenvironment xenograft tanıtmak amaçlanmaktadır. Beyin kanser araştırma kanser hücrelerinin tümör oluşumu ve analiz içinde beyin microenvironment benzersiz izin vermek için kafa içi enjeksiyon gerektirir. Kafa içi xenografts vivo içinde görüntüleme anında engrafted orthotopically farelerde tümör kitle izler. Burada Beyin tümör xenografts, Floresans moleküler tomografi (FMT) kullanımı raporu Kanser hücreleri ilk kızılötesi floresan proteinler ile transduced ve immün farelerin beyninde enjekte. Hayvanlar o zaman zaman uzun süre tümör kitle hakkında kantitatif bilgi edinmek için taranır. Hücre önceden etiketleme, tekrarlanabilir, uygun maliyetli ve güvenilir miktar her fare içinde tümör yükü için izin verir. Biz görüntüleme yüzeylerde enjekte için ihtiyaç ortadan kaldırılmıştır ve böylece hayvanlar üzerinde stres azalır. Bu yaklaşımın bir sınırlama çok küçük kitlelerin algılamak için yetersizlik tarafından temsil edilir; Ancak, diğer teknikleri daha büyük kitleler için daha iyi çözünürlüğe sahip. Bir uyuşturucu tedavisinin etkinliği veya genetik değişiklikler gliyom hücre satırları ve hasta elde edilen örnekler değerlendirmek için uygulanabilir.
Introduction
Kanser sanayileşmiş dünya insanlarda hastalık ile ilgili ölümlerin önde gelen nedenlerinden biridir. Son derece yüksek bir ölü sayısı ile yeni tedaviler şiddetle ihtiyaç vardır. Glioblastoma multiforme (GBM) beyin kanseri, beyin tümörü, stromal ve bağışıklık hücrelerinin türdeş olmayan nüfus oluşan son derece öldürücü bir türüdür. Merkezi beyin tümörü ABD göre birincil kötü huylu ve kötü huylu olmayan beyin tümörü insidansı yaklaşık 100.000 başına 22 vaka olması. Yaklaşık 11.000 yeni vaka 20171ABD’de tanısı için bekleniyor.
Preklinik çalışmaları, uyuşturucu, yordam veya insanlarda test önce etkili olduğu için tedavi olasılığını araştırmak. Preklinik çalışmalarda erken laboratuvar adımlardan biri ilaç tedavisi için potansiyel moleküler hedef insan xenograft model olarak tanımlanan ana bilgisayar canlı, implante kanser hücrelerini kullanarak tanımlayan iş. Bu bağlamda, kafa içi Beyin tümör xenograft modelleri hasta elde edilen xenografts (PDXs) kullanarak beyin tümör biyolojisi, ilerleme, evrim ve terapötik yanıt çalışma ve son zamanlarda biyolojik gelişimi için ilaç yaygın olarak kullanılmıştır Eleme ve kişiselleştirilmiş tıp2,3,4.
Görüntüleme yöntemleri intrakranial xenografts izlemek için en uygun fiyatlı ve non-invaziv vivo içinde biridir bioluminescence görüntüleme (BLI)5,6,7,8. Ancak, bazı BLI sınırlamalar substrat yönetim ve kullanılabilirlik, enzim istikrar ve ışık Şoklama ve edinme9görüntüleme sırasında saçılma sayılabilir. Burada preklinik glioblastoma modelleri izlenecek yöntem Imaging alternatif olarak kızılötesi FMT raporu. Bu yöntem, sinyal Alım ve intracranially implant PDXs miktar, (bundan sonra FP720 adlandırılan) bir yakın kızılötesi floresan protein iRFP72010,11 ifade ya da (bundan böyle FP635 adlandırılan), turboFP635 bir FMT görüntüleme sistemi ile gerçekleştirilir. FMT teknolojisini kullanarak, tümör olabilir orthotopic vivo içinde önce sırasında veya tedaviden sonra preklinik gözlemler için non-invaziv, substrat-Alerjik ve nicel bir şekilde izlenir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tümör xenografts kapsamlı kanser araştırmalarında hem de bir dizi köklü görüntüleme teknikleri geliştirilmiştir: BLI; Manyetik rezonans görüntüleme (MRG); Pozitron emisyon tomografisi (PET), bilgisayarlı tomografi (CT); FMT. Her bu yaklaşımların artıları ve eksileri ile gelir, ama sonuçta birbirini tamamlayıcı bilgiler türü ile. Görüntü teknolojisi en sık kullanılan vivo içinde biridir BLI5,6,…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dr. Frederick Lang, MD Anderson Kanser Merkezi GBM-PDX neurospheres için teşekkür ederim. Bu eser yenilgi GBM araştırma işbirliği tarafından Ulusal beyin tümörü toplum (Frank Furnari), R01-NS080939 (Frank Furnari), James S. McDonnell Vakfı (Frank Furnari); bir iştiraki desteklenmiştir Jorge Benitez bir ödülü Amerikan beyin tümörü Derneği (ABTA) üzerinden tarafından desteklenen; Ciro Zanca kısmen bir Amerikan-İtalyan kanser Vakfı doktora sonrası araştırma bursu tarafından desteklenmiştir. Frank Furnari maaş ve ek destek Ludwig Enstitüsü’nden kanser araştırmaları için alır.
Materials
| DMEM/High Glucose | HyClone/GE | SH30022.1 | |
| DMEM/F12 1:1 | Gibco | 11320-082 | |
| FBS | HyClone/GE | SH30071.03 | |
| Accutase | Innovative cell technologies | AT-104 | |
| Trypsin | HyClone/GE | SH30236.01 | |
| B27 supplement | Gibco | 17504044 | |
| human recombinant EGF | Stemcell Technologies | 2633 | |
| human recombinant FGF | Stemcell Technologies | 2634 | |
| DPBS | Corning | 21-031-00 | |
| FACS tubes | Falcon | 352235 | |
| DAPI | ThermoFisher Scientific | 62248 | |
| Blasticidin | ThermoFisher Scientific | A1113903 | |
| p24 ELISA | Clontech | 632200 | |
| Xylazine | Akorn | NDC 59399-110-20 | |
| Ketamine | Zoetis | NADA 043-403 | Controlled substance |
| Ointment | Dechron | NDC 17033-211-38 | |
| Absorbable suture | CpMedical | VQ392 | |
| 5 ul syringe | Hamilton | 26200-U | Catalog number as sold by Sigma-Aldrich |
| Cell Sorter | Sony | SH8007 | |
| Mouse stereotaxic frame | Stoelting | 51730 | |
| Motorized stereotaxic injector | Stoelting | 53311 | |
| Micromotor hand-held drill | Foredom | K1070 | |
| Mouse warming pad | Ken Scientific Corporation | TP-22G | |
| Fluorescence Tomography System | PerkinElmer | FMT 2500 XL | |
| TrueQuant Imaging Software | Perkin Elmer | 7005319 | |
| Ultra-centrifuge Optima L-80 XP | Beckman Coulter | 392049 | |
| Tissue Culture 100mm Dishes | Olympus Plastics | 25-202 | |
| Tissue Culture 150mm Dishes | Olympus Plastics | 25-203 | |
| Tissue Culture Flasks T75 | Corning | 430720U | |
| 50 mL conical tubes | Corning | 430290 | |
| 15 mL conical tubes | Olympus Plastics | 28-101 | |
| Centrifuge Avanti J-20 | Beckman Coulter | J320XP-IM-5 | |
| Tube, Polypropylene, Thinwall, 5.0 mL | Beckman Coulter | 326819 | |
| Tube, Thinwall, Polypropylene, 38.5 mL, 25 x 89 mm | Beckman Coulter | 326823 | |
| Athymic nude mice | Charles River Laboratories | Strain Code 490 (Homozygous) | Prior approval by the Institutional Animal Care Program and by the Institutional Biosafety Committee required. |
References
- Ostrom, Q. T., et al. CBTRUS Statistical Report: Primary Brain and Other Central Nervous System Tumors Diagnosed in the United States in 2009-2013. Neuro-Oncology. 18 (suppl_5), v1-v75 (2016).
- Pauli, C., et al. Personalized In Vitro and In Vivo Cancer Models to Guide Precision Medicine. Cancer Discovery. 7 (5), 462-477 (2017).
- Stewart, E. L., et al. Clinical Utility of Patient-Derived Xenografts to Determine Biomarkers of Prognosis and Map Resistance Pathways in EGFR-Mutant Lung Adenocarcinoma. Journal of Clinical Oncology. 33 (22), 2472-2480 (2015).
- Gao, H., et al. High-throughput screening using patient-derived tumor xenografts to predict clinical trial drug response. Nat Med. 21 (11), 1318-1325 (2015).
- Ozawa, T., James, C. D. Establishing Intracranial Brain Tumor Xenografts With Subsequent Analysis of Tumor Growth and Response to Therapy using Bioluminescence Imaging. J. Vis. Exp. (41), e1986 (2010).
- Kondo, A., et al. An experimental brainstem tumor model using in vivo bioluminescence imaging in rat. Child’s Nervous System. 25 (5), 527-533 (2009).
- Nyati, S., Young, G., Ross, B. D., Rehemtulla, A., Kozlov, S. V. . ATM Kinase: Methods and Protocols. , 97-111 (2017).
- Kondo, A., et al. Longitudinal assessment of regional directed delivery in a rodent malignant glioma model. J Neurosurg Pediatr. 4 (6), 592-598 (2009).
- Badr, C. E., Badr, C. E. . Bioluminescent Imaging: Methods and Protocols. , 1-18 (2014).
- Shcherbakova, D. M., Verkhusha, V. V. Near-infrared fluorescent proteins for multicolor in vivo imaging. Nat Meth. 10 (8), 751-754 (2013).
- Filonov, G. S., et al. Bright and stable near-infrared fluorescent protein for in vivo imaging. Nat Biotech. 29 (8), 757-761 (2011).
- Tiscornia, G., Singer, O., Verma, I. M. Production and purification of lentiviral vectors. Nat. Protocols. 1 (1), 241-245 (2006).
- Basu, S., Campbell, H. M., Dittel, B. N., Ray, A. Purification of Specific Cell Population by Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS). J. Vis. Exp. (41), e1546 (2010).
- Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. J. Principles of rodent surgery for the new surgeon. J Vis Exp. (47), (2011).
- Cetin, A., Komai, S., Eliava, M., Seeburg, P. H., Osten, P. Stereotaxic gene delivery in the rodent brain. Nat. Protocols. 1 (6), 3166-3173 (2007).
- Benitez, J. A., et al. PTEN regulates glioblastoma oncogenesis through chromatin-associated complexes of DAXX and histone H3.3. Nature Communications. 8, 15223 (2017).
- Kirschner, S., et al. Imaging of Orthotopic Glioblastoma Xenografts in Mice Using a Clinical CT Scanner: Comparison with Micro-CT and Histology. PLOS ONE. 11 (11), e0165994 (2016).
- Mannheim, J. G., et al. Standardization of Small Animal Imaging-Current Status and Future Prospects. Molecular Imaging and Biology. , (2017).
- Engblom, C., et al. Osteoblasts remotely supply lung tumors with cancer-promoting SiglecFhigh neutrophils. Science. 358 (6367), (2017).
- Lauber, D. T., et al. State of the art in vivo imaging techniques for laboratory animals. Laboratory Animals. 51 (5), 465-478 (2017).
- Zanca, C., et al. Glioblastoma cellular cross-talk converges on NF-κB to attenuate EGFR inhibitor sensitivity. Genes & Development. 31 (12), 1212-1227 (2017).
- Villa, G. R., et al. An LXR-Cholesterol Axis Creates a Metabolic Co-Dependency for Brain Cancers. Cancer Cell. 30 (5), 683-693 (2016).
- Liu, F., et al. EGFR Mutation Promotes Glioblastoma through Epigenome and Transcription Factor Network Remodeling. Molecular Cell. 60 (2), 307-318 (2015).
